酸水汽提查看源代码讨论查看历史
酸水汽提是一种含有 H2S，NH3 和CO2 等挥发性弱电解质的水溶液，同时含有酚、氰化物和油等污染物，直接排出会对环境造成较大的危害，所以必须经过处理后，使水中的污染物含量达到一定标准后，才可以排出。我国酸性水处理大多数采用蒸汽汽提法，称为酸水汽提，又称酸性水汽提。常用工艺有单塔加压侧线抽出汽提、单塔低压汽提、单塔加压汽提和双塔加压汽提四种。[1]
酸性水汽提工艺
国内普遍应用的酸性水汽提工艺主要有单塔加压侧线抽出汽提、单塔常压无侧线汽提、单塔加压无侧线汽提和双塔加压汽提四种工艺流程。四种工艺对比如下：
单塔加压侧线抽出汽提工艺 单塔加压侧线抽出汽提工艺，酸性水分成冷、热进料分别进入塔内，冷热进料比为 0.25~0.40。35~40 ℃的冷进料打入塔顶，塔顶压力为 0.5~0.6 MPa，塔顶排出纯度很高的酸性气，去硫回收装置。热进料与侧线抽出气体、塔底净化水换热后，温度可达140~150 ℃，从塔的中上部进料。塔底由重沸器或直接蒸汽供热，塔底温度 160~165 ℃，可将绝大部分 H2S、NH3 、CO2 汽提出来，塔底得到净化水。 在塔顶冷料向下和汽提蒸汽向上的作用下， NH3向塔中部集聚，形成一个 H2S 含量低，NH3 浓度最高的集聚区，并由此抽出含氨 15 %~20 %的侧线气，侧线抽出比 7 %~10 %，侧线气经过三级变温、 变压， 高温分水、 低温固硫后， 得到纯度 99 %以上的氨气， 这种氨气中含 H2S 体积分数为 0.2 %~0.5 %， 可先用浓氨水循环洗涤法或(和)低温结晶-活性炭吸附法脱硫，将 H2S 降低到 10 mg/L 以下，再用精脱硫剂吸附将 H2S 降到 2 mg/L 以下，然后用氨压机生产液氨。当加热蒸汽温度>180 ℃时，蒸汽单耗150~200 kg/t 废水。
该工艺流程较简单，蒸汽耗量低、占地小、投资及操作费用低，对酸性水中硫化氢及氨浓度有很宽的适用性，副产氨气质量可以达到国家合格品标准。 该工艺已广泛用于国内炼油石化行业，形成了我国独特的污水汽提技术路线，是炼油化工冶金等行业处理含硫污水较为理想的工艺。适于处理量较大，对于副产氨可以回用或有出路的工厂。
单塔低压汽提工艺 单塔低压汽提工艺，是按塔顶气能自压排至火炬或硫回收装置来确定塔顶压力，一般在 0.12~0.15 MPa。如果塔顶压力为 0.15MPa，并且要求氨在水中的溶解度近于零，塔顶温度应在 82 ℃以上，一般取 104~114 ℃，这样可获得良好的净化水质。
这种汽提工艺有塔顶气冷凝回流和不冷凝回流两种流程。无冷凝回流，塔顶气中 95 %(体积分数)以上是水蒸气，只能去火炬焚烧，在 1370~1425 ℃，将 H2S、NH3 氧化为 SO2 、N2 和 H2O 排放，1 t 废水蒸汽耗量 100~115 kg。有塔顶气冷凝回流，可以大幅度减少排气中的水含量，产生的气体可以送硫回收装置，废水耗蒸汽在 130~180 kg； 进入硫回收装置的气体， 由于含高浓度的氨，需要用特殊喷嘴燃烧成含 SO2 气体，该气体再与炼厂干气脱出的H 2 S 按 H 2 S/SO 2 摩尔比 2 调配，通过克劳斯反应生产硫磺。
该工艺流程简单、设备少、消耗低，建设费和操作费便宜，净化水质好，净化水可以回用，此工艺仅需要硫磺回收装置设置烧氨火嘴，在 1250 ℃以上的高温下，将氨完全分解，解决炼厂副产氨无出路所带来的污染，而且投资及占地最省。
单塔加压汽提工艺 如果酸性水量小，H2S 和 NH3 浓度不高，只是希望获得高纯度的酸性气进硫回收装置，允许氨留在水中，可以采用单塔加压无侧线汽提工艺。其依据是，在同样温度压力下的水中，硫化氢比氨的溶解度小的多，低温、超大气压的情况下更是如此。一般控制塔顶温度 30~50 ℃，压力 0.3~0.5 MPa，可获得氨浓度很低的酸性气。 该工艺在有塔进、 出水换热时1 t废水蒸汽耗量仅为50~80 kg。
双塔加压汽提工艺 在双塔加压汽提工艺中，有两座汽提塔，简称 H2S 塔和 NH3塔。酸性水是先进 H2S 塔(这种流程易操作，能耗低)。进 H2S 塔酸性水分两路，进塔顶部分称冷进料；另一部分与塔底热水换热后进塔的中上部，称热进料；塔底直接通入水蒸汽或用重沸器将部分塔底液转化为水蒸汽汽提，塔底温度 160~170 ℃。为得到高纯度酸性气，塔顶要有适宜的温度和压力，一般为 35~40 ℃，0.5~0.7 MPa，此时，冷进料可使塔内上升气流中的氨被洗涤吸收而进入液相， 酸性气中氨含量可小于 1.5 %， 满足硫回收装置要求。塔底出水换热后进入 NH3 塔中上部，塔底汽提，塔底温度为135~155 ℃，塔底净化水可达到 NH3 50~100 mg/L、H2S 20~30mg/L；塔顶温度 125~145 ℃，压力为 0.25~0.40 MPa，塔顶排出含有水蒸汽和硫化氢的富氨气体，该气体可经过一、二、三级分凝系统后去氨精制系统生产氨水或液氨。
该工艺流程复杂，蒸汽耗量较高，投资及占地面积大，但对污水量和污水浓度变化适应性强， 开停工方便， 易建立气液平衡，生产平稳，可同时获得高纯度的 H2S 和 NH3 ，净化水质好，适于处理量大，硫化氢及氨浓度都很高，副产氨厂内回用或有出路的工厂。
酸水的来源
常减压污水：降压塔顶要注入氨水，中和酸性污染物，防止设备腐蚀，通过相应的汽液分离罐分离出含氨污水，主要成分为含氨污水、悬浮汽油、汽态烃类。
催化污水：提升管中加入蒸汽与渣油、蜡油形成雾化混合物进行催化反应，从分馏塔顶回流罐及吸收稳定回用水中产生含硫含氨污水，成分为含硫含氨污水、悬浮汽油、气态烃类、H2S、氯化物。
焦化污水： 渣油中含硫化物和氨氮， 在加热炉内注入除盐水，提高流速防止结焦，经过焦炭塔从分馏塔顶冷凝分离出含硫含氨污水，成分为含硫含氨污水、悬浮汽油、气态烃类、焦粉、酸性水预处理酸性水脱气。
加氢污水：加氢反应流出物中含有硫化物和氨氮，在高压空冷前注入除盐水，防止铵盐结晶堵塞，从高压分离器底部分离出含硫含氨污水和汽提塔顶酸性水，成分为含硫含氨污水、悬浮汽油、气态烃类、H2S。
体系分析
酸性水中以NH4HS，(NH4)2CO3 和 NH4HCO3 等铵盐形式存在，这些弱酸弱碱的盐在水中电离，同时又水解形成H2S，NH3和 CO2分子，上述分子除与离子存在电离平衡外，还与气相中的分子呈平衡，该体系是化学平衡、电离平衡和相平衡共存的复杂体系。因此控制化学、电离和相平衡的适宜条件是处理酸性水和选择适宜操作条件的关键。该体系属于弱电解质体系，包含多种化学反应，如下：
(1)2H2O=H3O++OH-
(2)H2S+H2O=H3O++HS-
(3)HS-+H2O=H3O++S2-
(4)CO2+2H2O=H3O++HCO3-
(5)HCO3-+H2O=H3O++CO32-；
(6)NH3+H2O=NH4++OH-
(7)NH3+HCO3-=NH2COO-+H2O
由于电离和水解都是可逆过程，各种物质在液相中同时存在离子态和分子态两种形式。离子不能从液相进入气相，故称“固定态”，分子可从液相进入气相，称为“游离态”。各种物质在水中离子态和分子态的数量与操作温度、操作压力及它们在水中的浓度有关。根据 H2S-NH3-CO2-H2O 四元素体系性质，NH4HS等在水中的水解反应常数 KH 随温度升高而升高，即水中游离态的 H2S，NH3和 CO2分子随温度升高而增加，因此汽提塔的温度应高于 110 ℃。相平衡与各相分在液相中的浓度、溶解度、挥发度以及与溶液中其他分子或离子能否发生反应有关。如 CO2 在水中的溶解度很小，相对挥发度以及与溶液中其他分子或离子的反应平衡常数很小，因而最容易从液相转入气相，而 NH3 却不同，它不仅在水中的溶解度很大，而且与 H2S和 CO2的反应平衡常数也大，只有当它在一定条件下达到饱和时，才能使游离的氨分子从液相转入气相。显然，通入水蒸汽起到了加热和降低相中 H2S，NH3 和 CO2 分压的双重作用，促进它们从液相转入气相，从而达到净化酸性水的目的。