關于含硫污水加堿脫氨的措施討論

杜鵬

摘?要：隨著石油化工行業的不斷提高，加工深度的不斷深化，使得在加工過程中產生的各種廢水，廢氣，廢渣也不斷增多。為了保護環境，必須對其進行嚴格的治理，使得排放和循環使用達到國家允許排放標準。本文主要就含硫污水的處理辦法加以論述。

關鍵詞：含硫污水;凈化水;加堿;氨氮

在全球經濟迅速發展的21世紀，我國經濟也隨之穩步的增長，煉油化工行業作為國家經濟的一份子，也在迅速發展的當下，獲得了巨大的提升。然而，在迅速發展的同時，各種廢氣，廢水也相應的不斷增多，這就對環保有了進一步的要求。本文主要就含硫污水的處理辦法加以論述，以達到排放指標合格的目的要求。

1?含硫污水的來源

煉油廠在加工原油時，會產生大量的含硫污水，由于這些廢水中含有各種污染物，如不加以處理就排出，必然會對環境造成嚴重污染，危害人們的生活健康。因此加以處理后回收至污水處理場，待指標合格后方可排出，才不會污染環境。

2?含硫污水汽提工藝介紹

含硫污水汽提工藝是裝置外來的含硫污水加以蒸汽汽提，汽提塔頂汽提出硫化氫和氨氣，汽提塔底是脫除氣相后的污水，稱為凈化水，統一回收至污水處理廠。本文的含硫污水汽提法采用的是單塔低壓汽提工藝，主要是回收硫化氫而不回收氨氣，汽提出的氨氣和硫化氫作為硫磺回收裝置的原料一并燃燒，產出硫磺。

3?含硫污水加堿脫氨的工藝原理

含硫污水汽提工藝是一個電離平衡、化學平衡、相平衡共存的復雜體系?？刂坪眠@一系列的平衡體系才是處理好含硫污水生成凈化水的關鍵，才能使凈化水達到一個良好的品質。然而硫化氫，氨氣，水蒸氣，都是揮發性物質，單單依靠塔底蒸汽，凈化水品質很難達到硫化氫，氨氣在指標范圍內的預期效果，往往氨氮的含量難以降低。因為在硫化氫，氨氣和水蒸氣的多元體系中，它們在水中以NH4HS，NH4HCO3存在，這些物質在水中屬于弱酸弱堿鹽溶液，在水中水解后生成游離的氨氣，硫化氫，水蒸氣分子。在汽提加熱的過程中，這些游離態的氨氣，硫化氫，水蒸氣分子打破平衡狀態形成氣態的氨氣，硫化氫，水蒸氣分子，因而該體系是電離平衡、化學平衡、相平衡共存的復雜體系。即：

NH4++HS-（NH4HS）（NH3+H2S+H2O）液（NH3+H2S+H2O）氣①

但這些分子并不是全部都可以從液相轉變為氣相，它們轉變的程度與濃度，溶解度，揮發度等密切相關。NH3的水解反應也影響液相向氣相的轉變，含硫污水中仍有部分的氨在水中發生離解反應：

NH3+H2ONH4++OH-②

而同時含硫污水中部分的酸同樣會發生離解反應，生成H+和酸根離子（SO32-，S2O32-，HSO3-，CN-），NH4+與其中存在的酸根離子發生反應，形成銨鹽。這部分銨鹽溶于水中，難以去除，成為了固定氨（NH4+）。而將這部分固定氨轉變為游離氨（NH3），需要反應：

NH4++OH-NH3+H2O③

在上述的反應中，如果反應②與酸的離解反應同時發生，H+與OH-結合成水，致使反應②向右進行，加大了反應的正向移動，即加大了游離氨向固定氨的轉變。

這時就需要外界物質的加入來改善這一情況，向汽提塔中注堿就是解決這一問題的手段，向含硫污水中加入堿就是相當于向污水中加入了OH-，這部分多出的OH-是堿在水中離解生成的。由于多出了一部分的OH-，致使反應②向左進行變成了反應③，使NH4+形成了NH3，加大了固定氨向游離氨的轉變。

多出的這部分氨就可以通過對汽提塔加以調節，增大蒸汽量的措施去除。在這一措施的實施下，若想加快對氨氮的去除，則對于反應③，即加快反應的正向進行：

NH4++OH-→NH3+H2O④

提高反應④的正反應速率有以下兩個方面：

（1）增加反應物的量：

為了去除氨氮，只能增加OH-的量，即向含硫污水中加入一定濃度的堿。

（2）減少生成物的量：

為了去除氨氮，只能減少NH3的量，即向含硫污水中增加一定量的汽提蒸汽。

4?含硫污水加堿脫氨對系統的影響

根據上述一系列的反應可以得出，OH-越多，對反應越有利，使反應正向進行的更徹底，但是OH-的濃度并不是越大越好。雖然OH-濃度的增大對脫除氨氮效果明顯，但對硫化物的脫除卻是不利的。OH-濃度增大：

H2S+NaOHNaHS+H2O

NaHS+NaOHNa2S+H2O

Na+濃度增大，Na2S也隨之濃度增大，在固定氨向游離氨的過程中，游離的硫化氫形成了固定硫Na2S，降低了脫硫的效率。所以說對加堿的量是有一定要求的，凈化水的指標一個是氨氮，一個是硫化物，所以說控制好一定的注堿量，和適當的系統操作（蒸汽量，塔頂壓力，酸性氣量等措施），在保證了氨氮和硫化物的指標合格之后，凈化水的PH值在7-9范圍之內最好。因為注堿量過大不僅對脫硫造成影響，還對成本有了一定的耗費，及對管線設備造成的腐蝕，外排之后的凈化水送回至污水處理廠，也對下游裝置的處理加大了負荷，造成了一定的難度。所以，凈化水的注堿量應以氨氮濃度達標為原則，現有規定要求凈化水的合格標準為：

NH3≤50mg/l;H2S≤20mg/l

而理論上的注堿量就是銨鹽中氨氮的量，所以控制好加堿的量才能既對管線設備加以保護，又能使排放的凈化水氨氮和硫化物達到標準。

5?結語

綜上所述，隨著國家發展的日益壯大，社會主義市場的迅速發展，社會對能源的需求日益增多，我國的煉油化工行業也獲得了非常大的增長。然而隨著石油行業的不斷增長，負面因素也隨之增多，生態環保越來越加以重視，加強對含硫污水排放指標的控制，才能使這個行業保持持續增長，只有不斷的創新發展，才能使煉油化工業得到穩步的增長和可持續的發展。

參考文獻：

[1]禹曉偉，王百森，黃福泉.硫磺回收聯合裝置技術問答[M].北京：中國石化出版社，2010.