[发明专利]一种树脂床热稳定盐脱除方法

说明书

技术领域

本发明属于酸性气体污染物净化用胺类吸收剂的再生方法，涉及一种脱硫胺液中热稳定盐的脱除方法。

背景技术

有机胺等碱性化合物的水溶液被广泛应用于酸性气体(H₂S、CO₂、SO₂等)的脱除和回收。其原理是低浓度的酸性气与碱液接触后生成可以分解的有机铵盐，形成富液，然后在解吸塔内加热分解，释放出高浓度的酸性气加以回收利用，同时胺液转化为贫液，得到再生后的胺液可重复利用。

在周期性的吸收解吸过程中，一方面胺液本身会发生氧化、降解生成甲酸根、乙二酸根、乙酸根、硫氰酸根等有机酸根；另一方面来自原料气中的酸性气如H₂S、SO₂会氧化成硫酸根和硫代硫酸根；同时来自其他系统的氯离子也会进入到胺液体系中，这些阴离子能够与有机胺结合生成不能在解吸塔中分解的盐(习惯称为热稳定盐HSS)。热稳定盐的存在，改变了吸收液的组成，降低了吸收液中有效胺的含量，使贫胺液的pH降低，从而影响到胺液脱除酸性气的效果。大量的热稳定盐还会破坏装置内壁的硫化亚铁保护膜，造成装置腐蚀加剧。腐蚀产物又会改变胺液的性质，引起胺液发泡等一系列问题，给整个系统正常运转造成严重影响。

离子交换树脂广泛应用于水处理领域，可以有效脱除溶液中的少量离子化物质。利用离子交换树脂技术脱除胺类吸收剂中的热稳定盐的例子最早出现在美国专利USP3330621中，该专利利用一种嘧啶水溶液吸收废气中的SO₂，然后用空气将生成的亚硫酸基团氧化为硫酸跟，再用阴离子交换树脂和氨水溶液分离转化为硫酸铵。专利USP3896214、USP3833710、USP4122149 USP4170628 USP6334886、CN200410053470.0、CN200910064253.4、CN200780008439.7、CN200810057069.2、CN201010584438.0、CN200910225422.8等均采用阴离子交换树脂来脱除胺类吸收剂中的热稳定盐阴离子。

上述公开的专利中，除了CN200410053470.0、CN200910064253.4属于浅层床(高径比0.5～2)离子交换工艺外，其它均属于常规树脂床(高径比大于3)离子交换工艺。但不论哪种树脂床工艺，其树脂的交换和再生均为常规技术，工作流程为：离子交换-交换后冲洗-再生-再生后冲洗。

常规树脂床离子交换技术在使用过程中主要的消耗为再生剂(稀碱或稀酸)和冲洗水(除盐水)，消耗量根据树脂类型稍有差别。对于强碱性阴离子交换树脂的再生，稀碱液用量一般为树脂体积的3～5倍，再生冲洗水量为树脂体积的5倍以上。再加上交换后冲洗水用量，常规树脂床离子交换工艺每周期冲洗水消耗总量在树脂体积的8倍以上。

常规树脂床离子交换工艺产生的废液排放量为再生剂和再生冲洗水量之和，约8倍树脂体积以上。对于利用阴离子交换树脂脱除胺类吸收剂中的热稳定盐体系，外排的碱性废液主要组成为：水、过量的氢氧化钠、硫酸钠、少量的有机胺。这种含有有机胺的碱性含盐废水COD较高，而一般污水处理场的生化、曝气等处理方法并不能有效脱除，完全处理需要特殊的工艺设备和较大的代价。

发明内容

本发明是针对现有利用阴离子交换树脂脱除胺类吸收剂中的热稳定盐技术存在的再生剂消耗量大、冲洗水消耗量大和外排废液多等缺点，而提供一种新的树脂床交换-再生工艺。按照该工艺流程，只需较少的冲洗水和再生剂，即可获得良好的树脂交换、再生和冲洗效果，因而树脂床外排废液能够大幅减少。

本发明提供一种树脂床热稳定盐脱除工艺，其特征在于包括下述步骤：

1)树脂床热稳定盐脱除工艺开始前，第一阀门～第十七阀门均处于关闭状态，胺液泵和碱液泵处于关闭状态；

2)树脂床吹扫排空步骤(吹扫胺) 打开第一阀门和第二阀门，用氮气将树脂床内的存液从树脂床底部排至含胺水罐，树脂床排空后关闭第一阀门和第二阀门；

3)树脂床预再生步骤 打开第三阀门、第四阀门和第五阀门，通过碱液泵将回用碱罐中回收的废碱液由树脂床的底部送入，对树脂床进行预再生，树脂床的出口废液送污水处理厂进行处理，废碱液进料量为树脂床空隙体积的3m倍；

4)树脂床再生步骤 预再生步骤结束后，关闭第三阀门，打开第六阀门，通过碱液泵将新鲜碱液罐中的稀碱液由树脂床的底部送入，对树脂床进行再生，树脂床的出口废液送污水处理厂进行处理，稀碱液进料量为树脂床空隙体积的2n倍；