[发明专利]一种催化裂化烟气脱硫废水的资源化处理方法和装置

说明书

本发明公开了一种催化裂化烟气脱硫废水的资源化处理方法和装置。处理方法包括以下步骤：(1)预处理：将废水依次经过超滤处理、树脂交换去除悬浮物、硬度和重金属离子；(2)浓缩：利用工艺余热对经步骤(1)处理后的废水进行真空低温蒸馏，得到浓缩液和清洁凝液；(3)双极膜电渗析：对步骤(2)所得浓缩液进行处理，得到NaOH水溶液、H₂SO₄水溶液和低盐溶液。本发明方法处理过程简单，药剂使用量小，能耗低，且所得清洁凝液、氢氧化钠溶液和硫酸溶液均可回用，实现了催化裂化烟气脱硫废水的零排放和资源化利用。

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种催化裂化烟气脱硫废水的资源化处理方法和装置。

背景技术

催化裂化是石油炼厂从重质油生产汽油的主要过程之一，是在高温和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。催化裂化原料是原油通过蒸馏或其他石油炼制过程所得的重质馏分油，或在重质馏分油中掺入少量渣油，或全部用常压渣油或减压渣油。由于原料中的镍、钒等重金属会使催化剂中毒，因此在以减压渣油作催化裂化原料时，通常要在进入催化裂化装置前进行原料预处理，除去其中大部分镍、钒等金属和沥青质。在催化裂化反应过程中，由于不挥发的类碳物质沉积在催化剂上缩合为焦炭，使催化剂活性下降，因此，需要用空气烧去沉积在催化剂表面的焦炭，使催化剂得到再生，催化裂化烟气就是在催化剂烧焦再生过程中产生的。由于催化裂化原料中所含硫化物中的一小部分会进入沉积在催化剂表面的焦炭中，使得催化剂再生烟气中含有SO₂和SO₃，但由于该烟气产生于催化剂烧焦过程，与燃煤电厂烟气相比要洁净得多。目前大多采用氢氧化钠碱液吸收法脱除催化裂化烟气中的SO₂和SO₃，吸收过程产生含硫酸钠、亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的高含盐废水，该废水通常经过装置内配套的混凝过滤、空气氧化等废水处理设施，除去绝大部分悬浮物，并将亚硫酸盐等还原性盐类强制氧化，以除去“假性”COD后作为废水排出装置。

目前催化裂化烟气脱硫废水的处理方法主要有蒸发结晶法和双极膜电渗析法。虽然废水中所含重金属离子的量很少，但蒸发结晶所得固体盐中重金属的含量仍不可忽视，需要作为危废处理，处理费用很高。双极膜电渗析技术是一种利用盐制取相应酸和碱的新技术。CN102335553A公开了一种烟气脱硫废水的再生方法，利用双极膜电渗析处理得到氢氧化钠溶液和硫酸溶液回用，但盐浓度低时处理能耗高，所得酸、碱溶液浓度低。CN108147593 A公开了一种催化裂化烟气脱硫废水的处理方法，废水经过加碱、超滤和树脂组合的方式软化后，再用电渗析进行浓缩，电渗析浓缩液进入两级双极膜电渗析，得到低盐水、氢氧化钠溶液和硫酸溶液。其提供方法的不足一是软化过程先加碱，再经超滤和树脂，流程较长，需要药剂量较大；二是采用电渗析对软化处理后的废水进行浓缩，需要用电，能耗较高，且除得到浓缩盐液外，还产生一股低盐水不能资源化利用，未实现废水零排放。CN207375876 U提供了一种处理催化裂化脱硫废水的装置，其主要过程为首先向废水中投加碳酸钠和氢氧化钠，对废水进行软化，再进行超滤过滤，滤液进入阳离子交换树脂深度软化，完全软化后的废水采用电渗析浓缩，电渗析浓缩液再采用双极膜电渗析处理，得到氢氧化钠溶液和硫酸溶液。该方法不足之处在于软化过程流程较长，需要药剂量较大，而且由于催化裂化烟气脱硫废水中的钙、镁离子浓度相对较低，采用碳酸钠和氢氧化钠联合脱硬度的效果并不理想，另外该法采用电渗析对软化处理后的废水进行浓缩，同样存在电渗析所产低盐水不能全部资源化、能耗较高和不能实现废水零排放的问题。

针对现有方法的不足，本发明结合催化烟气脱硫废水相对较洁净、硬度较低的特点，采用超滤和树脂进行预处理；并利用工艺余热对预处理软化后的废水进行低温真空蒸馏浓缩；浓缩液进入双极膜电渗析装置，双极膜电渗析产出的碱液和硫酸可以回用，淡盐水返回预处理单元的超滤入口循环处理。本发明所提供的方法具有处理过程简单，药剂使用量小，能耗低的优势，且所得清洁凝液、碱液和硫酸溶液均可回用，实现了催化烟气脱硫废水的零排放和资源化利用。

发明内容