[发明专利]一种分形氧化装置

说明书

一种分形氧化装置。本发明公开的分形氧化装置包括氧化罐和分形氧化管组件，氧化罐上设置有进液口、注碱口、溢流口和通风口，位于氧化罐内的分形氧化管组件包括进气管、进液管和间隔布设的多根微气泡芯管，进气管和进液管经多根微气泡芯管相连通，进气管与外部氧气供应机构相通，进液管与外部浆液供应机构相通，多根微气泡芯管用于将来自进气管的氧气和来自进液管的浆液混合并对气液两相进行分形，使气相在液相内形成不同尺寸的气泡并将气泡喷入氧化罐内。该装置在保证氧化罐内湍动程度的前提下可提升传质效率和氧化效率，提高氧利用率及催化裂化再生烟气湿式钠法脱硫废水中COD的脱除效率，对烟气波动适应性好，保证COD达标排放的稳定性，同时能减少设备投资。

技术领域

本发明涉及石油化工、煤化工、发电厂等设备领域，具体是一种用于脱硫废水中COD的氧化处理的分形氧化装置。

背景技术

催化裂化再生烟气脱硫除尘技术主要以湿式钠法洗涤技术为主，目前占据催化裂化烟气全部除尘脱硫技术的76%。湿法脱硫普遍存在脱硫废水排放情况，废水中COD的处理是脱硫废水处理环节中的重要一步，氧化COD所用的氧化剂绝大多数采用空气（实际氧化剂是空气中的氧气）。目前催化裂化再生烟气湿式钠法脱硫废水中COD的处理技术有两种比较有代表性的方式：一是采用传统风管小孔鼓泡+搅拌的氧化的方式；另一种是常规的射流曝气方式。两种方式理论上均是利用空气中的氧气去除脱硫废水中的假性COD，即亚硫酸钠被氧气氧化成硫酸钠。从实际运行过程来看，不管是传统的风管小孔曝气，还是常规射流曝气氧化方式都存在以下问题：①氧化设备中气泡尺寸大，聚并明显，上升速度快，造成氧利用率低下；②需要的供气量巨大，能耗高；③需要的氧化设备尺寸大，投资高；④氧化设备对烟气波动适应性较差，COD达标排放稳定性较差。其根本原因在于这两种方式对氧的传质速率较低，导致氧化效率低下，能耗及设备成本随之上升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，基于分形气泡理论，提供一种分形氧化装置，该装置在保证氧化罐内湍动程度的前提下可提升传质效率和氧化效率，同时能提高氧利用率，并提高催化裂化再生烟气湿式钠法脱硫废水中COD的脱除效率，对烟气波动适应性好，保证COD达标排放的稳定性，同时能减少设备投资。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种分形氧化装置，包括氧化罐和分形氧化管组件，所述的氧化罐上设置有进液口、注碱口、溢流口和通风口，所述的进液口用于向所述的氧化罐内引入脱硫废水，所述的注碱口用于向所述的氧化罐内引入碱液，所述的溢流口用于排出氧化后的废水，所述的通风口用于排出所述的氧化罐内的气体，所述的分形氧化管组件位于所述的氧化罐内，所述的分形氧化管组件包括进气管、进液管和间隔布设的多根微气泡芯管，所述的进气管和所述的进液管经所述的多根微气泡芯管相连通，所述的进气管与外部氧气供应机构相通，所述的进液管与外部浆液供应机构相通，所述的多根微气泡芯管用于将来自进气管的氧气和来自进液管的浆液混合并对气液两相进行分形，使气相在液相内形成不同尺寸的气泡并将气泡喷入所述的氧化罐内。

本发明对用于脱硫废水氧化的传统风管小孔鼓泡+搅拌的方式进行更新换代，同时取消搅拌器，提出一种基于分形气泡理论的分形氧化装置。该分形气泡理论提出不同尺寸的气泡以一定比例共存于氧化罐内的反应区，较大气泡提供良好的液体局部湍动，提高液相一侧的传质系数，同时大量微细气泡提供足够的传质界面面积，以实现氧化装置的总传质能力的提高。

本发明分形氧化装置采用分形氧化管组件，由液相和气相共同提供传质需要的能量，在保证氧化罐内湍动程度的前提下可提升传质效率和氧化效率。本发明分形氧化装置能提高氧利用率，并提高催化裂化再生烟气湿式钠法脱硫废水中COD的脱除效率，对烟气波动适应性好，保证COD达标排放的稳定性，同时能减少设备投资。

在氧化过程中，氧化罐内液体的pH值会降低，不利于氧化反应的进行，而通过注碱管氧化罐内引入碱液，可有效解决这一问题。