催化湿式氧化设计案例

1、催化湿式氧化英国 Pell Frishchmann 公司Pell Frishchmann 公司是享誉英国建筑行业的工程服务公司， 公司业务涉及包 括建筑业、运输业、水处理、电力和通讯业各个领域。近 80 年来，公司参与了世界 上许多具有划时代意义的工程建设。 Pell Frishchmann 公司的环保业务主要包括污 染土地的研究与修复、环境评价、污水处理、地质工艺工程等等，公司下属的生产 工艺部门为各类难降解工业废水的处理提供技术方案的选择、中试和设计等业务， 生产专门用于处理炼油碱渣、 乙烯碱液及各类高浓度工业废水的 BGAO 湿式氧化设 备等。通过科研人员 15 年的努力，前英国天然气公

2、司研发了专门处理高浓度炼油废碱 渣油的湿式氧化和催化湿式氧化技术 （BGAO ）。这项技术也常被用在化工和军事上。 和之前的湿式氧化技术比较， BGAO 技术具有效率高、价格低、副反应少和设备占 地面积小的特点。 Pell Frischmann 公司在 2000 年获得该技术的知识产权。现这项 技术已被 BP Exploration & production, Exxon Mobil, MOL, 英国国防部（皇家 海军）、Statoil等多家公司采用。从上世纪80年代中期开始前英国天然气公司一直 致力于催化湿式氧化技术及其催化剂的开发、设备的更新和制造上。现 BGAO 设备 的处理范围

3、已达到： 100 L/h 30 m 3/h ，设备能长期连续运行。1案例 ：（1）室内的连续运行设备， 最大的设备处理能力为 30 m 3/h 。这项工作由英国天然气 公司在 1985 1995 年之间进行。英国天然气公司还曾经和一家公司一起合作 研制了一套处理能力为 60 m 3/h 的设备。(2) 在 20032004 年间公司曾在欧盟的一家炼油厂安装了一套带有催化流化床的 处理废碱渣油的设备，设备于 2005 年安装完成，设备的处理效率达到设计值。 该炼油厂废碱渣油的组份变化多端，含有大量的 NaOH 或者链烷醇胺，硫化物 含量的变化也很大， 该厂之前曾用自己的湿式氧化设备处理废碱渣油，

4、 但效果不 好，最后只能用 BGAO 设备取而代之。湿式氧化处理后的尾水必须在该厂的污 水处理车间用生化法处理，这样，COD就必须从原来的300000 mg/L 降到3000 mg/L ，硫化物从 20000 mg/ 降到 2 mg/L 。(3) 曾和英国国防部 (皇家海军 )签订多份合同，在两年内制作了多套小型 BGAO 湿式 氧化设备安装在潜水艇和水面舰艇上。(4) 工程名： Earth MOL 。为匈牙利一炼油厂安装了一套 BGAO 湿式氧化设备，帮 助他们处理了含有毒有害物质的高浓度废水。 公司现正为匈牙利国家石油公司制 造BGAO 湿式氧化设备(5) 工程名：British Gas

5、pic，英格兰北部，处理炼油高浓度含酚和多环芳香烃废水。(6) 公司还和 BP Exploration & Production 一起研制了专门处理炼油废水的连续 运行的示范设备。 BGAO 技术能有效地把废碱渣油从 300000 以上降到 100 mg/L 以下。如果需要的话，可以把处理效率降低，比方说，可以把废碱渣油处 理到可以用生化法进一步处理，这样能使设备的运行成本降低。 BGAO 和常规 的湿式氧化工艺的原理基本相同， 但工艺条件缓和。 常规的湿式氧化设备可以改 装为 BGAO 设备，通过改装，处理能力和处理效率都将大大提高，而运行成本大大降低。2. 设计参数BGAO 工艺和

6、设备是根据相似组份的废碱渣油的运行参数设计的，或者根据中 试实验结果获取参数。设计参数可以通过处理要求和出水参数优化。废碱渣油的有 机物和碱的含量、它的pH缓冲能力、HS7S2-和HCO3-/CO32-的平衡以及H2S气体 的分压对工艺和设备的优化尤其重要。主要工艺参数有：温度、压力、停留时间、 气流速度和催化剂用量。典型废碱渣油的工艺条件如下：反应釜温度： 200 270 0C；压力3580 大气压停留时间： 1060分钟气流速度0.05 -2.5 m3 （处理能力1m3/h）4 - 12 m3 （处理能力 10 m3/h）对于特种废碱渣油，需要定量加酸（H2SO4或者HNO3）或者碱（Na

7、OH ）。工艺控制BGAO 设备系全自动的，无需专人照看和管理。它主要由反应釜、开机设施、 控制关机设施和紧急关机设施构成。自动进料和废碱渣油监控设施能对处理后尾水 组份的变化进行自动调节，也能对尾气组分的变化进行自动调节。设备的大小处理设备基本和一个车道差不多大，它在运送到用户之前全部装配好，并通过 厂内检验。设备的大小可按照用户的要求变化，比方说，如果需要安装在室内，高 度可以减小。一般设备都安装在室外的硬质地面上运行。3. BGAO 和常规湿式氧化比较的优点BGAO 的主要优点如下：(1) BGAO 的操作温度和压力都比较低，所以设备成本和运行成本都比较低。(2) BGAO 的处理效率高

8、。 COD 去除率在标准运行条件下达到 99% (COD 包括无 机和有机硫化物)。处理后尾水可以回用，灌溉等。(3) 设备的处理效率可以根据用户需要降低，从而使运行成本降低。(4) BGAO 工艺首先氧化废碱渣油中的硫化物、高分子有机物、芳香烃和带双键的 有机物，破坏对生物有毒有害物质，大大提高处理后尾水的BOD 5/COD 比例，改善尾水的可生化性能。(5) 停留时间比较短，所以设备的体积大大减小。(6) 氮有机物和氨被转化为 N2 去除(在常规湿式氧化过程中它们被转化为硝酸盐) 。(7) 反应条件缓和，所以反应釜可以用比较便宜的材料制造，设备成本较低。4. BGAO 工艺性能典型的运行参

9、数见图 13 。 BGAO 设备在可以一定处理范围内根据用户的特殊要求设计。排放的尾气组份如下：氮气(包括空气中余留下来的氮气)79%Mol氧气03Mol二氧化碳18-21Mol水蒸汽饱和(2540 0C)易挥发性物质< 35mg/m总硫<0.1ppm压力02大气压温度2030 0C图 1 ：处理废碱渣油的 BGAO 运行参数： COD 的去除in图2 :处理废碱渣油的BGAO运行参数：特殊组份10000013«巴遊关10000图3 :处理废碱渣油的BGAO运行参数：特殊组份o oo1o.Do图4 :设备图纸图5: BGAO示范设备图6 : BGAO废碱液处理设备图7 : BGAO废碱液处理设备表1湿式氧化工艺的性能比较指标英国BGAO工艺Zimpro(Sieme ns)厶南冋科（日本大阪煤气）抚顺石化研究院瑞士 Loprox工艺(Bertrams )COD 去除率（%）9990 （实仅为75%）80基本不能去除COD80氨氮去除情况8090% 转化为氮气，1020% 转化为硝酸盐不能去除氨氮不能去除氨氮不能去除氨氮硫化物去除率（%）99.9999.991.29599温度（叱）200270150320200300100200压力（公斤/cm 2）35801020715100235停留时间（分钟）1060101201012012010120运行成本（元/公斤