酸性水汽提问题

我们的污水汽提跟你们是一样的，也是没有侧线抽出，我们净化水控制指标是硫化物8ppm以下，氨氮30ppm以下，我们一般底温控110~116摄氏度，顶温控101~105摄氏度，塔顶酸性气过冷却器后温度不小于85摄氏度，开了大半年没堵过，分液罐液面计可以加反吹蒸汽。另外可以在酸性气线适当的位置加一条除氧水线，可以有效地清洗结晶，比蒸汽效果好

酸性水汽提工艺主要有单塔加压侧线抽出汽提、单塔低压全吹出汽提、双塔加压汽提三种工艺流程。其中单塔低压全吹出汽提工艺流程简单，将含有硫化氢和氨的混合气体排入设有烧氨喷嘴的硫磺回收装置，使氨在高于1250℃的高温下转变为氮气，硫化氢则经部分燃烧和催化反应转化为硫元素。单塔低压全吹出汽提工艺适宜于氨回收经济价值不高或氨销路不景气的情况，和其它工艺相比，其优点是投资最少，能耗最低，占地最少。 汽提塔顶含氨酸性气温度要大于90℃，否则硫化氢和氨极易结成铵盐晶体，堵塞管线。酸性汽管线必须全程保温，低压蒸汽伴热。以前我在制硫装置时，管线堵过一次，管线堵得严严实实，最后把管线切断，在地面用热水冲才处理通。

搂住所说的工艺是侧线不抽氨的常压全吹出工艺，也是目前比较流行的工艺。从塔顶出来的含氨酸性气送至硫磺回收装置处理（此时硫磺回收装置必须配备又能烧氨的烧嘴）。由于酸性气中氨含量比较高，所以容易出现形成铵盐堵塞管线。为防止此现象发生，必须控制含氨酸性气温度至少在85℃以上。通常有三种加热方式，一是采用1.0MPa蒸汽多根伴热，二是0.3MPa蒸汽夹套加热，三是电伴热。综合比较而言，采用1.0MPa蒸汽多根伴热最为适宜。

由于酸性水主要是硫化氢和氨，酸性气汽提塔的压力和顶温未控制好，就会造成酸性气中氨含量较高，在管线内冷却形成氨盐结晶。以前我们单位酸性气汽提塔塔顶压控保温不好，到天冷经常堵就是这个道理。故一定要采用强伴热的方式，如夹套或多伴热。

一般在80度以下，硫化氢和氨会生成硫氢化氨的结晶，因此，塔顶温度一般需要控制在90度左右或更高些。

气相管线的温降较大，如果不采取很好的伴热措施，酸性气管线在冬天尤其会结晶，一般加压污水汽提装置中，塔顶酸性气中的氨含量很低，一般不会形成结晶。 如果在操作上无法解决（设计上有问题--没有侧线抽出），建议将易堵的管线设备定期用蒸汽扫一下，防患于未然。

当然，解决此问题的根本还是在搞好酸性水汽提塔的操作

汽提法处理含硫污水是一种通过加热的方式，降低气相中的NH3、H2S、CO2的分压，促进它们从液相转入气相，从而将挥发性的NH3、H2S、CO2 从污水中汽提出去，达到净化污水的目的，整个汽提过程可用如下综合反应式表示。

（1） 2（H+ ＋OH-＋NH+4＋HS-）←→(NH3＋H2S＋H2O)液＋(NH3＋H2S＋H2O)气

（2） 2(H+ ＋OH-＋NH+4＋HCO3-)←→ (NH3＋CO2＋2H2O)液＋(NH3＋CO2＋

2H2O)气

（3） NH３＋HCO3-←→(NH2COO- ＋H2O)

实现本工艺的关键在于建立并维护适宜的汽－液平衡条件以制取高纯度的NH3和H2S。酸性水是H2S－NH3－H2O的三元水溶液，H2S和NH3都具有挥发性， 又易溶于水，其中氨在水中的溶解度大于硫化氢，同时产生电离，因此酸性水是具有挥发性的弱电解质溶液，其电离过程和化学反应与温度密切相关，主要有以下化学特点：

1、NH3、H2S和H2O都是挥发性弱电解质，在低温时起化学电离反应， 生成硫氢化胺固定在水中，在高温时水解反应生成NH3、H2S和H2O。温度大于125℃时出现汽液相平衡共存的复杂体系。

2、氨溶于水后一部分以游离氨存在，一部分被电离成NH4+和OH-。

NH3＋H2O←→NH4+＋OH- (1)

氨溶解于水是放热的，故温度升高，电离常数ＫA降低。

3、H2S在水中也有少许电离： H2S←→H+＋HS- (2)

H2S在水中的电离常数Ｋs也受温度影响，但与ＫA不同，温度对Ｋs的影响有两种情况：温度低于125℃时，Ｋs随温度升高而升高，温度高于125℃时，Ｋs随 温度升高而降低，且Ks值比KA还小(10 -7

)，所以H2S 在水中几乎全部以游离的H2S分子存在。

4、当NH3和H2S同时存在水中时，则生成NH4HS,它是弱酸和弱碱生成的盐。在水中被大量水解又重新生成游离的NH3和H2S分子，即：

NH4+＋HS-←→(NH3＋H2S)液 (3)

在液相的游离NH3和H2S分子又与气相中的NH3和H2S相平衡。

(NH3＋H2S)液←→(NH3＋H2S)气 (4)

综合(2)、(3)、(4)可写成：

NH4+＋HS- (即NH4HS)←→(NH3＋H2S)液←→(NH3＋H2S)气

(5)

也可以用如下示意图表示： 气相 NH3 H2S

＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ↑＿＿＿↑＿＿＿ ↓ ↓ NH4+ ＋ HS- ←→ NH3 ＋ H2S

＿＿＿ ↑＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ↓ 液相 NH4HS

(H2S-NH3-H2O)三元体系示意图

在汽提操作条件下，上图中的相H2S和NH3是分子态的，液相中的H2S 和NH3有离子和分子两种状态，离子不能挥发可称为固定态， 分子可以挥发可称为自由态或游离态。NH3和H2S在水中主要是以离子态，还是以分子态存在，与温度、压力及其在水中的浓度有关。

NH4HS在水中进行如(3)的水解反应其水解常数KH同样受温度影响， 温度升高，KH增加，温度降低，KH减小。当温度降低时，反应式(3)的反应相左移动，故溶液中的NH4+、HS-离子浓度增加。因此，在低温段，以电离反应为主。

当温度升高时，KH增加，此时NH4HS不断水解，溶液中游离的H2S和NH3 分子逐渐增加，相应汽相中的H2S和NH3分压也随之升高，在高温段的界限约为125℃。 低于110℃时，温度对KH的影响不大，KH值较低。温度高于125℃时，KH 随温度升高迅速增加。由此可知，要将酸性水中的H2S和NH3脱除，温度应该大于125℃。 酸水汽提开工时，规定塔底温度大于140℃后开始排放净化水，以及正常生产时，考虑氰化物水解，塔底温度应控制在160℃左右。

5、NH3和H2S在水中的溶解度随温度升高而降低，随压力增加而增高。NH3 在水中的溶解度远大于H2S在水中的溶解度，但是若在NH3水溶液中通入H2S，则H2S的溶解度就大大地提高，在约38℃和0.45MPa时，由于氨的存在，H2S在水中的溶解度可增加17倍以上。

6、H2S的溶解度远小于NH3，且饱和蒸汽压比同温度下的氨大的多，故其相对挥发度也就比氨大，因此，只要溶液中有一定数量的游离H2S分子存在， 则与之呈平衡状态的气相中的H2S浓度就很可观。正是由于氨的溶解度比硫化氢大的多，而硫化氢的相对挥发度比氨大的多，故汽提塔顶部在较低的温度下可以获得含NH3很少的酸性气体。

7、酸性水中有一定量的CO2，它也能溶解于水，但溶解度比H2S更小，在同样温度下，它的蒸汽压也比H2S大，所以它比NH3和H2S更容易汽提出来。因此对污水净化而言，CO2的存在并无影响，但是值得指出的是，由于CO2的存在，特别是在低温条件下，会与氨作用生成氨基甲酸铵。 2NH3 ＋ CO2 ＝

NH2CO2NH4 (6)

它是一种白色固体，难溶的盐，会造成管道和阀门堵塞，加速设备腐蚀。因此需控制A/(S+C)分子比（即氨摩尔数/硫化氢与二氧化碳摩尔数之和），除了保证NH3纯度外，还有一个重要目的就是要避免生成氨基甲酸铵结晶堵塞，保证安全生产

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