2018年155期码报
您现在的位置: 中国污水处理工程网 >> 技术转移 >> 正文

PTA污水处理沼气制氢循环系统及工艺

发布时间:2019-3-17 8:07:49  中国污水处理工程网

  申请日2017.12.29

  公开(公告)日2018.05.04

  IPC分类号C02F9/14; C01B3/26; C02F101/34

  摘要

  本发明提供了一种PTA污水处理的沼气制氢循环系统及工艺,包括:PTA装置、沉降罐、厌氧折流板反应器、沉淀池、沼气收集罐、脱硫吸附装置、氮氧脱除装置、裂解反应器、碱洗涤塔Ⅰ、气液分离器、变压吸附装置、蒸汽换热器、碱洗涤塔Ⅱ、脱盐水洗涤塔Ⅰ及脱盐水洗涤塔Ⅱ。本发明改变了传统工艺中污水处理单元,将PTA装置生产过程中的污水经生化处理后产生沼气,提取沼气中的甲烷转化为氢气,该氢气与泄放气转化的氢气,一同经过变压吸?#38477;?#21040;高纯度的氢气,用于PTA装置精制反应,无需外购原料及能源,降低PTA装置运行成本,实现PTA装置内部资源的循环再利用,达到节能减排的目的。

 
  权利要求书

  1.一种PTA污水处理的沼气制氢循环系统,其特征在于:PTA装置(1)与沉降罐(2)连接;沉降罐(2)与厌氧折流板反应器(3)连接;所述的厌氧折流板反应器(3)的排气口与沼气收集罐(5)连接,排污口与沉淀池(4)连接;所述沼气收集罐(5)与脱硫吸附装置(6)连接,所述脱硫吸附装置(6)与氮氧脱除装置(7)入口连接,所述氮氧脱除装置(7)与裂解反应器(8)连接,所述裂解反应器(8)与碱洗涤塔Ⅰ(9)底部入口连接,所述碱洗涤塔Ⅰ(9)的出口与脱盐水洗涤塔Ⅰ(14)连接,脱盐水洗涤塔Ⅰ(14)出口与气液分离器(10)的入口连接,所述气液分离器(10)的出口与变压吸附装置(11)连接;PTA装置(1)的泄气口与蒸汽换热器(12)连接,所述的蒸汽换热器(12)与碱洗涤塔Ⅱ(13)底部入口连接,所述的碱洗涤塔Ⅱ(13)出口与脱盐水洗涤塔Ⅱ(15)入口连接,所述的脱盐水洗涤塔Ⅱ(15)与气液分离器(10)连接。

  2.根据权利要求1所述的PTA污水处理的沼气制氢循环系统,其特征在于:变压吸附装置(11)包括并联的吸附塔(111)、并联的缓冲罐(112)、真空泵(113)及程控阀门(114),吸附塔(111)和缓冲罐(112)串联在管路上,所述的缓冲罐(112)出口与PTA装置(1)连接。

  3.根据权利要求1所述的PTA污水处理的沼气制氢循环系统,其特征在于:所述的PTA装置(1)为粗PTA精制装置。

  4.根据权利要求1所述的PTA污水处理的沼气制氢循环系统,其特征在于:所述的厌氧折流板反应器(3)为圆柱体,内部对应安装10~20块折流板和10~20块溢流板,内部接种体积分数15~35%的PTA生产污水处理装置厌氧污泥。

  5.根据权利要求1所述的PTA污水处理的沼气制氢循环系统,其特征在于:所述的脱硫吸附装置(6)是由两个并联的吸附塔组成,吸附塔内部装有脱硫剂。

  6.根据权利要求1所述的PTA污水 处理的沼气制氢循环系统,其特征在于:所述的氮氧脱除装置(7)为变压吸附塔。

  7.一种如权利要求1所述的PTA污水处理的沼气制氢循环系统的循环工艺,其特征在于,将PTA装置(1)产生的污水,泵入沉降罐(2)中进行固液分离,沉淀的对苯二甲酸回收至PTA装置(1),PTA污水送入厌氧折流板反应器(3);产生的污泥进入沉淀池(4),产生的沼气进入沼气收集罐(5),然后通入脱硫吸附装置(6),经脱硫后气体通入氮氧脱除装置(7),然后进入裂解反应器(8)进行催化反应,生成的混合气依次经过碱洗涤塔Ⅰ(9)、脱盐水洗涤塔Ⅰ(14)和气液分离器(10)将水份分离出来,不凝气体直接进入变压吸附装置(11);提纯的氢气回收至PTA装置(1)中,参与PTA精制反应;

  从PTA装置(1)泄气口排出的泄放气经过蒸汽换热器(12)冷却、减压后依次进入碱洗涤塔Ⅱ(13)、脱盐水洗涤塔Ⅱ(15)和气液分离器(10),分离后的水份排出界区,而不凝气体送到变压吸附装置(11)回收其中的氢气,提纯的氢气回收至PTA装置(1)中,参与PTA精制反应。

  8.根据权利要求6所述的工艺,其特征在于,所述的裂解反应器(8)内的催化反应,其反应压力为0~1.2MPa,反应温度为300~1300℃,反应催化剂为Fe、Ni或Co金属催化剂的一种或几种,载体为活性炭或碳纤维。

  9.根据权利要求6所述的工艺,其特征在于,混合气进入碱洗涤塔Ⅰ(9)底部时,碱洗涤塔Ⅰ(9)内经过压力调节阀减压到12kgf/cm2,混合气从塔顶部离开碱洗涤塔Ⅰ(9),其温度降低至85℃。

  说明书

  一种PTA污水处理的沼气制氢循环系统及工艺

  技术领域

  本发明涉及PTA循环装置领域,具体涉及一种PTA污水处理的沼气制氢循环系统及工艺。

  背景技术

  对苯二甲酸(PTA)是重要的大宗有机原?#29616;?#19968;,世界上90%的PTA用于生产聚对苯二甲酸乙二?#20943;?PET),被广泛应用于纤维涤纶、聚酯薄膜、增塑剂、农药和染?#31995;?#29983;产领域。在生产和应用PTA的同时,会产生大量的高浓度的PTA污水,而且PTA污水中的污染物多为芳香族化合物,浓度高,属于难生物降解的污水,处理难度大。一般的PTA污水处理设备,将污水生化处理后会产生大量的沼气,这些沼气在目前国内的PTA装置中,主要是用于锅炉、尾气燃烧炉的燃料或燃烧发电。

  中国专利申请CN 203269722公开了一种PTA污水处理系统,以克服现有技术处理时间长、占地面积大和运行费用高?#28909;?#28857;,其包括酸化沉淀池、内循环厌氧反应器、第一沉降罐、生物流化床好氧反应器、第二沉降罐和气浮滤池,该申请的优点是提高PTA污水处理效率?#22270;?#23569;产泥、减少占地面积等,但缺点是生化处理产生的沼气没有进行?#34892;?#22788;理,造成资源浪费及环境污染。

  中国专利申请CN103130184A公开了一种PTA装置精制单元泄放气综合利用的方法,本方法的原料气来源于PTA装置精制单元泄放气,原料气通过换热降温后,对其进行降压、洗涤冷却,除去其中的有机酸和液态水,变压吸附后得到高?#20998;?#27682;气,进行回收利用。该申请的优点是改变了传统工艺中加氢精制单元泻放气的处理方法,当原料气通过换热降温后,回收多余的热量,再对其进行降压、洗涤冷却,除去其中的有机酸和水,避免了有机酸对变压吸附时所用的吸附剂的毒效作用,再通过变压吸?#38477;?#21040;高?#20998;?#27682;气,从而进行回收利用,降低了氢的消耗,同时?#24067;?#23569;了资源的浪费,但缺点是原料气来源单一,PTA精制反应主要是利用氢气进行催化反应,而本发明回收的氢气?#23545;?#23567;于精制反应所需的量,还需另设制氢装置。

  现有资料介绍,目前在合成氨行业,通常采用天然气制氢,制氢成本约为0.6元/Nm3。PTA污水处理后的沼气与天然气制氢工艺中的原料天然气组分较为接近,成分主要有CH4、CO2、水、水气及H2S(少量),其中甲烷含量≥65%(体积百分比),将沼气中的CO2、水、水气及H2S经过杂质分离后,甲烷浓度?#32431;?#36798;到90%以上甚至更高,达到天然气的指标,如果可以将这90%以?#31995;?#30002;烷与水蒸汽在高温和催化剂作用下转化成H2及CO,并将氢气提纯?#20102;?#38656;浓度的氢气,反复回收利用于PTA生产精制过程,不仅解决了一般的PTA装置本身不能产氢气,需另建制氢装置的问题,还可以简化现有工艺,?#34892;?#38477;低生产成本。

  发明内容

  为解决上述问题,本发明提供了一种成本低、操作简便的PTA污水处理的沼气制氢循环系统及工艺,该系统将PTA装置生产过程中排放的污水通过生化处理后产生沼气,提取沼气中的甲烷转化为氢气,该氢气与PTA装置泄气口排出的泄放气转化的氢气,经过变压吸?#38477;?#21040;高纯度的氢气,用于PTA装置精制反应,实现PTA装置内部资源的循环再利用。

  本发明技术方案如下:PTA污水处理的沼气制氢循环系统,包括PTA装置、沉降罐、厌氧折流板反应器、沉淀池、沼气收集罐、脱硫吸附装置、氮氧脱除装置、裂解反应器、碱洗涤塔Ⅰ、气液分离器、变压吸附装置、蒸汽换热器、碱洗涤塔Ⅱ、脱盐水洗涤塔Ⅰ及脱盐水洗涤塔Ⅱ;

  PTA装置污水排放口与沉降罐连接;沉降罐与厌氧折流板反应器连接;所述的厌氧折流板反应器的排气口与沼气收集罐连接,排污口与沉淀池连接;所述沼气收集罐与脱硫吸附装置连接,所述脱硫吸附装置与氮氧脱除装置入口连接,所述氮氧脱除装置与裂解反应器连接,所述裂解反应器与碱洗涤塔Ⅰ底部入口连接,所述碱洗涤塔Ⅰ的出口与脱盐水洗涤塔Ⅰ连接,脱盐水洗涤塔Ⅰ出口与气液分离器的入口连接,所述气液分离器的出口与变压吸附装置连接;PTA装置的泄气口与蒸汽换热器连接,所述的蒸汽换热器与碱洗涤塔Ⅱ底部入口连接,所述的碱洗涤塔Ⅱ出口与脱盐水洗涤塔Ⅱ入口连接,所述的脱盐水洗涤塔Ⅱ与气液分离器连接。

  优选的,变压吸附装置包括至少两个并联的吸附塔、至少两个并联的缓冲罐、真空泵及程控阀门,吸附塔和缓冲罐串联在管路上,所述的缓冲罐出口与PTA装置连接。

  优选的,所述的PTA装置为粗PTA精制装置。

  优选的,所述的厌氧折流板反应器为圆柱体,内部对应安装10~20块折流板和10~20块溢流板,内部接种体积分数15~35%的PTA生产污水处理装置厌氧污泥。

  优选的,所述的脱硫吸附装置是由两个并联的吸附塔组成,吸附塔内部装有脱硫剂。

  优选的,所述的氮氧脱除装置为变压吸附塔。

  本发明另一个目的请求保护上述循环系统的循环工艺,将PTA装置产生的污水,泵入沉降罐中进行固液分离,沉淀的对苯二甲酸回收至PTA装置,PTA污水送入厌氧折流板反应器;产生的污泥进入沉淀池,产生的沼气进入沼气收集罐,然后通入脱硫吸附装置,经脱硫后气体通入氮氧脱除装置,然后进入裂解反应器进行催化反应,生成的混合气进入碱洗涤塔Ⅰ底部;含氢气和水蒸气混合气体经过脱盐水洗涤塔Ⅰ,再经过气液分离器将水份分离出来,不凝气体直接进入变压吸附装置;最后,提纯的氢气回收至PTA装置中,参与PTA精制反应;

  从PTA装置泄气口排出的泄放气经过蒸汽换热器冷却、减压后进入碱洗涤塔Ⅱ底部,然后进入脱盐水洗涤塔Ⅱ脱盐水处理,冷却后再经过气液分离器,分离后的水份排出界区,而不凝气体送到变压吸附装置予以回收其中的氢气,最后,提纯的氢气回收至PTA装置中,参与PTA精制反应。

  本发明的有益效果是:本发明改变了传统工艺中污水处理单元,将PTA装置生产过程中的污水经生化处理后产生沼气,提取沼气中的甲烷转化为氢气,该氢气与泄放气转化的氢气,一同经过变压吸?#38477;?#21040;高纯度的氢气,用于PTA装置精制反应,无需外购原料及能源,降低PTA装置运行成本,实现PTA装置内部资源的循环再利用,达到节能减排的目的。

相关推荐
项目深度追踪
数据独家提供
服务开通便捷 >
2018年155期码报 时时彩实战后二稳赚 时时彩 骗局 单机麻将不联网免费 打麻将十句必胜口诀 欢乐三公手机游戏下载 赛车pk10官网 幸运快三彩票计划骗局 彩票免费破解器 云南福彩快乐十分任三复试 福建11选5任2稳赚