[发明专利]处理含硫化物废碱的方法

说明书

本发明涉及一种通过硫化物的化学反应处理含硫化物废碱的方法，其中该方法包括以下步骤:将废碱引入由至少一个声波功率转换器(22)和至少一个成穴元件(20)组成的反应室(18)；使用来自所述至少一个声波功率转换器(22)的超声波处理废碱；将含臭氧的气体混合物进料至所述反应室中，并使用成穴元件(20)使含臭氧的气体混合物分布在所述废碱中；其中含硫化物废碱与含臭氧的气体混合物反应，从而生成非硫化物形式的无机硫化合物。

技术领域

本发明涉及通过硫化物的化学反应(chemical conversion)、特别是通过氧化反应来处理含硫化物废碱的方法。

背景技术

在众多的工业过程中出现含硫化物的碱性污水和工艺水(process water),下文也被称为“废碱(spent caustics)”。碱性废碱通常用于从各种气体流中洗去酸性组分或用于废碱流的萃取。在石油化工、炼油、制浆和造纸以及各种化工生产过程产生气体流。酸性组分包括硫化氢(H₂S)、硫醇(RSH)和可能的二氧化碳以及其他有机酸。此外，含硫化物废碱还可以包含提高碱液化学需氧量(COD)的其他有机物。所述有机物包括特别是酚类、有机酸和油类。

被污染的含硫化物废碱既因其含碱性内含物又因其中所含的酸性组分(特别是硫化物)而存在相当多的处置问题。通过添加酸中和含硫化物废碱会导致毒性硫化氢的释放。因此，有必要使废碱中所包含的酸性组分转变成适于释放到环境中的形态。

已知有各种用于处理含硫化物废碱的方法。DE 19612945A1描述了硫化物和二氧化硫在pH约为6的条件下发生化学反应并生成硫代硫酸盐。然而，二氧化硫和硫代硫酸盐均是毒理学上有害的。此外，所需的废碱酸化导致了还必须处置的大量盐。

从US 4,350,599获知通过湿法氧化反应(wet oxidation)来处理含硫化物废碱的方法。该方法中，在高温和高压下废碱的酸性组分和大气中的氧气经过氧化反应转化成无机硫酸盐、二氧化碳和水。氧化反应在封闭系统中进行，从而基本防止了有害物质向大气中逃逸。但是，含硫化物废碱的强碱性使得有必要使用特殊的构造材料，例如能够承受在湿法氧化反应进行过程中常见的压力和温度条件的耐腐蚀性镍钢。因此，这些方法是非常昂贵的。

从WO 2008/080618A1中得知用于处理废碱的具有设置在腔室中的机械成穴元件(mechanical cavitation element)和贯穿该成穴元件延伸的气体供应系统的装置。该装置还包括直接向腔室发射声波的声波功率转换器(acoustic power conventer)。成穴元件的运动提供了供应至待处理碱液的气体混合物。作为第二措施，借助声波功率转换器将声波直接输送至废碱中，由此减小了整个碱液中的平均气泡尺寸。该功率转换器设计成特别是提供在400～1500kHz范围、优选在600～1200kHz范围内的频率的超声发生器。建议通过臭氧处理将该装置用于消毒污水。

发明内容

本发明是基于提供处理含硫化物废碱的高性价比的方法这一问题，使用该方法能避免在现有技术中已知方法的一些缺点。

为了解决该问题，本发明提供了有通过硫化物的化学反应来处理含硫化物废碱的方法，该方法包括以下步骤:

将废碱引入包括至少一个声波功率转换器和一个成穴元件的反应室；

使用来自至少一个声波功率转换器的超声处理废碱；

将含臭氧的气体混合物进料至反应室中，并使用成穴元件使含臭氧的气体混合物分布在所述废碱中；

其中含硫化物废碱和含臭氧的气体混合物反应，从而生成非硫化物形式的无机硫化合物(non-sulphide-bearing inoganic sulphur compound)。