【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废水处理的，具体地讲，是涉及一种气田水脱硫及电氧化硫磺回收系统与方法。
技术介绍
1、天然气开采过程中会形成大量废水，此类废水具有矿化度高、悬浮物高、有机物高的特点，此外还含有大量钙镁钡锶等易结垢离子以及硫化物。高浓度的含硫废水存在以下几个危害，一是腐蚀设备管道，管道中的钢铁与硫离子反应生成硫化铁产生腐蚀与污堵，同时释放出氢离子扩散进入钢中引起金属缺陷导致钢发生脆化；二是影响生态环境，空气中的气态硫化氢超过1ppm会造成人死亡，水体中硫化氢超过0.5ppm会造成鱼类急性中毒死亡，使生化系统中的微生物失去活性，在土壤中抑制植物根系生长。因此处理天然气开采过程中的高含硫废水意义重大。
2、废水中脱硫主要分为两种思路，一种是将硫离子采用化学法沉淀或者氧化脱除，常见的方法包括沉淀法、药剂氧化法、生物法、吸附法、气提法等；另一种是将硫离子资源化制备硫磺，包括络合铁脱硫、电氧化回收硫磺等；其中硫化物制备硫磺资源化工艺是目前大家广泛关注的方向。
3、cn218131057u公开了一种络合铁脱硫再生装置，利用碱性络合铁催化剂的氧化还原性质吸收硫化氢，硫化氢被络合铁直接氧化生成单质硫，而络合铁转化为络合亚铁；然后在再生沉降槽中鼓入空气，氧化碱性吸收剂中的络合亚铁转化为络合铁，再生回用。同时硫磺经沉降分离形成硫磺浆，送至过滤机脱水成硫磺饼。络合铁脱硫工艺具有高回收率、低能耗等优点，但是存在回收硫磺中络合铁药剂残留的不足，从而影响硫磺纯度。
4、电催化氧化工艺采用电化学反应，硫化物在阳极上被氧化并回收
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种气田水脱硫及电氧化硫磺回收系统与方法，同时实现硫磺回收、有机硫处理及气田水的达标回注，具有不需要另外投加化学药剂、不产生固废、占地面积小且经济性高的特点。
2、本专利技术提供的技术方案如下：
3、一种气田水脱硫及电氧化硫磺回收系统，所述系统包括脱硫回注系统和吸收液硫磺回收系统，其中：
4、所述脱硫回注系统包括依次连接的原水调节池、吹脱塔、第二调节池和气浮装置，所述脱硫回注系统用于将所述气田水依次通过所述原水调节池调节ph、所述吹脱塔吹脱富硫气体、所述第二调节池内对气田水均质化、所述气浮装置去除悬浮物后，实现气田水达标回注；
5、所述吸收液硫磺回收系统包括依次连接的吸收塔、一级电催化氧化装置、硫磺析出装置、硫磺分离装置和二级电催化氧化装置；且所述吹脱塔的吹脱气出口连接至所述吸收塔的气体进口，所述二级电催化氧化装置的出口连接至所述调节池；所述吸收液硫磺回收系统用于依次将所述吹脱塔吹脱出的富硫气体通过所述吸收塔经碱洗吸收为富硫吸收液、富硫吸收液通过所述一级电催化氧化装置反应生成多硫化物、进而通过所述硫磺析出装置经二氧化碳酸化反应析出硫磺、通过所述硫磺分离装置分离得到硫磺产品、分离后的滤液通过所述二级电催化氧化装置进一步深度氧化脱硫后循环回所述第二调节池中。
6、本专利技术进一步设置为，所述脱硫回注系统还包括板框压滤装置，所述板框压滤装置与所述第二调节池和气浮装置均连接，用于将所述第二调节池和气浮装置中产生的沉淀固渣经板框压滤后分离。
7、本专利技术的第二个方面，在于提供了一种采用所述系统的气田水脱硫及电氧化硫磺回收方法，包括如下步骤：
8、气田水首先通入所述原水调节池中调节ph，然后通入所述吹脱塔中将包含h2s的富硫气体吹脱；脱硫后的气田水通入所述第二调节池中与来自所述二级电催化氧化装置的废液混合，进行均质化调节；而后通入所述气浮装置中脱除悬浮物后，实现气田水脱硫达标回注；
9、所述吹脱塔吹出的富硫气体通入所述吸收塔中，经碱洗吸收得到富硫吸收液；富硫吸收液通入所述一级电催化氧化装置中在碱性环境中反应生成多硫化物；然后通入所述硫磺析出装置中，与co2气体发生酸化反应，将多硫化物分解析出硫磺，得到硫磺混合液；所述硫磺混合液通入所述硫磺分离装置中固液分离得到硫磺产品；分离后的滤液通入所述二级电催化氧化装置中，经深度氧化脱硫后将废液循环回所述第二调节池中。
10、本专利技术进一步设置为，所述原水调节池中通过投加酸液/碱液调节ph为2～5，将气田水中的s2-或hs-离子经ph调节后形成h2s。
11、本专利技术进一步设置为，所述吹脱塔中通入空气将气田水中的h2s和有机硫气体吹出，所述有机硫气体包括气田水中的硫醇、硫酚、硫醚等物质；所述吹脱塔中通入的气液比控制为100：1～500：1，
12、本专利技术进一步设置为，所述第二调节池中，气田水与来自二级电催化氧化装置且含有so42-的废液混合进行均质化调节，气田水中的钙、钡、锶等离子经调节后形成caso4、baso4、srso4等沉淀。
13、本专利技术进一步设置为，所述气浮装置中可加入絮凝剂，用于通过气浮及絮凝作用去除气田水中的悬浮物，所述气浮装置中的停留时间控制为0.25～1h。
14、本专利技术进一步设置为，所述第二调节池和气浮装置处理气田水后，可均通过所述板框压滤装置过滤分离产生的固相后再通入下一步操作中；即对于所述气浮装置而言，通过板框压滤装置过滤后再将气田水回注处理；板框压滤产生的泥饼外运处理。
15、本专利技术进一步设置为，所述吸收塔中，碱液与来自所述吹脱塔的富硫气体逆流接触吸收，气相中富集的h2s溶于吸收液中转化为s2-，有机硫也溶于吸收液中。
16、本专利技术进一步设置为，所述吸收塔中通入的碱液优选为naoh溶液，则气相中富集的h2s转化为na2s溶于吸收液中，所述碱液的浓度控制为10％～40％质量分数，所述吸收塔中通入的气液比控制为100：1～500：1。
17、本专利技术进一步设置为，所述一级电催化氧化装置的电流密度控制为5～20ma/cm2，电催化氧化反应的ph控制为9～13，停留时间控制为2～6h；所述一级电催化氧化装置中反应生成的多硫离子的赋存形态包括s22-、s32-、s42-、s52-等；所述一级电催化氧化装置中的电极可采用倒极操作，缓解硫磺直接在电催化氧化极板上的结垢现象。
18、本专利技术进一步设置为，所述硫磺析出装置中co2气体的投加浓度控制为5％-25％，co2的分压控制范围为0.15～0.5mpa，酸化反应温度控制为30～60℃，酸化反应ph控制为5～8。
19、本专利技术进一步设置为，所述硫磺分离装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种气田水脱硫及电氧化硫磺回收系统，其特征在于，所述系统包括脱硫回注系统和吸收液硫磺回收系统，其中：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脱硫回注系统还包括板框压滤装置，所述板框压滤装置与所述第二调节池和气浮装置均连接，用于将所述第二调节池和气浮装置中产生的沉淀固渣经板框压滤后分离。
3.一种采用权利要求1-2中任一项所述系统的气田水脱硫及电氧化硫磺回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述原水调节池中通过投加酸液或碱液调节pH为2～5。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述吹脱塔中通入空气将气田水中的H2S和有机硫气体吹出；所述吹脱塔中通入的气液比控制为100：1～500：1。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二调节池中，气田水与来自二级电催化氧化装置且含有SO42-的废液混合进行均质化调节；
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述吸收塔中，碱液与来自所述吹脱塔的富硫气体逆流接触吸收，所述碱液的浓度控制为10％～40％
8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述一级电催化氧化装置的电流密度控制为5～20mA/cm2，电催化氧化反应的pH控制为9～13，停留时间控制为2～6h；所述一级电催化氧化装置中的电极采用倒极操作。
9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述硫磺析出装置中CO2气体的投加浓度控制为5％-25％，CO2的分压控制范围为0.15～0.5MPa，酸化反应温度控制为30～60℃，酸化反应pH控制为5～8。
10.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述二级电催化氧化装置的电流密度控制为20～50mA/cm2，电催化氧化反应的pH控制为5～8，停留时间控制为2～4h。
...【技术特征摘要】
1.一种气田水脱硫及电氧化硫磺回收系统，其特征在于，所述系统包括脱硫回注系统和吸收液硫磺回收系统，其中：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脱硫回注系统还包括板框压滤装置，所述板框压滤装置与所述第二调节池和气浮装置均连接，用于将所述第二调节池和气浮装置中产生的沉淀固渣经板框压滤后分离。
3.一种采用权利要求1-2中任一项所述系统的气田水脱硫及电氧化硫磺回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述原水调节池中通过投加酸液或碱液调节ph为2～5。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述吹脱塔中通入空气将气田水中的h2s和有机硫气体吹出；所述吹脱塔中通入的气液比控制为100：1～500：1。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二调节池中，气田水与来自二级电催化氧化装置且含有so42-的废液混合进行均质...
【专利技术属性】
技术研发人员：金艳，李丽，黄伙，吕文玉，张建海，
申请(专利权)人：苏州聚智同创环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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