废水煤制气中粗氨水蒸馏的研究与工业应用氨水粗蒸馏塔改造工艺计算
_煤气化工艺中高氨氮废水的处理方法探讨 (1)
用塑料制品的情况下,由此引发的“白色污染”也变得更加严重,对于生态环境产生了巨大破坏。
利用CO2能够制备出可降解塑料制品,这样一方面能够对煤化工工艺过程中的CO2排放问题进行解决,另一方面也能够有效控制塑料制品大规模使用造成的环境污染及生态破坏。
不过受限于技术条件,想要实现可降解塑料的工业化大规模生产,需要技术人员进一步加强研究工作,开发出更加高效、更加便宜的合成催化剂[4]。
2.3CO2循环利用技术CO2循环利用技术的基本原理,是结合CO2本身的物理性质,实现对于CO2的资源化利用,例如,可以以CO2为原料制作干冰、灭火器以及制冷剂等,这些技术发展较早,已经基本成熟并且得到了广泛应用,也有部分新兴技术虽然正处于开发研究或者试用阶段,不过也具备非常好的发展前景。
一是液态CO2煤浆制取技术,将粉煤与水的质量配比设置为3:2,以液态CO2代替部分或者全部的水,在促进气化炉二次反应的前提下,提升焦煤的燃烧质量;二是液态CO2固化技术,运用这种技术,能够将CO2制作成干冰,在美容、模具清洗、灭火器生产以及舞台表演等领域有着较为广泛的应用;三是CO2超临界萃取技术,超临界流体萃取技术本身具有操作简单、工艺流程短、萃取效率高以及萃取剂分离回收容易等特点,将CO2作为超临界萃取剂,能够轻松达到临界条件,而且CO2本身无色无毒无味,化学性质稳定,安全性较好,成本也更加低廉。
从目前来看,CO2超临界萃取技术的研究,主要集中在从天然香料或者药物中提取具备较高附加值的热敏性成分方面;四是利用CO2代替氮气,在干粉煤加压气化环节进行粉煤输送。
在粉煤加压气化中,密相输送技术是核心技术,使用的输送气体可以是氮气,也可以是CO2,如果利用CO2代替氮气作为煤粉输送介质,其在反应过程中还可以发挥气化剂的作用,通过与煤焦反应,生成CO,也可以降低合成气体中氮气的含量,为后续甲醇、烯烃、醋酸等产品的合成提供有利条件[5]。
3结语总而言之,从煤化工工艺生产过程分析,CO2的排放主要集中在煤制甲醇、煤制烯烃以及煤间接液化工艺中,为了顺应可持续发展的要求,煤化工企业和相关部门需要对煤化工工艺过程中CO2的排放情况进行深入研究,结合生产特点,合理运用CO2减排技术,尽可能减少CO2的排放。
废水中粗氨水蒸馏的研究与工业应用——氨水粗蒸馏塔设备改造方案
废水中粗氨水蒸馏的研究与工业应用——氨水粗蒸馏塔设备改造方案:郑军张延斌氨水粗蒸馏塔目前有采纳F1浮阀塔板,该塔板是化工行业应用较为广泛的一种塔板,该塔板具有效率高、操作弹性大的优点,但同时该塔板制定的同意孔速较低,且板上汔液接触不充分,易造成死区,在处理含尘和含高黏度物质的体系时,极易造成阀片或部分死区因物料黏附和积存而无法正常工作。
因此,原有浮阀塔板将难以解决固形物累积的难题,必须合计改换具备优良汽液接触形式的塔板。
同时,由于传统浮阀塔板双溢流降液管溢流能力有限〔尤其是弓形双溢流降液管〕且溢流堰较高,当由于操作条件发生改变,导致溢流强度增大时,塔板很快由于堰上液层和降液管内液层迅速增加而发生液泛。
在进行氨水粗蒸馏塔中部氨水的采出调整时,现有塔板由于降液管的局限存在可调整的余量较小。
依据大量的成功工业应用实例,清华大学化工系提出采纳清华大学的专利技术——斜孔系列塔板对设备实施改造。
该系列塔板由两部分斜孔组成,即相邻两行交错排列的固定斜孔与定向排列的浮动斜孔,前者是汽液接触的主要区域,塔采纳喷射操作,极大限度地提升了塔板的气相处理能力,板上低而均匀的稳定液层降低了雾沫夹带量,提升了传质效率,减小了塔板压降;后者起2个作用:一是导向作用,推动两侧液体流动,减少死区和返混;二是调节开孔率,加强操作弹性。
同时,该塔板还采纳溢流周边较长的十字型降液管,有效地提升了塔板的溢流能力。
因此,该系列塔板具有处理能力大、板效率高、塔板压降低的优点。
通过工业实验和大量的实际应用证实,相同塔径下,斜孔系列塔板的处理能力比浮阀塔板高20%以上〔部分业绩可高达40%以上〕,同时板效率不低于浮阀塔板,是塔设备扩产改造的理想选择。
依据工艺计算结果,欲将塔釜含氨量降至100mg/L以下必须增加提馏段理论级数4级以上;如不合计增加提馏段空间,只能通过降低板间距的方式增加级数,但板间距过小将增大汽相雾沫夹带和降液管液层,导致液泛,影响分开效果。
焦化剩余氨水热泵蒸馏的研究应用
参考文献
[1]王登富.王利.姜爱国.焦炉烟道气余热负压蒸氨成套装置技术.燃料与化工,2013,44(4):
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[2]许维秀.朱圣东.李其京.化工节能中的热泵精馏工艺流程分析.节能,2004,267(i0):19-22.
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万方数据
为人们普遍关注的问题。
1蒸氨工艺流程及存在问题 剩余氨水与蒸氨塔底废水换热后与碱液混合进入蒸氨塔。由导热油加热蒸氨塔底废水产 生蒸汽返回塔底,将废水中氨气提至塔顶。塔顶氨气在全凝器用中温水冷却,然后进入冷却 器,用低温水冷却至常温得到成品氨水,部分回流,部分送至脱硫工序作为碱源。另有工艺 是塔顶氨气进入分缩器用中温水部分冷凝产生回流,未冷却氨气进入饱和器。冷凝液直接回 流蒸氨塔中,塔底蒸氨废水经废水泵抽出,部分送至再沸器由导热油加热汽化返回蒸氨塔提 供热量,部分经与原料剩余氨水换热后再经废水冷却器进一步冷却后送生化处理。其工艺流
程如图1所示:
图1
蒸氨工艺流程图
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万方数据
蔓矽中国炼焦行业协会成立20周年
由于水的汽化潜热高,根据剩余氨水处理工艺不同,塔顶氨气带走蒸氨耗热量的约 60%~80%。由于蒸氨塔顶氨气只有97~102℃,品质低,很难利用,在全凝器或分缩器 中用中温水冷却,既浪费了能源,也增加了中温水消耗,降低了蒸氨热效率。提高蒸氨能源 循环利用率、降低蒸氨能耗成为研究的方向。 为提高焦化剩余氨水蒸氨的能源利用率,降低蒸氨能耗成本,济钢化工厂与兄弟单位合 作,共同研发了焦化剩余氨水热泵蒸馏技术,实现了蒸氨塔顶氨气余热的回收利用,取得了 较好的经济效益和社会效益。 2剩余氨水热泵蒸馏工艺的研究应用 2.1热泵精馏工艺原理 热泵蒸馏是利用热泵能够将热量从低温热源移到高温热源的原理,通过蒸汽热泵或吸收 式热泵把蒸馏塔塔顶蒸汽加压升温,使其用作塔底再沸器的热源,回收塔顶蒸汽的冷凝潜热。 2.2剩余氨水热泵蒸馏方案的提出 热泵精馏是一种高效的节能技术。一般在塔顶和塔底温度差小于36℃、塔顶温度在
焦化氨水蒸馏工艺
焦化氨水蒸馏工艺焦化氨水蒸馏工艺是一种常用的工业生产方法,用于提取焦炭中的氨水。
本文将介绍焦化氨水蒸馏工艺的基本原理、工艺流程以及其应用。
1. 基本原理焦化氨水蒸馏工艺是利用焦炭中的氨水溶液的沸点与水的沸点不同的特性,通过蒸馏将氨水分离出来。
焦炭中的氨水主要来自焦炉煤气的冷却和净化过程中产生的氨气与水反应生成的。
而焦炭中的氨水对环境有害,因此需要对其进行处理和回收利用。
2. 工艺流程焦化氨水蒸馏工艺的主要步骤包括预处理、蒸馏和后处理三个阶段。
(1)预处理阶段:将焦炉煤气中的氨气与水反应生成氨水。
在这个阶段,首先需要将焦炉煤气进行冷却降温,然后通过添加酸性溶液与氨气反应,生成氨水溶液。
(2)蒸馏阶段:将产生的氨水溶液进行蒸馏,分离出其中的氨水。
蒸馏过程中,通过加热氨水溶液,使其达到沸点,然后将产生的气体进行冷却和净化处理,得到纯净的氨水。
(3)后处理阶段:对蒸馏后的氨水进行处理,使其符合环保要求。
主要包括中和、沉淀、过滤等步骤,将其中的有害物质去除,得到可回收利用的氨水。
3. 应用焦化氨水蒸馏工艺广泛应用于焦化行业,通过对焦炭中的氨水进行处理和回收利用,可以减少对环境的污染,并节约资源。
焦化氨水蒸馏工艺还可以应用于其他工业领域,如化肥生产、制药工业等。
在化肥生产中,焦化氨水蒸馏工艺可以将焦炭中的氨水提取出来,用于制造氨肥。
在制药工业中,焦化氨水蒸馏工艺可以将焦炭中的氨水提取出来,作为制造药物的原料。
4. 总结焦化氨水蒸馏工艺是一种常用的工业生产方法,通过蒸馏将焦炭中的氨水分离出来,以达到环保和资源利用的目的。
该工艺的基本原理是利用氨水的沸点与水的沸点不同的特性,通过蒸馏将氨水分离出来。
焦化氨水蒸馏工艺的应用范围广泛,不仅可以应用于焦化行业,还可以应用于化肥生产、制药工业等领域。
通过焦化氨水蒸馏工艺的应用,可以减少环境污染,实现资源的可持续利用。
蒸氨工艺处理高氨氮废水的应用及运行优化
蒸氨工艺处理高氨氮废水的应用及运行优化刘兴【摘要】以某化工高NH3-N废水处理工程为背景,介绍了其核心蒸氨系统的工艺流程、操作方法、正常生产指标及运行效果.采用正交试验方法研究了进水流量、塔底温度及液氨管温度对回收氨水浓度的影响,同时得出系统的最佳的运行工况为进水量2.5 m3/h,塔底温度105℃,液氨管温度50℃.在此条件下控制蒸氨系统的运行,废水的NH3-N去除率达到90%以上,同时产生纯氨水NH3-N质量分数在15%以上.最后总结了蒸氨塔在使用过程中可能出现的问题及解决措施.蒸氨工艺脱氮效率高、技术成熟、流程简单、操作方便,具有很大的经济价值及应用推广价值.【期刊名称】《环境科技》【年(卷),期】2019(032)002【总页数】4页(P44-47)【关键词】蒸氨塔;NH3-N废水;正交试验;废水处理【作者】刘兴【作者单位】栗田工业(苏州)水处理有限公司,江苏苏州 215122【正文语种】中文【中图分类】X70 引言我国是一个人口大国,随着社会经济的发展,我国的水资源也越来越紧缺,再加上不断出现的水污染问题,解决水资源短缺问题更是迫在眉睫。
随着人们环保意识的加强和环境污染治理技术的发展,水体中有机物的代表指标COD 基本上能得到有效控制,但是NH3-N 污染仍是当今水体的最大污染源之一。
NH3-N 废水排入水体,会引起水体富营养化,造成水体缺氧发黑发臭,甚至对人群及生物产生毒害作用。
尤其是高浓度NH3-N 废水,具有来源广泛、成分复杂、排放量大、处理难度高、危害大等特点,因此高浓度NH3-N 废水处理技术一直是国内外水处理的焦点[1-2]。
近年来,国家对环保也给予了极度重视,排放标准逐步提高,尤其是太湖流域零排放标准,给企业以及环保行业带来了严峻的考验。
对于高NH3-N 废水的处理技术可以分为2 大类:一类是物化处理技术,如吹脱法、MAP 法、折点加氯法、膜吸收法、蒸氨法等[3-5];另一类技术是以生化为主的生物脱氮技术,如厌氧氨氧化技术[6]、AO 或AAO 法、膜生物反应器法[7-9]等。
废水(煤制气)中粗氨水蒸馏的研究与工业应用——氨水粗蒸馏塔改造工艺计算(3)
废水(煤制气)中粗氨水蒸馏的研究与工业应用——氨水粗蒸馏塔改造工艺计算(3)作者:郑军张延斌为准确快速地提出改造方案,拟采用计算机模拟试验的方法对现有运行的氨水粗蒸馏塔建立平衡级理论精馏塔模型,并以此模型作为进一步工艺改进模拟的基础。
模拟试验选择美国SIMSCI公司的PRO/Ⅱ过程模拟软件。
它是使用第三代模拟技术发展的流程通用模拟软件,是目前化工设计公司应用最广泛的模拟软件之一。
PRO/Ⅱ可建立准确的模型,使用严格的最新计算方法,进行单元操作和全过程计算,用以评价已有装置的优化操作或新建、改建装置的优化设计。
根据蒸氨塔的经验,汽提塔的塔板效率约在20%~30%左右,对于K02塔的塔板效率取为25%,由此可将该塔近似为精馏段2块理论板、提馏段6块理论板,包括塔釜再沸器1块理论板,塔顶水回流,塔中部侧线分凝采出10%氨水的平衡级精馏塔模型。
进料流量70t/h,组成近似为水,氨和二异丙基醚三组分,其中氨含量为7g/L,二异丙基醚为10g/L。
汽液平衡的热力学方法选择使用NRTL方程,调试过程采用In-Out法。
由此模型计算得到的该蒸馏塔物料平衡、温度、压力的逐板分布如表1和表2所示。
与实际运行结果对比表明,上述模拟结果与原蒸氨塔运行状况较为吻合,说明该模型可作为进一步改造设计的基础。
根据此模型,计算了当进料氨含量为10g/L时,增加精馏段理论级数和提馏段理论级数时,塔顶采出和塔釜采出的变化情况。
结果表明,增加精馏段和提馏段理论级数,可有效降低塔顶醚相中的氨含量和塔釜废水的氨含量。
对于进料中氨含量为10g/L的情况,当提馏段理论级数增加4级以上,即实际板数增加15~18级,塔釜采出中氨含量才能小于100mg/L。
而对于精馏段来说,当理论级数增加1块时,塔顶氨含量将有明显的降低,一方面可有效防止氨的损失,另一方面可防止塔顶因氨含量过高而导致生成铵盐结晶。
因此增加塔板数的改造措施是较为可行和有效的。
煤气化工艺中高氨氮废水处理方法的研究
石油化工煤气化行业在生产过程中,使用的煤气化工艺,是将煤炭进行处理,制成煤粉以及水煤浆,在反应炉内与氧气在高温高压的作用下进行反应,生成粗煤气,在对其进行洗涤处理以后,直接送入变换段,变换段对气体成分进行调节将一氧化碳转化为氢气,变换反应的过程中会产生氨以及一些含氮化合物,随着煤气化工艺后期的水蒸气冷凝进入水相,从煤气中脱除,最终形成高氨氮废水,通过废水排放进入河流,对河流造成危害。
一、高氨氮废水的危害高氨氮废水中氨氮含量超标,直接排入河流会造成水体的富营养化,加重水体的恶化程度,影响河流内水生物的正常生长和繁殖,高氨氮含量会为水中生长的藻类提供快速生长繁殖的有利条件,藻类数量的增多,消耗掉水中大量的氧气,造成水体氧气供给量不足,无法为其它水中生物提供足够的氧气,造成大量水生生物死亡,出现“死亡水域”,没有水生生物活动迹象,不利于生物多样性的发展。
高氨氮废水的排放对人们日常用水造成了很大影响,人们日常生活中所用的自来水就是来源于附近河流,河流中的氨氮化合物超标,自来水的处理就困难了很多,人们饮用了氨氮超标的自来水会对身体造成损害,同时降低水体中氨氮化合物的含量也增加了自来水公司的处理成本,水费上涨,无形中就加重了人们的生活负担。
二、高氨氮废水的测定方法废水中氨氮的测定,常用的方法有纳氏试剂光度法、电极法和苯酚-次氯酸盐光度法等,其中纳氏光度法和苯酚-次氯酸盐光度法在测定氨氮前需要对水质进行预处理,除去水中的带色物以及浑浊物,减少对测定结果的干扰,测定操作简便,灵敏度高,而电极法不需要对水质进行预处理,此法测定范围更广。
通过高氨氮废水测定,可为后续废水处理提供相关的依据。
需注意的是,实际开展测定重,应在水样保存伤加强,如取玻璃瓶或聚乙烯瓶对采集的水样存储,若为酸化样品,还需防止出现空气污染情况。
三、高氨氮废水的处理方法1. 吹脱法。
吹脱法脱除高氨氮废水中的氨氮,是利用工业废水中氨氮的气相、液相浓度平衡,在一定温度、碱性环境下对氨氮废水进行脱离处理,氨氮的气相浓度和液相浓度会出现平衡点,废水中溶解的氨氮由液相向气相转移,氨氮从废水中被脱离出去,形成气体氨氮,在进行进一步回收。
废水(煤制气)中粗氨水蒸馏的研究与工业应用
郑军张延斌原有粗氨水蒸馏塔为一变径板式塔,塔板为F1型浮阀塔板。
其中1~24层(自下而上)塔径为2000mm,塔板为传统弓形双溢流塔板;25~30层塔径为1200mm,塔板为传统单溢流塔板。
氨含量为5000mg/L(其中游离氨浓度为4000mg/L,固定氨为800mg/L)左右的稀氨水以70t/h的流量进入粗氨水蒸馏塔第24层塔板,从塔中部第12层板采出浓度为12%的浓氨水。
该装置在实际运行中主要存在如下问题:(1)原料废水中氨含量受气化所用煤质的影响经常超标,通常情况在5500~1000mg/L间波动,造成塔釜废水氨含量经常在300~1000mg/L之间徘徊,严重影响了后续生化处理的操作,使生化处理排放水中氨氮长期超标。
(2)为保证塔釜废水中氨含量尽可能地达标,在现有分离装置条件下,塔中浓氨水采出量则尽可能增加,由此造成浓氨水浓度下降,为后续氨精制开工造成较大困难;尽管在操作中为保证此中部浓氨水浓度,采取过增大回流的方案,但由于增大回流后,塔板易于液泛,该方案在操作中存在较大难度;塔中浓氨水采出量减小,还导致塔顶温度升高,部分氨混入塔顶产品,在冷凝过程中形成铵盐,易堵塞管道。
(3)进料废水中除氨等易挥发组分外,还含有大量粉尘和焦油等固形物和高粘度组分,操作过程中浮阀塔板上以及塔釜再沸器中经常集灰和焦油,严重影响了塔板和再沸器的正常工况。
经过对上述问题的综合分析,可以认为上述非正常运行状态主要由于进料中的氨含量超出设计值,分离设备的分离能力不足和进料中固形物含量较大,塔板的气液接触形式不良2个主要原因造成。
解决设备分离能力不足可采用增加分离塔板数的方法实现。
解决固形物集聚的方法可以通过更换具备良好汽液接触形式、抗堵防垢的内构件来解决,再沸器由于结垢物的特殊性可采用“两开一备”的形式保证再沸器清灰不影响设备的正常操作。
煤气化废水酚氨回收装置溶剂萃取单元工艺节能优化
煤气化废水酚氨回收装置溶剂萃取单元工艺节能优化煤气化废水是煤炭气化过程中生成的一种废水,其含有丰富的有机酚和氨等有害物质。
传统处理方式通常将煤气化废水进行焚烧或者深度处理,但这些方法存在能源消耗大、操作复杂、处理效果不稳定等问题。
为了实现煤气化废水的高效利用和资源化再利用,研发出了一种溶剂萃取单元工艺,可以实现对酚氨的高效回收。
溶剂萃取单元工艺是在溶剂的辅助下,通过物理和化学作用将废水中的有机酚和氨等有害物质转移到溶剂中,从而实现废水的脱盐和净化的过程。
同时,通过适当的操作条件和工艺优化,可以实现对有机酚和氨的高效回收,并使其达到资源化再利用的要求。
首先,在溶剂的选择方面,应选择具有良好的萃取性能和较低的溶剂损失率的溶剂。
一般来说,有机酚可以选择苯胺、酚醚或者环已酮等有机溶剂,而氨则可以选择有机胺类或者酸性有机盐类溶剂。
选择合适的溶剂可以提高溶剂萃取的效率,降低溶剂的成本和损失率。
其次,在溶剂萃取的操作条件方面,需要控制适当的温度、压力和振动等因素,以提高溶剂与废水中有机酚和氨的接触性和均匀性,从而增加溶剂的提取效率。
此外,在萃取剂的用量上也需要进行优化,避免过多的萃取剂导致资源浪费。
再次,在工艺优化方面,可以通过原料预处理、稀释、再循环和浓缩等方法来提高溶剂萃取单元工艺的能源利用效率和产品回收率。
例如,可以对废水进行预处理,去除杂质和悬浮物等,减少对溶剂的污染和阻碍。
同时,可以选择适当的稀释比例和循环浓缩比例,以降低能源消耗,并增加产品的浓度和纯度。
最后,对于溶剂的回收和再利用,可以采用真空蒸馏、活性炭吸附和溶剂回收装置等方法进行处理。
这些方法可以有效地将溶剂中的有机酚和氨等有害物质分离,实现溶剂的再生和循环利用,从而实现能源的节约和环境的保护。
综上所述,煤气化废水酚氨回收装置溶剂萃取单元工艺是一种节能优化的处理方法。
通过合理的溶剂选择、操作条件控制、工艺优化和溶剂回收等措施,可以实现对煤气化废水中的有机酚和氨等有害物质的高效回收和资源化利用,达到节能减排和环境保护的目的。
含氨废水处理技术及工艺设计方案
含氨废水处理技术及工艺设计方案含氨废水处理技术的试验研究及工艺设计1 吹脱法除氨机理当废水中含有可挥发性物质(如硫化氢、氨气)时,可以用向废水中通入蒸汽的方法将之提取出来,这就是”吹脱”,带出来的挥发性物质可以通过适当的方法加以回收利用.水中的氨氮多数是以氨离子(NH4+)和游离氨(NH3)的状态存在,并且他们之间存在如下平衡关系:NH3+H20—NH4+ +OH-很明显,游离氨的浓度与废水的pH值有关系,pH值越高,游离氨的浓度越高.同时反应是放热反应,温度升高会使反应平衡向左移动. 2. 河南某化肥厂的废水处理条件试验2.1试验方法氨吹脱工艺流程图:针对该化肥厂的废水,我们做了如下试验.原废水中pH值为9.0,氨氮总的含量为2000mg/L,本试验的反应器设计为2L.其影响因素为溶液pH值、温度、气水比和吹脱时间等因素.本试验分别以40%NaOH溶液40%NaOH溶液和CaO调整pH值后进行吹脱,比较不同碱源的吹脱效果;先以40%NaOH溶液为碱源,调整pH值为9.8、10.3、10.7、11.2、11.7、12.0和原水的pH值为9.0共7个pH 值条件,进行吹脱试验,比较其氨氮去除率.在吹脱反应器内加入以调整好pH值的废水,然后用气泵进行吹脱,鼓气采用曝气头进行分散,分别在1、2、3、4、6、7、10h,取样测定水样中氨氮浓度.本次试验原设计采用蒸汽对氨氮废水进行加热,但考虑到实验室现有装置制备蒸汽有一定难度,所以在氨吹脱反应器的底部放置电炉对氨氮废水进行加热,通过温度控制装置对废水加热温度进行控制。
考查温度对吹脱效率的影响.2.2试验步骤(1)准备试验所需的各种装置,安装试验装置,配置试验所需药剂;(2)取水样,加入碱源调整溶液符合的pH值;(3)将调整好的pH值的氨氮废水通入反应器,打开反应器底部的电炉开始加热,该反应严格控制反应温度;(4)达到预计的反应温度后,打开气泵开始运行,同时严格计算时间;(5)从取样口取水样进行监测氨氮的浓度,考查吹脱效率;(6)整理分析数据,得出氨氮废水的试验最佳条件.2.3试验结果与讨论2.3.1pH值对吹脱效率的影响按上述方法来调整pH值来考察pH值对吹脱法的影响,监测数据如下表1所示.表1 不同pH值下氨氮吹脱效率pH值进水NH3-N质量浓度(mg/L) 出水NH3-N质量浓度(mg/L)吹脱效率(%)9.02000 1118.25 44.19.8 756.65 62.110.3 640.80 67.910.7 477.26 76.111.2 380.18 8111.7 352.80 82.412.0 332.00 83.4从表中可以看出:当pH值升高时,吹脱效率会显著升高,但当pH值上升至一定的数值时,吹脱效率相对较平稳,因为水中的氨离子90%都已经转变为游离氨,再提高pH值游离氨的比例液增加不大.所以pH值可以选择在11.0左右.2.3.2气水比对吹脱效率的影响研究气水比对吹脱效率的影响,固定为室温,氨氮浓度为水样浓度,试验在常温(25℃)下进行,气泵流量为1080L/h,吹脱时间设定为1,2,3,4,6,7,10h,则在每一个吹脱时间条件下其空气量和气水比是一个定值,见表2.表2气泵流量为1080L/h,反应器内试验为2L不同曝气时间的气水比及氨氮吹脱效率表曝气时间h 通空气量Vg/vl进水NH3-N质量浓度(mg/L)出水NH3-N质量浓度(mg/L)吹脱效率(%)1 1080 5402000 920.20 53.92 2160 1080 776.40 61.13 3240 1620 692.20 65.44 4320 2160 620.05 69.06 6480 3240 380.21 81.07 7560 3780 362.10 81.210 10800 5940 332.05 83.40由上表可以看出:当气水比在3500:1以下时,随着气水比的升高,吹脱效率显著升高,但当气水比在3500:1以上时,吹脱效率提高不太明显,考虑效率和经济的问题可以将气水比定在3500:1.2.3.3投加碱液对吹脱效率的影响不同的碱源由于市场价格不同会对运行费用产生影响, NaOH溶液和CaO是常用的吹脱碱源.本试验用两种碱分别调整pH值为11.0,吹脱氨氮的浓度(2000mg/L)、温度(25℃)、气水比(3500:1)和吹脱时间分别同上.图1不同吹脱时间下不同碱源对氨氮的去除率从上图1可以看出,用不同的碱源调节pH对氨氮的吹脱率影响不明显,两者比较最大去除相差5%左右.因此在选择碱源时有这样的建议,在实验室考虑价格因素可以选择CaO,但在实际工程中CaO调节pH值的废水在吹脱过程中产生大量的细小沉淀物,这些沉淀物很容易堵塞吹脱塔中的填料和输送管道,因此在工程实际中最好选择NaOH 2.3.4水温对吹脱效率的影响研究水温对吹脱效率的影响,选择试验条件为: 吹脱氨氮的浓度(2000mg/L)、温度(25℃)、气水比(3500:1)和吹脱时间分别同上.表3 水温对吹脱效率的影响进水吹脱℃进水NH3-N质量浓度(mg/L)出水水温℃出水NH3-N质量浓度(mg/L)吹脱效率%8.02000 3.5 886.32 55.712.2 4.0 823.10 58.816.0 5.5 643.20 67.820.2 12.5 612.20 69.425.6 20.0 463.43 76.830.0 24.5 362.28 81.9 3.工程设计方案根据上面的试验得出的结论,我们建议河南某化肥厂的设计工艺方案如示:整个工艺流程包括三个大部分:pH 值调整、吹脱、氨氮的回收.因为是工程实践根据上面的试验结论得出应用NaOH 作为碱源来调整pH 值,其最佳工作条件是pH 值调至11;废水温度有上面的试验结论可以得出吹脱效率与水温成正比,建议吹脱温度定为30℃,这需要建造一个制取蒸汽或者热空气的设备;吹脱部分的重点是选择合适的吹脱设备,吹脱塔有填料塔和板式塔等种类,这两种塔的比较如下:填料塔操作范围小,宜处理不易聚合的清洁物料,不易中间换热,处理量较小,造价便宜,较宜处理易起泡、腐蚀性、热敏性物料,能适应真空操作.板式塔适合于要求操作范围大,易聚合或含固体悬浮物,处理量较大,设计要求比较准确的场合.因此,对比两者的特点之后再根据本工程的水质水量特点选用填料塔;选择填料塔就存在填料选择的问题,影响填料性能好坏的参数是填料的比表面积,材质和孔隙率以及通气通水的能力.根据这样的原则建议选择塑料的填料(塑料塔填料是以耐热、耐化学腐蚀的塑料、包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(pp) 、增强聚丙烯(RPP)、聚乙烯(PVC)、聚氯乙烯(PVC)、氯化聚氯乙烯(CPVC)、及聚偏氟乙烯(PVDF)等制成的塔填料。
氨水蒸馏工艺的比较与选择
氨工艺大部分指标相近或相同。不一致的指标有: 氨水换热器后废水温度、废水冷却器循环水耗量、碱 液耗量、0. 4 MPa 蒸汽耗量和分 缩 器 循 环 水 耗 量。 当采用间接蒸氨工艺后,氨水换热器后废水温度降 低,废水冷却器循环水耗量减少,碱液、0. 4 MPa 蒸 汽和分缩器循环水耗量增加。
换热后,进入蒸氨塔蒸氨。塔顶产生的氨汽进入分 缩器冷却,冷凝液回流返回蒸氨塔,成品氨汽由分缩 器顶部送往后续单元加以利用。在塔中部加入碱液 ( NaOH) 分解氨水中的固定铵,塔底采用直接蒸汽 或间接再沸器加热。达标后的塔底废水经废水泵输 送、氨水换热器和废水冷却器冷却后作为蒸氨废水 送往后续污水处理单元。
解吸塔及蒸氨塔的改造与计算
解吸塔及蒸氨塔的改造与计算唐伯国林长青张振欧黄洁(天津博隆塔器新技术开发有限公司300193)我国目前尿素装置多采用水溶液全循环法生产工艺。
在生产过程中会形成一定数量的含NH35%~8%的稀碳铵液,浓度太低不能利用,直接排放既污染环境又损失氨。
国家废液排放标准中要求含NH3≤0.07%(质量百分数,下同),随着人们对环保要求的重视,有些地方排放废水中含氨量要求指标更低。
利用解吸塔将碳铵液中残余的氨和CO2解吸出来,返回吸收系统,既提高氨的利用率,又可使排放废水达到排污标准。
这样对解吸塔的基本要求是:(1)解吸后的排放废液应尽量少地含氨,降低氨耗,减小污染。
(2)解吸后塔顶的解吸气要返回系统,含水量应尽量少,有利于实现系统水平衡。
近年来,世界能源供应日益紧张,节能降耗已成为主要发展方向,从合成氨尾气中回收有价值的气体并加以综合利用,已成为人们普遍关心的问题。
合成尾气主要由两部分气体组成:合成放空气和液氨贮槽弛放气,其组分与生产操作有关。
合成氨厂将其中的氨清洗后制成稀氨水,氨水浓度一般在15%,再利用蒸氨塔将稀氨水汽提得到99%以上的浓氨,使氨得到充分回收。
同时蒸氨塔塔底排放液也要达到排放标准,不会影响环境。
多年来我公司与各合成氨生产厂协作,完成了多项解吸塔与蒸氨塔的技改工作。
本文将以解吸塔和蒸氨塔的各一个改造实例,介绍它们的模拟计算工作,并对相关的问题提出分析意见。
1解吸塔某生产厂家原解吸塔为DN800,操作压力为0.35MPa,处理量较小,塔釜液出口含NH3指标为0.08%,不能达到国家的废液排放标准。
为了增大处理量并能够达到国家的排放标准,该厂决定新增1台解吸塔,委托我公司进行设计。
解吸液组分为:NH36.0%、CO20.99%、尿素0.94%,要求处理量为20~25m3/h、排放废液中含NH3≤0.03%。
对该塔进行了详细计算,最终确定设计方案,塔径为 1000、所选用的填料为规整填料。
开车后操作稳定,解吸塔塔顶解吸气中含NH3为35%,返回系统,塔底排放废液中含NH3为0.023%,满足设计要求。
一种解决脱硫液蒸馏废水及回收脱硫再生尾气中氨的工艺
一种解决脱硫液蒸馏废水并回收脱硫工段再生尾气中氨的新方法摘要:本方案是利用脱硫液提盐后蒸馏废水调至合适酸度作为吸收液,吸收脱硫工段再生尾气以及其它含氨尾气中存在的大量氨,生成硫酸氨溶液,定期补充至硫铵工段喷淋式饱和器,来生产硫铵,脱硫再生尾气的氨被回收后排至大气。
本方法特征在于能解决脱硫液蒸馏废水难处理的问题;能回收脱硫再生尾气中大量氨,减小大气污染,保护环境;同时富产硫铵,增加经济效益。
本方法适用于采用氨法脱硫工艺的焦化行业。
1、本方案需安装尾气洗涤装置,尾气由洗涤塔底进入,与塔顶喷淋的吸收液逆流接触,尾气中的氨被吸收液吸收,控制好吸收液的液位和浓度,定期用将吸收后的溶液排至喷淋式饱和器满流槽,来生产硫铵,同时向尾气洗涤塔内被入脱硫液蒸馏废水,保证吸收效果。
2、脱硫液提盐车间生产的蒸馏废水作为本方案吸收剂,可有效处理掉部分废水,缓解蒸氨负荷,减轻给焦化污水处理带来的臣大压力。
3、回收脱硫再生尾气中大量氨气,将其转化为硫酸铵,减小有毒气体的排放,减小大气污染,保护环境,创造一个环境优美的工作氛围。
4、将剩余部分脱硫液蒸馏废水补充至脱硫工段用于置换脱硫液,或补充至循环氨水槽,用于集气管和桥管喷洒。
5、氨含量较高的尾气来源有:脱硫工段再生塔顶尾气、脱硫溶液循环槽尾气、冷鼓循环氨水槽、剩余氨水槽尾气等。
6、脱硫液蒸馏废水氨含量6-8g/L,两盐含量1-2%,脱硫再生塔顶尾气氨含量约4500-5000mg/m3,硫化氢含量约2mg/m3,化产尾气排量约4000m3/h。
技术领域本方案是利用酸洗吸收法将尾气中氨气回收的一种方法,即解决了脱硫液蒸馏废水的处理问题,还解决了脱硫再生尾气的污染问题,还富产化工产品硫酸铵,是一种综合处理废水、废气的工艺组合新方案。
技术背景焦炉煤气中的H2S和HCN等具有很强的腐蚀性,毒性,在煤气作为合成气的后续加工过程中,不仅对生产设备和管道等产生很强的腐蚀性, 而且会使催化剂中毒失活, 严重影响最终产品的收率和质量;煤气作为工业和民用燃料时, 燃烧产生的废气中含有的硫、氮化合物, 会严重污染环境, 危害人民健康。
氨水提浓泵改造
氨水提浓泵改造发布时间:2022-12-21T02:25:38.747Z 来源:《工程管理前沿》2022年16期作者:张煜1 赵新伟1[导读] 对含氨废水的合理利用达到节能降耗。
本文主要分析了电气改造,概述了改造方案,并分析了具体实施。
张煜1 赵新伟1(1. 陕西长青能源化工有限公司陕西宝鸡 721405)摘要:对含氨废水的合理利用达到节能降耗。
本文主要分析了电气改造,概述了改造方案,并分析了具体实施。
关键词:提浓现有工艺对含氨废水的利用的主要是用于煤浆制备与脱硫装置使用,因为含氨废水中氨浓度较低,利用难度高,导致工艺系统氨含量较高,现将含氨废水进行提浓处理,代替部分氨水进行合理利用,从而达到节能降耗。
1改造方案通过要求,确定现场新增防爆变频器控制柜一台防爆变频控制柜柜内配置:1台3KW独立变频器,负荷为1台7A/380V电动机。
2变频原理根据电动机工作原理中的转速关系:N=60F(1-S)/P式中:N----异步电动机的转速;F---异步电动机的频率;S---电动机的转差率;P----电动机的极对数;由上式可知,改变电动机定子绕组的电源频率F,就可以改变电动机的同步转速,从而改变交流电动机的转速。
当电动机频率处于0-50hz之间时,电动机转速就会随着频率的改变而改变,从而实现变频调控,是一种高效的手段。
3设备选型首先熟知变频器所在的工况,在工况下电机的实际工作电流,估算出电机的工作电流随时间变化,在结合电子自身的额定电流来确定变频器的型号。
1.通常情况下,我们依据电机自身携带名牌上额定电流来对变频器进行选型。
2.一般情况下,变频器拖动风机、泵类负载的电机,以电机额定电流为依据选择变频器。
3.经常短时过载运行的电机,需要计算过载周期及过载电流。
其次需要考虑变频器所处的环境情况,根据环境的差异来选择相应防护等级变频器。
选择变频器时应考虑其安装环境,其中包括环境温度、湿度、粉尘含量、腐蚀性气体等因素,这与变频器能否长期、可靠运行关系重大。
焦化废水真空蒸氨工艺探究
焦化废水真空蒸氨工艺探究[摘要] 本文在冶金行业焦化废水处理生产实践的基础上,结合国际、国内先进生产工艺,提出了真空蒸氨工艺,解决了原生产工艺能耗大、二次处理能力过高的问题。
[关键词] 真空蒸氨工艺探究实施方案在焦化生产过程中产生大量含酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质的剩余氨水,主要来自炼焦和煤气净化过程及化工产品的精制过程。
剩余氨水主要由三部分组成:装炉煤表面的湿存水、装炉煤干馏产生的化合水和化产品加工所产生的含油工艺废水,剩余氨水总量一般按装炉煤14%计。
剩余氨水的传统加工工艺是利用蒸汽进行直接蒸氨,这种工艺能耗极大(每处理1吨剩余氨水需消耗蒸汽150-200Kg左右),对设备的腐蚀也非常严重,虽然近年来有运用管式炉(导热油)加热剩余氨水来减少蒸汽耗量的工艺改良,但是要消耗大量的煤气资源进行加热,仍然没有解决剩余氨水处理过程中能耗高的实质性问题。
1.真空蒸氨工艺流程真空蒸氨工艺流程图如下:从原料氨水槽来的原料氨水,由原料氨水泵加压,与蒸氨废水泵送出来的蒸氨废水在废水换热器经过换热后进入蒸氨塔顶,从蒸氨顶出来的氨汽经过氨气冷却器冷却后,由真空泵送往下道工序。
蒸氨塔底由再沸泵抽取塔底部的液体经过再沸器与循环氨水换热后返回塔底;蒸氨塔底部废水经过蒸氨废水泵与原料氨水在废水换热器换热后送往生化。
氨气冷却器下来的冷却水流入凝缩水槽,由凝缩水泵送往饱和器;高置碱槽下来的碱液进入原料氨水泵进口。
2.具体实施方案以每小时处理量为60m3的剩余氨水为例:45℃~50℃剩余氨水在原料氨水槽静止与轻重油分离后,由原料氨水泵加压,与蒸氨氨水泵送出来的65℃废水在废水换热器换热至55℃~58℃后进入蒸氨塔顶,蒸氨塔内有3段填料,氨水入塔设液体分布器。
通过真空泵,使蒸氨塔内保持真空状态,塔顶压力为-77.4KPa,塔底压力为-75.4KPa。
塔底液体约在65℃沸腾,产生的水蒸汽与塔顶下来的原料氨水在填料表面逆向接触,剩余氨水中的氨气被解析出来,经过氨气冷却器(用循环水)冷却至35℃—40℃,汽体中的大部分水汽被冷凝分离,然后由真空泵将气体加压到30Kpa—40Kpa后,送往下道工序。
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废水(煤制气)中粗氨水蒸馏的研究与工业应用——氨水粗蒸馏塔改造工艺计算(3)作者:郑军张延斌
为准确快速地提出改造方案,拟采用计算机模拟试验的方法对现有运行的氨水粗蒸馏塔建立平衡级理论精馏塔模型,并以此模型作为进一步工艺改进模拟的基础。
模拟试验选择美国SIMSCI公司的PRO/Ⅱ过程模拟软件。
它是使用第三代模拟技术发展的流程通用模拟软件,是目前化工设计公司应用最广泛的模拟软件之一。
PRO/Ⅱ可建立准确的模型,使用严格的最新计算方法,进行单元操作和全过程计算,用以评价已有装置的优化操作或新建、改建装置的优化设计。
根据蒸氨塔的经验,汽提塔的塔板效率约在20%~30%左右,对于K02塔的塔板效率取为25%,由此可将该塔近似为精馏段2块理论板、提馏段6块理论板,包括塔釜再沸器1块理论板,塔顶水回流,塔中部侧线分凝采出10%氨水的平衡级精馏塔模型。
进料流量70t/h,组成近似为水,氨和二异丙基醚三组分,其中氨含量为7g/L,二异丙基醚为10g/L。
汽液平衡的热力学方法选择使用NRTL方程,调试过程采用In-Out法。
由此模型计算得到的该蒸馏塔物料平衡、温度、压力的逐板分布如表1和表2所示。
与实际运行结果对比表明,上述模拟结果与原蒸氨塔运行状况较为吻合,说明该模型可作为进一步改造设计的基础。
根据此模型,计算了当进料氨含量为10g/L时,增加精馏段理论级数和提馏段理论级数时,塔顶采出和塔釜采出的变化情况。
结果表明,增加精馏段和提馏段理论级数,可有效降低塔顶醚相中的氨含量和塔釜废水的氨含量。
对于进料中氨含量为10g/L的情况,当提馏段理论级数增加4级以上,即实际板数增加15~18级,塔釜采出中氨含量才能小于100mg/L。
而对于精馏段来说,当理论级数增加1块时,塔顶氨含量将有明显的降低,一方面可有效防止氨的损失,另一方面可防止塔顶因氨含量过高而导致生成铵盐结晶。
因此增加塔板数的改造措施是较为可行和有效的。