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丙烯腈化工生產廢水的四效蒸發處理技術

文章出處:未知發表時間:2021-12-09 14:54:51


 

圖片1 

 

  一、丙烯腈工藝廢水四效蒸發技術研討概述

 

  1.1蒸發的原理

 

  蒸發是一種是可將富含不揮發溶質的溶液加熱并使其中局部溶劑汽化并除去,從而增加溶液濃度的相變過程,是最根本的化工單元操作。四效蒸發是一種節能技術,該技術應用蒸發系統本身產生的二次蒸汽作為能源,減少了對外部能源的需求,而僅在第一效中耗費生蒸汽。

 

  1.2效的含義

 

  普通地,在多效蒸發過程中,我們將每一個單獨的蒸發器及其蒸發過程稱為一效。第一效蒸發器即是通入新穎加熱蒸汽(即生蒸氣)的蒸發器,從第一效蒸發器的出來的二次蒸汽被緊縮機緊縮,溫度和壓力進步,熱焓值增大,然后送入下一效蒸發器的加熱室作為加熱蒸汽運用,該蒸發器即為第二效。三效、四效依此類推。四效蒸發即有四臺蒸發器,除了第一臺蒸發器采用了新穎蒸汽,其他蒸發器的加熱蒸汽均是二次蒸汽,且均來源于前一臺蒸發器。運用四效蒸發的目的是使能源(即蒸汽)得到再應用,降低能耗,進步經濟性。

 

  1.3流程概述

 

  某260kt/A丙烯腈工藝廢水四效蒸發濃縮工藝流程表示圖如圖1所示。該工藝廢水溫度113℃,操作壓力600kPa,流速7148.1kg/h,且丙烯腈聚合物(C6H8N2O計算)含量816kg/h。經過四效蒸發操作系統,大局部工藝水可被回收,而只要一小局部廢水被送入焚化爐或生化處置系統。請求廢水中有至少83%的水分可以被蒸發掉,冷凝后的純潔水可作為消費過程中的循環水運用,濃縮液中丙烯腈聚合物的質量濃度可到達5.9%以上。

 

圖片48 

  從上圖能夠看出,該四效蒸發系統在真空中運轉,并流操作。首先是包含重組分的廢水被送入第一蒸發器,同時新穎蒸汽被送入以加熱其中的廢水,并將產生的二次蒸汽引入第二臺蒸發器,使第二效的廢液在比第一效低的溫度下蒸發,該過程將依次實行到第四蒸發器濃縮后的廢水由殘液泵送到廢水燃燒系統,第一、第二、第三、第四蒸發器蒸出的二次蒸汽經冷凝、汽提后送回丙烯腈安裝再應用。

 

  應用化工流程模仿軟件對該工藝過程實行模仿研討得出最終濃縮液中丙烯腈聚合物(C6H8N2O)的質量分數為5.98%>5.9%,滿足廢水的別離請求。原廢水中水含量為:75148.1-816=74332.1kg/h,經過四效蒸發工藝蒸發后的水量為:124144kg/h,則蒸發率為(74332.1-12414.4)/74332.1=83.3%,到達工藝請求。

 

  故得出:由于丙烯腈工藝廢水四效蒸發中第二、第三、第四效蒸發器的熱源均來自于前一臺蒸發器的二次蒸汽,儉省了一定量的生蒸汽,降低了安裝的能耗。

 

  二、新技術、新安裝在丙烯腈工藝廢水四效蒸發技術中的應用

 

  隨著當代化工對丙烯腈的需求越來越高,研討者們開端在原有辦法上實行工藝改良以及一些新安裝研討,以此來提升丙烯睛工業廢水處理才能,減少處置本錢。

 

  2.1膜別離在四效蒸發中的應用

 

  膜別離技術是一種當代新的別離技術,具有別離條件溫和,無相變和化學變化,選擇性好,能耗低,消費本錢低等優點。因此被應用于如藥學以及與食品、化工、冶金、環境維護等行業。王華同等人經過研討比照化學氧化法技術,鐵炭微電解法技術,混凝法技術,四效蒸發技術四種技術對丙烯腈廢水實行了預處置,得到研討結果顯現只要四效蒸發法預處置后的廢水滿足膜別離的進水請求。

 

  經過四效蒸發濃縮技術實行預處置過后的廢水,再用膜別離技術的反浸透處置,經過調理廢水的酸堿度,及采用不同的別離膜展開比照研討,得丙烯腈工業廢水的除CN-率取得了極大的提升,而且在處置的過程中防止了二次污染。能耗低,資源耗費少,到達了一個節約本錢的效果。所以選用四效蒸發濃縮技術與膜別離技術相互交融來妥善處置丙烯腈廢水應是當前化工行業一個被普遍應用的方式。

 

  2.2熱力蒸汽再緊縮(MVR)

 

  機械式蒸汽再緊縮技術是一種新型的蒸發節能技術,節能效果明顯,但是其關鍵技術主要被國外控制,目前普遍應用于飲料、食品、化工等行業。隨著近幾年我國開端有許多學者開端研討該技術的可行性與經濟學剖析,我國一些企業開端應用該技術,因此該技術在我國具有一個良好的開展前景與空間。與傳統四效蒸發相比,可以進步制熱效能,使蒸發量大,減少換熱面積,進步蒸汽應用率。

 

  MVR技術替代多效蒸發,氣液別離是其中關鍵的設備之一。李凱等人經過剖析比照重力沉降別離器,慣性別離器,管柱式氣液別離器,旋流板式氣波別離器等幾種常見氣液別離器的構造和特性,同MVR處置技術相分離,由于管柱式氣液別離用具有構造簡單,造價低,應用前景普遍,以及在MVR技術中能更好的應用它的優勢,最后選擇管柱式氣液別離器實行研討。模仿了進料溫度,緊縮比對整個蒸發濃縮過程的影響,并且研討了最佳別離器的柱體高度,當其不小于1000mm時,別離效果較好,基于這個研討,工業上能更好的設計出別離器,使得能愈加容易與丙烯腈廢水處置分離。丙烯腈廢水處置量有所進步,并且降低其處置本錢。

 

  2.3閃蒸-降膜式蒸發器

 

  高濃度、高粘度、高熱敏性的物料運用降膜式蒸發器實行蒸發濃縮,能到達一個較好的別離效果,并且降膜式蒸發用具有蒸發才能高、消費本錢、低能源耗費低、構造簡單、連續操作時較穩定、處置量大、真空低溫操作、物料停留時間短和保證物料不變性特性和優勢,并且真空低溫操作。丙烯腈廢水的處置恰恰是一個低溫真空下的操作且該廢水屬于熱敏性物料,故降膜式蒸發器更合適應用于丙烯腈廢水四效蒸發處置的過程中。但是把降膜式蒸發器應用于MVR丙烯腈廢水研討報道卻是極少。

 

  郝帥等人經過運用現代化工設計軟件,對降膜式蒸發器的構造實行設計以及研討其性能。研討結果顯現降膜式蒸發器應用于MVR技術能大大的節約能源的耗費,并且濃縮使丙烯腈廢水中有害物質的含量大大降低。研討結果還顯現出最佳的殼程流場平均性的導流筒,和最適宜的布膜器以及最佳成膜位置的設計,對其關鍵的構造葉輪實行了設計。基于上述設計的結論,能夠更好的設計降膜式蒸發器,把其應用于丙烯腈廢水處置過程中,能到達一個很好的處置污水效果,根本完成零排放。

 

  三、結論

 

  隨著國度對環境維護的注重,化工行業廢水的排放規范也越來越高,因此丙烯腈工藝廢水的排放規范曾經成為限制企業消費丙烯腈開展的重要要素。論文綜述了丙烯腈工藝廢水處置的各種辦法和新技術、新安裝與丙烯腈工藝廢水四效蒸發處置技術相分離的運用,同時重點闡述四效蒸發處置工藝,經過蒸發濃縮處置,不只濃縮的液體原料能滿足隨后的處置站的請求,而且節約了大量的水和水蒸汽的量,整個工藝具有節能降耗的意義。

 


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