煤气化废水处理新流程的模拟和优化

【摘要】：本文开发了一种新的煤气化废水酚氨化工回收处理流程。该流程先用酸性气对煤气化废水进行饱和吸收，调节废水的pH值小于8。随后使用萃取剂MIBK进行萃取脱酚；萃取相进入溶剂回收塔分离酚和萃取剂；脱酚后的废水进入汽提塔分离酸性气、氨和MIBK，同时在汽提塔中加入氢氧化钠以脱除固定铵盐，酸性气体和MIBK从汽提塔塔顶采出后进入三相分离罐，分离后的油相返回溶剂罐，水相和三级分凝的凝液混合后返回汽提塔入口处，气相返回饱和塔。汽提塔侧线采出氨气，经三级分凝后得到高浓度的氨气。塔釜净化水送生化处理。新流程有两个技术特点，一是采用酸性气饱和工艺用于降低废水的pH值，改善萃取环境；二是采用单塔加压侧线抽氨技术，用于脱酸脱氨并回收萃取剂。 对开发的新流程进行了建模，并根据不同阶段废水组分含量的不同，采用不同的热力学方法。由建立的模型和选择的热力学方法，利用流程模拟软件，分别对饱和塔、萃取塔、溶剂回收塔、汽提塔和三级分凝的参数进行了优化，确定了适宜的参数范围。在优化的参数条件下，模拟结果显示，新流程能够有效的脱除煤气化废水中的有害物质，净化后的废水满足生化处理要求。 经济分析表明，与现有流程相比，新流程的加热负荷降低了18%，冷却负荷降低了16%。但新流程的脱酚能力不如现有流程，酚回收率低了1.09%；汽提塔的脱氨能力强于现有流程，塔釜出水中氨浓度较低，但氨回收率比现有流程低2.81%。每处理1吨废水，新流程的操作费用减少3.52元，收入减少1.94元，利润增加1.58元，具有一定的经济性。 【关键词】：煤气化废水 酸性气饱和 单塔汽提 优化 经济分析
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X784
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 煤气化废水处理流程的研究现状及分析11-15
• 1.2.1 鲁奇煤气化废水处理流程11-12
• 1.2.2 华南理工大学煤气化废水处理流程12-13
• 1.2.3 二氧化碳饱和工艺13-15
• 1.3 研究内容15-16
• 第二章 煤气化废水处理新流程的开发与建模16-29
• 2.1 煤气化废水处理新流程的开发16-19
• 2.1.1 煤气化废水的组成16-17
• 2.1.2 开发平台17
• 2.1.3 流程设计17-19
• 2.2 煤气化废水处理新流程的建模19-27
• 2.2.1 流程模拟组分19-20
• 2.2.2 气液平衡模型20-23
• 2.2.3 热力学模型23-25
• 2.2.4 单元操作模型25-27
• 2.3 小结27-29
• 第三章 煤气化废水处理新流程的优化29-61
• 3.1 饱和塔的优化29-33
• 3.1.1 塔板数29-30
• 3.1.2 二氧化碳进料量30-33
• 3.2 萃取塔的优化33-35
• 3.3 溶剂回收塔的优化35-38
• 3.3.1 塔板数和回流比35-36
• 3.3.2 进料位置36-38
• 3.3.3 塔釜流率38
• 3.4 汽提塔的优化38-53
• 3.4.1 塔板数和塔顶压力39-42
• 3.4.2 塔顶采出量和三相分离42-44
• 3.4.3 冷进料比率和温度44-45
• 3.4.4 热进料温度和位置45-48
• 3.4.5 侧线采出位置和采出量48-50
• 3.4.6 加碱脱氨50-53
• 3.5 三级分凝的优化53-59
• 3.5.1 操作参数分析55-58
• 3.5.2 三级分凝优化58-59
• 3.6 小结59-61
• 第四章 新流程的技术经济分析61-67
• 4.1 参数分析61-63
• 4.2 经济分析63-66
• 4.3 小结66-67
• 结论67-69
• 参考文献69-75
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果75-76
• 致谢76-77
• 附件77

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