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煤化工工艺流程范文1
[关键词]选煤厂 煤泥水处理 工艺改造
中图分类号:TM801 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)12-0030-01
引言
在当前的经济发展过程中,对选煤厂的生产要求越来越高,其中节能绿化生产是当前时代背景下选煤厂必须要加以重视的过程,也是选煤厂进行创新发展的方向。选煤厂煤泥水处理系统的工艺流程改造与优化目的是为了降低选煤厂煤泥水的浓度,并且实现洗水平衡,减少传统选煤厂生产过程中的煤泥水排放量。为了实现绿色生产,选煤厂的煤泥水处理工艺改造主要包括四个方面,第一,对选煤工艺进行改造,从而降低煤泥水的浓度;第二,对煤泥水的处理工艺流程进行改造,降低煤泥水浓度;第三,对粗煤泥回收系统进行改造,降低煤泥水浓度;第四,采用先进的脱水技术以及脱水设备降低煤泥水浓度。
一、改造选煤工艺
本文选取实例对选煤厂煤泥水处理系统的改造与优化过程进行分析。某选煤厂是一座群矿型选煤厂,在生产过程中主要采用主再选跳汰、煤泥水经浓缩后浮选的工艺流程,当原煤进入跳汰机之前会首先经过破碎机预先破碎,产生了很多的次生煤泥量,而且矸石泥化现象十分严重,对煤泥水的处理带来了新的难度。该厂对煤泥水处理工艺的技术进行改造的工艺流程如图1所示:
原来的生产工艺为主再跳汰选-煤泥浮选,经过改造之后成为重介质旋流器分选-煤泥浮选。用重介旋流器代替了跳汰C,将原来的锤式破碎机改为MMD-500型破碎机,由于更新了破碎机,因此次生煤泥量减少,采用重介旋流器之火,中煤和矸石中的煤泥含量相对于采用跳汰机时增加了,使得中煤和矸石的灰分提高,从而提高了分选的效果。另外,还在重介系统中增加了弧形筛和脱介筛,可以使得煤泥水直接进入角锥沉淀池,并且角锥沉淀池入料中的粗煤泥含量也比传统工艺流程中的煤泥量减少,减轻了压缩机的负荷。在煤泥水中加入净水剂,一般40秒左右就可以使得煤泥水变得澄清,而且药剂的用量相对减少,也减少了浓缩机压靶子事故的发生。
二、煤泥水处理系统工艺流程的改造
改造煤泥水处理系统工艺流程也是选煤厂生产过程中的一个重要途径,通过煤泥水处理系统工艺流程的改造,可以降低煤泥水浓度,有很多选煤厂都采用这种工艺进行生产,减少对环境的污染。对选煤厂煤泥水处理系统进行改造主要包括以下几个方面:
(一)煤泥水处理系统的改造
1、将闭路循环系统改为开路循环系统。在传统生产过程中,对煤泥水进行处理时一般都采用闭路循环系统,精煤筛下水通过水力分级设备处理之后,底流通过煤泥筛回收,煤泥筛筛下水再返回到水利分级设备中。为了避免粗煤泥溢出,将煤泥筛和旋流筛的筛板条缝减小,从原来的0.5mm改为0.4mm。
2、利用水介质旋流器降低煤泥筛灰分。在原有的煤泥水处理系统中,粗煤泥可以通过旋流筛和粗煤泥筛进行筛除,然后与经过跳汰机分选之后产生的粗精煤混合起来,进入重介系统再进行分选。我国选煤厂在很长一段时间内都采用这种方式,实践证明这种方法很容易造成重介分选工艺悬浮液中非磁性物含量增多,对悬浮液的稳定性控制不易把握,会降低脱介筛的脱介效果,而且对会最终生产的精煤质量产生影响。针对这个问题,在原来的系统中增加了两直径为500毫米的水介质旋流器对粗煤泥进行分选,旋流器底流通过高频筛回收后再进入混煤系统,再进入离心机进行脱水,最终成为精煤。
3、煤泥水直接浮选工艺流程的优化。
经过改造之后的煤泥水处理系统工艺流程如图2所示,在传统的煤泥水处理系统中采用的浮选工艺主要有直接浮选、半直接浮选、浓缩浮选,通过多年实践发现,直接浮选的效果最佳。在煤泥水处理系统改造过程中依旧采用直接浮选方式,将原来的煤泥浓缩机改为尾矿浓缩机,使得尾矿水的处理能力大大提高。而且采用直接浮选工艺流程,还可以使得跳汰系统、重介系统与浮选系统能够实现同步生产,防止某些生产环节的滞后性。
另外,还对集中水仓煤泥水的处理技术进行改造,将原来的改压滤系统滤液和冲洗滤布及清扫用水引入到沉淀池中,经过沉淀池沉淀之后再将其输送到生产系统中,实现对水资源的充分利用。在新系统中还采用了3台GXN-20型高效浓缩机对原来的3台浓缩机进行替换,在原有的2台GPY-200过滤机基础上又安装了一台GP-200过滤机,增加了浮选的通过量,使得浮选工艺流程效率大大提高,降低了精煤中的水分。
经过改造之后的煤泥水处理系统,可以实现对煤泥水的及时处理,降低了精煤中的水分和灰分,实现清水洗煤,洗水浓度也从原来的每升350g降低到每升10g,带来了很大的经济效益和社会效益。
(二)无烟煤选煤厂煤泥水系统技术改造
近年来,无烟煤生产是选煤厂生产的重要方向,随着冶金高炉喷吹优质无烟煤技术的不断发展和应用,无烟煤洗精煤的需求量越来越大,而且随着入选力度的降低,传统煤泥水处理系统的工作性能不能满足选煤厂的生产要求,对洗精煤的增产产生了严重的制约。为了对煤泥水生产过程中的问题进行解决,可以进行下面改造:第一,对细煤泥回收系统进行改造,在原来的真空过滤机的位置上增设加压过滤机。第二,增加浮选工艺。随着无烟煤选煤厂煤泥水处理系统的不断完善,在无烟煤生产过程中可以使用炼焦煤选煤厂的煤泥水处理系统工艺,使用加压过滤机进行浮选,从而使得无烟煤选煤厂的煤泥水处理系统工作模式不断创新,实现对煤泥水的综合回收,同时也实现洗水闭路循环,不仅可以确保循环水满足洗选煤的要求,又可以防治煤泥水外排产生环境污染,提高经济效益和生态环境效益。
结语
综上所述,选煤厂是我国煤炭生产过程中的一个重要场所,煤泥水处理系统是选煤厂的主要工艺组成部分,系统的工作性能直接影响选煤工艺流程效果。随着经济发展和环境保护的要求逐渐提高,在选煤厂生产过程中必须要积极加强对煤泥水出系统工艺流程的改造,提高煤泥水处理水平,防止煤泥水随意排放带来环境污染,同时提高选煤厂的精煤质量。
参考文献
[1] 孙丽梅.选煤厂煤泥水处理系统工艺流程的改造与优化[J].中国矿业,2011(11).
煤化工工艺流程范文2
【关键词】煤化工;废水零排放;问题;措施
改革开放以来,国家经济发展快速,经济水平的迅速提高离不开各种能源资源的利用,特别是煤炭资源。我国煤炭资源主要分布在昆仑山-秦岭-大别山一线以北地区,煤化工发展速度和规模较大。然而作为煤化工生产的两个重要因素――煤资源和水资源,其在该地区分布呈逆向发展,即煤资源丰富而水资源相对短缺,并且进行煤化工生产过程中引发了较严重的水污染问题。为解决此问题,国内煤化工生产企业开始引入了“废水零排放”技术,并取得了较好的效果,但是由于该技术在实施过程中受限因素较多,因此还需对其不断进行改进。
1.废水零排放的意义
所谓废水零排放,国外又称零液体排放(ZLD),指的是企业不向地表水排放任何形式的废水[1]。我国于2008年对其重新定义,指工厂、企业、单位的生产用水系统内无工业废水外排情况。废水零排放作为一个系统工程,从节约用水提高用水效率和提高废水处理技术两方面进行研究。
2.废水零排放技术
煤化工废水零处理工艺主要包括煤气化废水预处理和生化处理、回用水处理和含盐水处理三个工艺阶段[2]。
(1)煤气化废水预处理,其作为废水处理的第一个过程,也是比较重要的一个阶段。通过废水预处理将废水中氨、酚等成分除去,其中通常采用汽提方法分离氨、酸性气体,采用萃取方法分离酚,通过预处理的废水进入到生化处理阶段。
(2)煤气化废水的生化处理,其主要有固定床工艺废水生化处理和硫化床及气流床废水生化处理两种。其各自工艺流程分别间图1和图2:
图1 固定床工艺废水处理工艺流程[2]
图2 硫化床及气流床工艺废水工艺流程[2]
(3)回用水处理工艺,目前国内煤化工废水站生化处理出水和清净下水的混合水具有水量大,含盐量少等特点,可有效的应用于循环冷却水系统中。该过程通过采用双膜法技术对生化处理出水和清净下水的混合水进行除盐处理,同时将双膜法制取的浓盐水进一步采用浓盐水膜再浓缩处理方法降低盐含量,提高废水回收率。
3.废水零排放存在的问题
当前,国内废水零排放技术虽然取得了一定的成果,但是由于其起步晚,并受一些因素影响,限制了其发展速度,下面从影响其发展的技术、环境、经济因素进行分析[3]:
(1)技术方面。煤化工废水零排放在技术方面主要存在含盐废水处理、有机废水处理和浓液废水处理三个重要问题。在含盐废水处理中,主要存在热浓酸污堵、膜浓缩污堵、腐蚀设备、系统内盐平衡等问题。在有机废水处理中,主要存在生化处理后水质不达标、反渗透膜使用寿命短和成本高、循环水系统易浊水循环系统污染等问题。
(2)环境方面。煤化工废水零排放在环境方面主要存在脓液处置不当造成次生污染和非正常生产造成环境污染隐患。采用蒸发结晶法处理脓液废水时,会产生较大量的结晶废渣,对其进行后处理费用较高,若受雨水冲刷则会产生污染地下水的二次污染,若进行冲灰处理则会造成含大量杂物的炉渣,同样会造成污染空气和土质的二次污染。
(3)经济方面。煤化工废水零排放除在技术、环境等方面需克服较多困难和问题外,由其设备资金投入较大,因此其经济效率问题也比较突出。此外,由于各煤化工企业存在规划不合理等情况,造成污水后处理技术资源浪费,不利于废水零排放技术的开展和扩大。
4.解决措施
针对煤化工废水零排放存在的问题,提出以下解决措施[4]:
(1)针对国内在煤化工废水零排放中技术方面相对落后情况,应推进其关键技术的探索和研究。加强企业废水回用水循环利用,提高水资源利用率,并摸索出煤化工废水最小化排放控制技术路线。
(2)针对煤化工废水零排放投资与收益不平衡情况,通过严把产业政策准入条件、制定科学合理的发展布局、加强项目审批管理工作以及完善后期跟踪和监督工作等,从而提高煤化工废水零排放项目的规范性。
(3)当前国内煤化工项目处于示范阶段,不同地区废水零排放发展成熟度不同,应针对不同成熟度的煤化工项目进行分类管理。对于首次投运的煤化工示范项目,应结合其实际情况,提出逐步降低废水排放的阶段实施方法,最终达到废水零排放目的。对于较成熟的煤化工废水零排放项目,应制定严格的评价指标,并进行跟踪监督和评价。对于仍未开展煤化工废水零排放项目,应逐步推进废水零排放技术和应用。
5.小结
随着国内经济快速发展,各行业领域对煤化工产品的需求量不断增加,然而水资源短缺和水污染严重等问题限制了煤化工的发展。因此,在煤化工生产中应引入废水零排放技术,这既可以有效的保证水资源的利用率,又可以减轻煤化工生产对环境和生态的污染。
【参考文献】
[1]刘国平.火电厂废水零排放技术国内外现状综述,第四届全国火力发电技术学会年会论文集,2002,1:131-136.
[2]黄开东,李强等.煤化工废水“零排放”技术及工程应用现状分析[J].工业用水与废水,2012,10:1-6.
煤化工工艺流程范文3
【关键词】化工工艺;萃取剂;选择
中图分类号:TL283文献标识码: A
一、前言
萃取剂被广泛的应用在化工工艺流程中。人们对化工工艺流程的质量要求也越来越严格。化工工艺流程决定着整个化工产品的质量,我国在对其萃取剂的选择上仍然存在一些问题和不足,因此,我们必须加强对化工工艺流程中萃取剂选择的探讨。
二、化工工艺流程简介
化工工艺流程实际指化工生产中将化工原材料转换成产品所需要经过的步骤。一般性化工工艺流程包括三个步骤,分别为原料处理、化学反应以及产物精制。
首先是原料处理。处理前期要确保原材料的规格、状态等都符合化学反应要求,只有符合化学反应要求的原材料才能投入化工生产;然后,采取措施对原料进行处理,这里要强调的是,不同原料所采取的处理方法大不相同,必须保证原料处理的针对性。其次是化学反应。化工工艺流程中,化学反应是最关键的工序。经过处理的原料必须在适当的温度、环境下发生化学反应后才能生成其他物质,得到化工产品。因此在化工生产中一定要控制好化学反应这项操作。由于化学反应也是具有一定转化率的,所以在化学反应之前一定要控制好原料的投入和产出比,结合不同原料、不同产品的特性,有针对性的选择化学反应方式。化工生产中常用的化学反应有氧化、还原等等。最后是产物精制。产物精制内容为:对化学反应后得到的产物进行杂质分离,最后得到化工生产的目标产品。产物精制是化工工艺流程中的最后一个步骤,萃取就是产物精制的一种方法,同样对化工工艺质量有着重大影响。
需要强调的是,在化工生产中,每一个生产环节都具备与之对应的操作方法和操作要求,且化工原料、生产方法的选择必须按照一定规律进行,这是化工生产的特殊性。化工工艺流程中的每一个环节、每一项内容都必不可少,只有保证了化工生产设备、原料、方法的合理性,才能保证化工工艺的顺利进行。
三、萃取剂的选择原则
1、萃取剂应该有良好的选择性;萃取剂应该有良好的物理性质(如与水的密度差大等);萃取剂应该有稳定的化学性;萃取剂应该具有较好的萃取速度;萃取剂应该价格便宜;萃取剂没有毒性或者毒性很小。对萃取剂的选择应该综合考虑各种因素,权衡利弊然后做出最佳选择。
2、萃取剂的选择需要注意的问题
最近几年以来,由于生命科学、精细化工和材料科学等新兴科学的快速发展,现代分离技术手段得到了极为广泛的应用,使的分离科 学的理论逐渐完善 ,分 离技术也 不断提 高 ,逐 步发展 成为一门相对独立的学科。萃取作为一种经典的分离方法,无可厚非的在分离科学领域占有一席之地。它的本质是利用萃取剂将物质由亲水性转化成疏水性 ,最终达到分离的目的。萃取剂在萃取操作中起着举足轻重的作用。溶剂萃取的关键是萃取剂的确定,萃取剂的选择应该注意下几点 :
(1)考虑萃取剂应有高的选择性和高的萃取容量 ;
(2)萃取剂与料液的互溶性要低,与料液有一定的密度差,易于分相 ;
(3)熔点低 、沸点 宜太高,相对密度小 、粘度低、腐蚀性低,化学及热稳定性好也是优良萃取剂的必要条件 ;
(4)萃取剂的挥发性要低,毒性要小,价廉易得 ,回收方便;
(5)有 良好 的选择性和物理性质 ;
(6)要有 萃取速度 ,而且 价格便 宜 ;
(7)没有毒性或者毒性很小。
四、正确选择萃取剂的有效方法
1、正规溶液理论选择萃取剂
正规溶液理论作为萃取剂选择的一种常见手段,具有形式简单、操作方便等优点,但其不足之处在于使用范围有限。具体来说,正规溶液理论可以根据纯物质的性质直接判断混合物的性质,在中低极性混合溶液中应用较多,可作为非极性分子(分子力为色散例)判断的重要手段。但不适用于极性分子,主要是因为极性分子间力相对较复杂,可见该理论对萃取剂的选择有一定的局限。为此很多学者建议在极性溶剂中采取内聚能形式,利用无限稀释活度系数计算极性分析相关数值,在某些极性分子检测中获得成功,适当扩展了该理论的适用范围,但仍然有使用限制。
2、UNIFAC模型选择方法
化工工艺流程萃取剂主要由有机物组成,虽然有机物类型多样且混杂,但在某种程度上它们是由几十种基团组成,于是很多研究者着手研究从几十种基团中判断混合物的性质,从而选择萃取剂,这就是所谓的UNIFAC模型选择法。
UNIFAC模型选择法有两种基本概念:基团溶液。基团溶液主要是在基团贡献模型基础上发展而来的。于局部组成。局部组成概念是在拟化学理论的基础上发展而来的,最初使用该概念的是U原NIQUAC法。随着时代的发展,UNIFAC模型开始被提出并不断完善,如Gmehling的修正模型、Hooper的修正模型、Kikic的修正模型等。其中以第一种修整模型最为重要,具有参数齐全、适用范围相对较大等优点。随后Gmehling等人对该修正模型不断改进和创新,最终得到简化公式,根据该供述可以快速有效地获得无限稀释活度系数,在萃取剂选择上有着较大的灵活性且精确度高,可作为化工工艺流程萃取剂选择的重要手段。
3、NRTL模型法
NRTL模型是由Prausnitz提出的,他意识到液体混合物中局部组成且混合过程不是随机的,因此他增添了非随机参数,提出基于液相分层的NRTL模型法。随后相关学者对该模型法进行了一系列深入研究和拓展,使得NRTL模型法除了在含水体系中应用外,还可以在其他体系中运用,且预测精度较高。
4、选择反萃取能力强的萃取剂
利用萃取剂进行化工萃取工艺时,若萃取过程中环境受到影响,那么萃取物质也容易发生变化(从有机物质转变为水),这就要求萃取剂具有较强的反萃取能力。为此需根据化工生产工艺及实际条件选择合适的萃取剂,且保证该萃取剂具有化学性稳定、毒性小、物理性质良好、经济实惠等功能。
5、化工工艺流程萃取剂选择注意事项
第一,控制萃取剂的含量。对混合物进行萃取时,应严格控制萃取物的容量,即萃取期间,其单位容量能够对强保留分离物进行保留,该方式才能充分体现单位萃取剂的萃取能力。除此之外,萃取剂还具有保存有效成分的特点,即萃取期间,可以分离原材料中的杂质和有效成分。
第二,低互溶性。基于对材料的萃取功能,应保证萃取剂的密度与材料的密度存在差异,即两种物质相溶性较差。萃取剂具有油溶点低的特点,而水溶相对较好。取萃取剂对材料(水)进行萃取时,可以促使材料分层,有效避免乳化现象。因此,工业人员应基于材料的密度,选择与其密度差较大的萃取剂进行工业萃取,能够充分保证萃取质量。
第三,保证萃取剂化学性质稳定。萃取剂化学性质主要包括熔点、沸点、相对密度及腐蚀性等,保证上述这些化学性质符合要求,如熔点及沸点要低、相对密度要小、腐蚀性低等。举例来说,煤化工污水中主要有害物质为酚,需通过合适的萃取剂把酚含量有效降低。目前煤化工萃取剂主要有重苯、二异丙基醚、粗苯等。其中重苯、粗苯等物质易挥发,易造成二次污染;二异丙基醚相对上述物质具有乳化性弱、挥发性弱等特点,因此煤化工污水处理可选取二异丙基醚。
五、萃取剂选择的要点
1、考虑萃取剂应有高的萃取容量。萃取容量就是在最优条件下,单位萃取剂的量能够保留一个强保留分离物的总量,反映的是单位浓度的萃取剂对被萃取物质的萃取能力。通常情况下,容量高的萃取剂能够从混合物中充分除去其他杂质,保留目标物质。因此,在选择萃取剂过程中应当充分考虑到这一点。
2、萃取剂与料液的互溶性要低,与料液有一定的密度差。在这里,料液主要是指水。萃取剂的水溶性要小、油溶性要大,即在水相中溶解度小,在稀释剂中溶解度要大。这种条件下,萃取剂易与水相分层,不生成第三相、不发生乳化等现象。简单地说,与水密度差极大的萃取剂,不容易与水相溶,分离效果更好。
3、保证萃取剂熔点低、沸点不宜太高、相对密度小、粘度低、腐蚀性低等具有这些化学性质的萃取剂通常具有良好的化学及热稳定性,良好的化学及热稳定性正是优秀萃取剂的必备条件。换言之,不具有这些优良化学性质的萃取剂应当发挥不了良好的分离效果。
六、结束语
通过对化工工艺流程中萃取剂的选择问题的分析,进一步明确了萃取剂在化工工艺过程中的重要性。因此,我们要严加控制萃取剂的选择,确保化工工艺流程的质量。
参考文献
煤化工工艺流程范文4
20xx年4月23日至8月15日xx煤化工液化车间在贵公司的协助下,圆满完成了新学员培训工作。在培训期间,我单位学员接受了新理念、新知识、新技能的学习培训,大家学有所思、学有所悟、受益匪浅。在这里我单位对贵单位表示衷心的感谢,感谢贵单位对我单位培训工作的鼎力支持,使我单位培训工作得以圆满结束。
通过本次培训,学员们熟悉了培训单位工艺流程,掌握了连锁控制,在lng生产理论知识、中控dcs及现场操作、应急事故处理能力、组织协调能力方面有了极大的提高。在学习培训单位工艺流程时,结合我单位工艺流程进行学习,在我单位液化车间工艺流程及连锁控制方面也取得了很大进步。
能够取得这样的成果,得益于贵单位领导在培训工作及生活上给予我们的悉心关怀,以及贵单位工人师傅们的悉心传授,耐心教导,使我单位学员学有所成,使我单位培训工作得以顺利进行并且圆满完成。
首先感谢贵公司合理科学的培训内容安排。通过贵单位科学合理的培训内容安排,我单位学员完成了对培训单位公用工程、净化、液化、bog、lng存储、装车等系统pfd、pid的学习。完成对培训单位公用工程、净化、液化、bog、lng存储、装车等系统开车前准备工作、吹扫置换、单体设备操作、开车及加负荷、停车及减负荷、巡检内容及应急事故处理等方面的学习。完成对培训单位新上净化系统工艺流程、管道清洗、吹扫置换、开车前准备工作等方面的学习。
感谢培训单位对培训工作的悉心关怀。培训单位停车检修时,生产办公室陈万龙副主任,多次对我单位学员就开停车步骤进行详细地讲解,讲解完成后,培训学员及时进行总结,受益匪浅。7月28日培训单位组织全体培训学员进行培训结业考试,检验培训学员生产知识掌握情况。结业考试结束后,由培训单位根据全体培训学员考试成绩及日常表现进行培训成果鉴定。
其次感谢贵单位在生活上热情周到的照顾。在培训队到达及离开兰州时,由培训单位安排通勤车辆,对培训学员进行单位至火车站路程的接送。贵单位xxx经理等领导,多次与培训学员进行交流沟通,询问培训学员日常学习及生活情况。
同时感谢贵单位工人师傅们的悉心教导。通过为期三个多月的跟班学习,我单位学员不仅收获了生产知识,而且时刻为师傅们的敬业精神,业务能力,奉献意识所感染。培训过程中,学员们不仅与师傅们建立了师生情,更建立了深厚的友谊。
最后,再次感谢贵公司各位领导及全体工人师傅们对xx煤化工液化部新学员培训工作的辛勤付出,对于培训工作给贵公司带来的诸多不便敬请谅解,祝贵公司在日后的生产中再创佳绩,不断发展壮大。
此致
敬礼!
煤化工工艺流程范文5
传统的煤化工是以低技术含量和低附加值产品为主导的高能耗、高排放、高污染、低效益、即“三高一低”行业,这种对资源过度消耗、严重污染环境、粗放的不可持续的发展方式己难以为继。为此,必需适时加速转变煤化工的发展方式,着力推进现代煤化工的发展。
煤化工企业排放废水以高浓度煤气洗涤废水为主,含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质。综合废水中CODcr一般在5000mg/l左右、氨氮在200~500mg/l,废水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等,是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物;砒咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物;难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。
目前国内煤化工废水处理方法主要采用生化法,生化法对废水中的苯酚类及苯类物质有较好的去除作用,但对喹啉类、吲哚类、吡啶类、咔唑类等一些难降解有机物处理效果较差,使得煤化工行业外排水CODcr难以达到一级标准。
同时煤化工废水经生化处理后又存在色度和浊度很高的特点(因含各种生色团和助色团的有机物,如3-甲基-1,3,6庚三烯、5-降冰片烯-2-羧酸、2-氯-2-降冰片烯、2-羟基-苯并呋喃、苯酚、1-甲磺酰基-4-甲基苯、3-甲基苯并噻吩、萘-1,8-二胺等)。
因此,要将此类煤气化废水处理后达到回用或排放标准,主要进一步降低CODcr、氨氮、色度和浊度等指标。
煤化工废水处理方法
煤化工废水治理工艺路线基本遵行“物化预处理+A/O生化处理+物化深度处理”,以下做简单介绍。
1物化预处理
预处理常用的方法:隔油、气浮等。
因过多的油类会影响后续生化处理的效果,气浮法煤化工废水预处理的作用是除去其中的油类并回收再利用,此外还起到预曝气的作用。
2生化处理
对于预处理后的煤化工废水,国内外一般采用缺氧、好氧生物法处理(A/O工艺),但由于煤化工废水中的多环和杂环类化合物,好氧生物法处理后出水中的COD指标难以稳定达标。
为了解决上述问题,近年来出现了一些新的处理方法,如PACT法、固定床生物膜反应器(FBBR)、厌氧生物法,厌氧-好氧生物法等:
1)、改进的好氧生物法
(1)PACT法
PACT法是在活性污泥曝气池中投加活性炭粉末,利用活性炭粉末对有机物和溶解氧的吸附作用,为微生物的生长提供食物,从而加速对有机物的氧化分解能力。活性炭用湿空气氧化法再生。
(2)固定床生物膜反应器(FBBR)
FBBR技术可应用于高浓度煤化工废水的处理,也可应用于后续的深度处理回用单元。
2)、厌氧生物法
一种被称为上流式厌氧污泥床(UASB)的技术用于处理煤化工废水。该法所用的反应器是由荷兰的G.Lettinga等于1977年开发成功的,废水自下而上通过底部带有污泥层的反应器,大部分的有机物在此被微生物转化为CH4和CO2在反应器的上部。设有三相分离器,完成气、液、固三相的分离。
另外,活性炭厌氧膨胀床技术也被用于处理煤化工废水,该技术可有效地去除废水中的酚类和杂环类化合物。
3)、厌氧-好氧联合生物法
单独采用好氧或厌氧技术处理煤化工废水并不能够达到令人满意的效果,厌氧和好氧的联合生物处理法逐渐受到研究者的重视。
煤化工废水经过厌氧酸化处理后,废水中有机物的生物降解性能显著提高,使后续的好氧生物处理CODcr的去除率达90%以上。其中较难降解的有机物萘、喹啉和吡啶的去除率分别为67%,55%和70%,而一般的好氧处理这些有机物的去除率不到20%。采用厌氧固定膜-好氧生物法处理煤化工废水,也得到了比较满意的效果。
3深度处理
煤化工废水经生化处理后,出水的CODcr、氨氮等浓度虽有极大的下降,但由于难降解有机物的存在使得出水的COD、色度等指标仍未达到排放标准。因此,生化处理后的出水仍需进一步的处理。深度处理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技术、吸附法催化氧化法及反渗透等膜处理技术。
1)、混凝沉淀
沉淀法是利用水中悬浮物的可沉降性能,在重力作用下下沉,以达到固液分离的过程。其目的是除去悬浮的有机物,以降低后续生物处理的有机负荷。
在生产中通常加入混凝剂如铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺等来强化沉淀效果,此法的影响因素有废水的pH、混凝剂的种类和用量等。
2)、固定化生物技术
固定化生物技术是近年来发展起来的新技术,可选择性地固定优势菌种,有针对性地处理含有难降解有机毒物的废水。
经过驯化的优势菌种对喹啉、异喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高2-5倍,而且优势菌种的降解效率较高,经其处理8h可将喹啉、异喹啉、吡啶降解90%以上。
3)、高级氧化技术
由于煤化工废水中的有机物复杂多样,其中酚类、多环芳烃、含氮有机物等难降解的有机物占多数,这些难降解有机物的存在严重影响了后续生化处理的效果。
高级氧化技术是在废水中产生大量的HO.自由基HO.自由基能够无选择性地将废水中的有机污染物降解为二氧化碳和水。高级氧化技术可以分为均相催化氧化法、光催化氧化法、多相湿式催化氧化法以及其他催化氧化法。具体参见更多相关技术文档。
催化氧化法可以应用在煤化工废水处理工艺的前段,去除部分COD和增强废水的可生化性,但存在消耗量大,运行不经济的问题,因此该技术在后续的深度处理单元中应用可以获得更好的经济性和降解效果。
4)、吸附法
由于固体表面有吸附水中溶质及胶质的能力,当废水通过比表面积很大的固体颗粒时,水中的污染物被吸附到固体颗粒(吸附剂)上,从而去除污染物质。该方法可取得较好的效果,但存在吸附剂用量大,费用高产生二次污染等问题,一般适合小规模污水处理应用。
废水处理工艺基本要求
1技术成熟、经济合理的原则进行总体设计,力求节能降耗、工程投资低、运行成本低、操作管理方便、工艺技术先进成熟的废水处理工艺流程。
2工艺流程做到稳定、高效、抗冲击负荷能力强,运行灵活、设备布置合理结构紧凑;
3设备选型、匹配得当,运行稳定可靠,性价比高,维护保养简单,使用寿命长;
4采用现代化自控技术,设置必要的监控仪表,实现自动化管理,提高管理水平;
煤化工工艺流程范文6
【关键词】新型煤化工;技术现状;发展思路
0.前言
煤化工可分为传统煤化工和新型煤化工。传统的煤化工主要用来发电、炼焦和作为工业燃料以及合成氨、尿素、甲醇、甲醛、乙酸、电石和乙炔衍生物(氯乙烯、醋酸乙烯、1,4-丁二醇)等。新型煤化工包括煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制天然气和煤制二甲醚[1]。
1.新型煤化工的技术现状
1.1煤制油的技术现状
煤液化技术在科学上称为煤基液体燃料合成技术,按合成工艺的不同,煤制油可以分为煤直接液化燃油和煤间接液化燃油2种。
(1)煤直接液化燃油:
煤直接液化燃油是指先将煤磨成煤粉,然后通过高温(400℃以上)、高压(10Mpa 以上),在催化剂的作用下加氢裂解,转化成液体燃油[2]。目前,国际上已开发出的煤加氢液化工艺有10多种,比较有代表性的有日本的NEDOL工艺、德国的IGOR工艺、美国的HTI 工艺。3 种工艺中,比较成熟可靠的是德国的IGOR工艺,其转化率能达到97%[3]。神华集团在20世纪末开始开发煤直接液化工艺,该项目引进美国碳氢技术公司煤液化核心技术,并进一步进行了调整与改进,将储量丰富的神华优质煤按照国内的常规工艺直接转化了柴油。
(2)煤间接液化燃油煤间接液化燃油是指先将煤转化成合成气(CO和H2),然后在一定温度、压力及催化剂的作用下合成生产出的煤油。目前,已经工业化的煤间接液化技术只有南非SASOL的F-T合成技术和荷兰Shell公司的SMDS技术[4]。
1.2煤制烯烃的技术现状
煤基制烯烃工艺路线为:粉煤在高温、高压条件下气化成主要成分为CO和H2的粗合成气,再经过变换及净化工序合成粗甲醇,粗甲醇精制除去水、二甲醚、甲酸甲酯等轻于甲醇的低沸点物质得到精甲醇,最后将精甲醇转化为低碳烯烃。当前,国外开发研究比较成功的甲醇制烯烃工艺主要有美国环球石油公司和挪威海德鲁公司共同开发的甲醇制烯烃(MTO)技术以及德国Lurgi公司的甲醇制丙烯(MTP)技术,而国内主要有中国科学院大连化学物理研究所(简称大连化物所)的甲醇经二甲醚制低碳烯烃(DMTO)技术、中国石油化工股份有限公司的甲醇制烯烃(SMTO)技术以及清华大学循环流化床甲醇制丙(FMTP)技术。目前,国内已建成的煤制烯烃项目主要有神华包头煤化工有限公司煤制聚烯烃项目、大唐国际发电股份有限公司煤制聚丙烯项目和神华宁夏煤业集团煤制聚丙烯项目[5]。
1.3煤制乙二醇的技术现状
煤制乙二醇技术是将煤制成合成气,再以合成气中的一氧化碳(CO)和氢气(H2)为原料制取乙二醇。目前,我国在世界上已率先实现了煤制乙二醇(CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇)成套技术的工业化应用。而国外技术未能实现工业化,其原因在于没能获得核心催化剂的关键制备技术和工业一氧化碳深度脱氢净化等系列关键工艺和技术,以及关键单元的技术集成[6]。
1.4煤制天然气的技术现状
煤制天然气的主要工艺流程为:煤气化生产合成气,合成气通过一氧化碳变换和净化后,经过甲烷化反应生产天然气。整个工艺在技术上是成熟的,现在国内外有关学者和公司将研发重心放到了气化技术的革新上[7]。煤制天然气的气化工艺[8]可分为蒸汽- 纯氧气化,加氢气化和催化蒸汽气化三种工艺。煤制天然气的另一核心技术是甲烷化工艺。目前国内还没有掌握大型合成气甲烷化工艺,主要技术要向国外公司购买。目前使用的甲烷化技术主要是托普索甲烷化循环工艺技术和DAVY 公司的甲烷化技术[9]。
1.5煤制二甲醚的技术现状
二甲醚的生产工艺路线很多,目前工业上应用的主要是甲醇脱水工艺和合成气直接合成二甲醚工艺。甲醇脱水法先由合成气制得甲醇,然后甲醇在固体催化剂作用下脱水制得二甲醚,甲醇脱水法又分为甲醇气相催化脱水法和液相催化脱水法;合成气一步法以合成气( CO+H2)为原料,合成甲醇和甲醇脱水反应在同一反应器中完成,同时伴随CO的变换反应,一步法多采用双功能催化剂[10]。
甲醇气相催化脱水法是目前国内外使用最多的二甲醚工业生产方法。合成气一步法合成二甲醚工艺主要有日本NKK 公司的液相一步法新工艺、大连化学物理研究所的固相新工艺、美国空气化学品公司浆态床一步法合成二甲醚工艺等。
2.新型煤化工产业发展思路
新一代煤化工技术是指以煤气化为龙头,以碳—化工技术为基础,合成、制取各种化工产品(和燃料油)的煤炭洁净利用技术。我国新型煤化工发展的总体思路与重点发展新型煤化工,应坚持与传统煤化工结构调整相结合,坚持提高效益与节能减排相结合[11]。
2.1 以清洁能源为主要产品
新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主,如汽油、柴油、液化石油气、航空煤油、聚丙烯原料、乙烯原料、电力、替代燃料(甲醇、二甲醚)、热力等,以及煤化工独具优势的特有化工产品,如芳香烃类产品。
2.2 推进煤-电-热-化一体化发展
新型煤化工是未来中国能源技术发展的战略方向,我们要切实扭转煤化工项目生产单一产品的单纯煤化工发展模式,着力发展煤-电-化-热一体化,实现煤化工与电力、热力联产和负荷的双向调节。紧密依托于煤炭资源的开发,并与其它能源、化工技术结合,探索煤化工产品、副产物的综合利用, 如二氧化碳制绿藻、煤渣制氧化铝、合成油产品综合利用等,形成煤炭—能源化工一体化的新兴产业。
2.3 建设大型企业和产业基地
新型煤化工发展将以建设大型企业为主,包括采用大型反应器和建设大型现代化单元工厂,如百万吨级以上的煤直接液化、煤间接液化工厂以及大型联产系统等。在建设大型企业的基础上,形成新型煤化工产业基地及基地群。每个产业基地包括若干不同的大型工厂,相近的几个基地组成基地群,成为国内新的重要能源产业[12]。 [科]
【参考文献】
[1]杨卫兰.我国新型煤化工发展现状及前景分析[J].石油化工技术与经济,2012,28(5):22-26.
[2]郝剑虹,高海洋,张富兴.煤制油技术在我国的发展现状[J].北京汽车,2010(2): 43-46.
[3]钱伯章,朱建芳.对中国煤制油的冷静思考[J].炼油技术与工程,2006(7):5-9.
[4]张玉卓.中国煤炭液化技术发展前景[J].煤炭科学技术,2006(1):19-22.
[5]李丽英,田广华.煤基甲醇制烯烃技术及产业发展现状[J].合成树脂及塑料,2013,30(4):75-79.
[6]钱伯章.煤制乙二醇技术与应用[J].精细化工原料及中间体,2012(10 ):35-41.
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mental Implications,and EconomicsClimate Change Policy Partnership Duke University,January,2009.
[9]刘志光,龚华俊,余黎明.我国煤制天然气发展的探讨[J].煤化工,2009,14(2):1-5.
[10]田广华,宋彩霞.煤化工产品工艺路线[J].现代化工,2012,32(2):6-8.