印染废水的处理方法有哪些?
如果是方法的话就很多了,我之前开题报告有写过。。。
印染废水先经过格栅、筛网、沉砂、调节水量及水质、降温等预处理,以除去悬浮物和可直接沉降的杂质,改善废水水质,确保后期处理的进行。预处理只是把废水中的悬浮物和浮石渣除去,要达到排放或回用标准,还需要经过一系列的深度处理,进而除去印染废水中的有机物、色素及其他杂质。深度处理的方法主要有:物理化学法、化学法和生物法。
物理法
吸附法
吸附法在印染废水处理中应用较多。这种方法是将废水通过由活性炭、硅藻土、粉煤灰等吸附剂组成的滤床,废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去,从而达到净化水质的目的。吸附法适合于低浓度印染废水以及印染废水的深度处理。
超声波
超声波技术是指频率在15 kHz 以上的声波,在溶液中以一种球面波的形式传递,产生声空化现象,激化液体中微小泡核,表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程,引发相应的物理、化学变化,从而使废水中浊度、COD、苯胺含量等随之下降,进而起到降低废水中有机物浓度的作用。然而单独使用超声处理废水,受到处理量小、效率低、设备成本高等因素的限制,难以实现工业化生产。
生物法
(1)活性污泥法
活性污泥法用于印染废水的处理已经有相当长的时间。由于印染废水中很多染料和染色助剂很难生物降解,因此采用单一的活性污泥法处理印染废水,其对色度的去除率很低。
(2)生物炭法
生物炭法是一种新型的水处理工艺,它将生物降解和活性炭吸附相结合,同时发挥了生物法处理效率高,运行费用低及活性炭处理程度高的特点,具有广阔的应用前景。
化学法
(1)混凝法
混凝法由于工艺流程简单,操作管理方便,设备投资少,占地面积小,对印染废水中的不溶性染料和大分子有机物有很好的去除效果,而成为印染废水的常用处理方法之一。但混凝法对可溶性染料的去除效果差,同种絮凝剂对不同的印染废水会有不同的处理效果,运行费用较高,泥渣量多且脱水困难,会造成二级污染,制约了混凝法被进一步广泛地应用于印染废水的处理。
(2)臭氧 氧化法
臭氧用于印染废水处理有很好的脱色作用,因为染料显色是由其发色基团引起,臭氧由于具有很强的氧化性,可将这些基团氧化分解,使其失去显色能力。臭氧氧化的主要优点是臭氧发生器简单紧凑、占地少、容易实现自动化控制。主要缺点是处理成本高,不适合大流量废水的处理,因而不适合大规模推广使用。
(3)光催化氧化:在印染废水的处理中,光催化氧化法也是广泛研究的热点。目前常用的催化剂主要有TiO2、H2O2、O3 等,在太阳光或紫外光的照射下,促使催化剂的能级发生跃迁,产生活性很强的自由基,与废水中的有机污染物发生氧化还原反应而达到去除污染物的目的。
电化学氧化:电化学氧化用于印染废水的处理,有很好的脱色效果。但由于电化学反应过程耗电量大,因此,该工艺运行成本较高[
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主要特征:
低速搅拌,重力澄清,物料仃留时间长。
选择适合的重相溢流堰可保证槽子的稳定操作。
为改变混合效率,涡轮的转速和插入液体的深度可以调节。
可灵活确定级数,设备造价低,易于加工。
每一级易于取样,经化学分析后可取得两相的物料浓度分配。
用途:以上两种设备皆适用
混合澄清槽
混合澄清槽
湿法冶金、石油、化工、制药、环保、核工业等部门。
实验室、中间试验、工业生产的规模。
硫酸、盐酸、硝酸、碱、有机溶剂等介质。
净化、提取、分离的萃取、洗涤、反萃取过程。
污水处理中收集的污油经脱水罐脱水后送至储运罐区;分离出的油泥、浮渣经浓缩脱水后送至焦化装置;剩余活性污泥经浓缩脱水和离心机脱水后外运处理;运行中产生废气经加盖封闭收集后进行生物处理排放大气。
全厂雨水分三个独立系统(厂前区雨水、可能含油雨水和储运区雨水)分别将雨水收集到雨水监控设施,若合格分别经泵提升至外排系统,若不合格则提升至含油污水系列进行处理。
含油污水处理系列设计处理能力为400m3/h;
含盐污水处理系列设计处理能力为200m3/h;
三泥浓缩脱水设施的设计处理能力为12m3/h;
雨水监控池的有效容积约为45000m3;
废气处理系统设计处理能力为16000m3/h。
1.2工艺原理
1.2.1调节罐
调节罐利用其本身的容积暂时储存超过后续工艺处理能力的部分污水,或利用罐内空余容积稀释高浓度污水,使后续处理工艺的水质、水量得到调节,保证操作的平稳。
在罐内设有浮动环流收油器,压力流污水进入罐内,经软管送至浮动收油器环管,环管上设有呈一定角度出水的布水系统,水流喷出后流向罐中心,形成环流,油水进入中央收油箱,完成第一次分离。收油箱中上部油层达到一定厚度后,油层溢流进入中心漏斗,再经软管排至调节罐出油管道,完成第二次分离,中央漏斗利用同质量油和水的密度差,保证只排油不排水,油箱下部的水流回调节罐。收油器通过浮筒沿罐周边导轨随液面浮动,在水位较低时,收油器放在罐底支撑架上。充分利用调节罐较大的表面积收油,同时对调节罐的容积没有太大的影响,实现污水的第一次除油。
1.2.2油水分离器
油水分离器由以下几个工作区组成:进水缓冲区、粗粒化区、油水分离及排油区、出水稳定区。
进水缓冲区:污水提升进入缓冲区,通过突然扩大的流水断面,降低进水流速对粗粒化区水体的冲击,同时油水可进行预分离。
粗粒化区:利用填料对油和水的不同吸附力增加污水中微小油珠的碰撞几率和时间,增大污水中油珠粒径,粗粒化后污水经配水装置均匀进入油水分离及排油区。
油水分离及排油区:该区分两级,分离区设有斜管,油水及悬浮物进行斜管分离,分离污油进入容器顶部集油包,油位控制排油,排油区的油水界面仪检测到设定油位时,排油阀自动打开排放污油至污油池;少量沉降污泥通过排污阀定时人工排放。
出水稳定区:污水完成油水分离进入出水稳定区,确保装置均匀出水,同时维持设备内水流保持相对恒定。
1.2.3涡凹气浮
涡凹气浮主要有曝气区、气浮区、回流系统、刮渣系统及排水系统等几部分组成,其工作原理为:加入混凝剂和助凝剂的污水经混凝后,首先进入装有涡凹曝气机的曝气区,通过底部的中空叶轮的快速旋转在水中形成了一个负压区,此时水面上的空气通过中空管道抽送至水下,并在底部叶轮快速旋转产生的三股剪切力的作用下,把空气粉碎成微气泡,微气泡与污水中的固体污染物有机地结合在一起上升到液面。到达液面后固体污染物便依靠这些微气泡支撑浮在水面上,通过刮渣机将浮渣刮入浮渣收集槽,净化后的水由溢流槽溢流出,完成处理过程。
回流管道从曝气区底部沿着气浮区的底部伸展,因涡凹曝气机的作用,在曝气区底部存在一个负压区,会使废水从气浮区底部回流至曝气区,然后在微气泡的作用下又返回气浮区,实现回流。同时空气中的氧气也进入了水中,可将水中的有害物进行氧化,以达到净化污水的目的。
1.2.4溶气气浮
溶气气浮采用部分回流加压溶气浮选工艺,加入混凝剂和助凝剂的污水在反应室充分搅拌混合后,进入接触室在溶气水作用下至分离室完成水与浮渣的分层,进入出水室。出水室部分水经泵提升加压与压缩空气送入溶气罐中,溶气罐内的空气在0.3~0.5MPa的压力条件下溶入水中达到饱和状态,再经过溶气释放器,将饱和状态溶气水瞬间减压至常压状态,溶入水中的空气形成10~30μm直径的气泡释放出来,这种微小气泡在上浮过程中能附着在油粒、疏水性的悬浮固体或胶体的表面,形成夹气矾花而浮升至水面,随水流流至分离室末端,被刮渣机从水面刮走,完成污水与浮渣分离。
1.2.5均质罐
均质罐的作用是均匀水质,即将不同时间、不同组分、不同浓度的污水进行混合,以得到较均匀的水质和恒定流量,同时消耗气浮来水中溶解氧含量以满足A段溶解氧要求。均质混合方式一般有两种: 一种是利用外动力使废水搅拌混合(机械搅拌、空气搅拌、水泵强制循环)。另一种利用差流方式使废水自行混合。本装置均质罐采用差流方式。
1.2.6含油污水A/O生物处理
含油污水生化采用缺氧-好氧生化处理工艺。通过在曝气池创造好氧和缺氧的环境,利用活性污泥中自养型硝化菌和异养型兼性反硝化菌的共同作用,实现氮的形式转化。生化池O段的主要作用是完成碳化和硝化反应,大部分有机物在好氧菌作用下分解为CO2和H2O,并将NH3-N氧化为NO3-N和NO2-N,为保证硝化反应顺利进行,需控制pH值偏碱性,由于原水碱度不足,要往池中投加NaHCO3或NaOH以保证混合液的剩余碱度。生物脱氮一般需要经过硝化反应和反硝化反应两个步骤完成。
1.2.6.1 硝化反应
硝化反应是一个两步过程,分别利用两类微生物——亚硝化菌和硝化杆菌。这两类细菌统称为硝化菌。第一步是亚硝化菌将NH4+氧化成NO2ˉˉ,然后再经第二步由硝化杆菌将NO2ˉ氧化成NO3ˉ的过程。这两个反应过程都释放能量,硝化菌就是利用这些能量合成新的细胞体和维持正常的生命活动。硝化作用的程度是生物脱氮的关键。
2NH4++3O2 2NO2ˉ+4H++2H2O+ Q
2NO2ˉ+O2 2NO3ˉ+ Q
NH4++2O2 NO3ˉ+2H++H2O+ Q
从反应式中我们可以看出,硝化反应的整个反应过程耗去大量的氧。每硝化1g氨氮所需4.75g氧。此外硝化反应的结果还生成强酸(HNO3),会使运行环境的酸性增强,由于原水碱度不足,要往池中投加NaHCO3或NaOH以保证混合液的剩余碱度,控制pH值偏碱性,所以在运行中加以调整。为使硝化反应顺利进行,应采用低有机负荷运行,延长曝气时间,关键是污泥的停留时间,亦即污泥的泥龄。采取2/3曝气池容积为好氧区构筑形式,满足污泥的停留时间。
1.2.6.2 反硝化反应
反硝化反应是反硝化菌异化硝酸盐的过程,即由硝化菌产生的硝酸盐和亚硝酸盐在反硝化菌的作用下,被还原为氮气后从水中溢出的过程。大多数反硝化菌是异养的兼性菌,所以反硝化过程要在缺氧状态下进行。溶解氧的浓度控制在0.2~0.5mg/l,否则反硝化过程的速率就要减缓。控制曝气池溶解氧浓度达到反硝化菌生长适合的环境。它能利用各种各样的有机基质作为反硝化过程中的电子共体。反硝化反应包括同化反硝化和异化反硝化,反应过程为:
同化反硝化按下述步骤完成
NO3ˉNO2 X NH2OH 有机氮(菌体组成)
异化反硝化按下述二个步骤完成,第一步由硝酸盐转化为亚硝酸盐,第二步由亚硝酸盐转化为二氧化碳、氮气和无机盐。
6NO3ˉ + 2CH3OH 6NO2ˉ + 2CO2 + 4H2O
6NO2ˉ + 3CH3OH3N2 + 3CO2 + 3H2O + 6OHˉ
即:6NO3ˉ + 5CH3OH 5CO2 + 3N2 + 7H2O + 6OHˉ
在硝化反应过程中耗去的氧能被回收并重复利用到反硝化反应过程中,每还原1gNO3ˉ可提供2.86g氧,使有机基质氧化。反硝化过程还会产生碱度,可使硝化反应所耗去的碱度有所弥补。在反硝化阶段,不仅可使氮化合物被还原,而且还可使有机碳化物得到氧化分解。因此,反硝化作用将同时起到去碳、脱氮的效果。
1.2.7含盐污水生化处理
含盐污水采用活性污泥法,利用活性污泥在有氧环境中各类微生物(主要是细菌)的新陈代谢作用,通过呼吸、繁殖的过程,将污水中的各类有机物氧化分解,还可将污水中的胶体颗粒通过絮凝作用而除去。活性污泥法除去污染物通过以下过程完成:
1.2.7.1初期吸附及水解作用
由于活性污泥表面积很大(2000-10000m2/m3),又具有多糖类粘层,因此,与污水接触后几分钟内,污水中的悬浮物和胶体便被絮凝和吸附去除,该阶段称为第一阶段——吸附阶段。此时有机物(COD,更确切的说应该是BOD)只是作为一种备用的食物来源被储存在微生物细胞表面。然后将大分子有机物如碳水化合物、蛋白质和脂肪等进行水解,把它们转化为小分子的简单化合物,进而进一步被微生物吸收、分解。一部分转化为无机物,如CO2、H2O、NH3等;一部分被转化为微生物基质,使微生物得到繁殖,进入第二阶段——氧化分解阶段。
1.2.7.2有机物的分解、氧化
该阶段主要是活性污泥继续分解氧化在第一阶段吸附和吸收的有机物,同时也继续吸附在第一阶段未来得及吸附和吸收的残余物质,主要是溶解性物质。这个阶段进行得相当缓慢,比第一阶段所需的时间长的多。曝气池的大部分容积都用在有机物的氧化和微生物细胞质的合成上。
1 好氧微生物生化反应过程可简略如下:
(1)有机碳的氧化
[C](有机碳)+O2+微生物(酶)→CO2+H2O+Q
(2)有机胺的氧化
[N](有机胺)+O2+微生物(酶)→CO2+NH3+H2O+Q
(3)有机硫或无机硫的氧化
[S](有机硫或无机硫)+O2+微生物(酶)→CO2+SO2+H2O+Q
上述三个过程的结果使污水中的有机物有机胺有机硫和无机硫得到处理,从而使污水得
以净化。
2 同化合成(细胞的增殖)
[C](有机物)+O2+微生物(酶)→[C](增殖的微生物)
此过程使微生物得到繁殖,即使活性污泥得到增长。
3 内源呼吸
微生物细胞在缺乏营养物质的条件时,为了获得其生存所需能量,要消耗一部分细胞原
生质进行氧化,即内源呼吸:
[C](微生物)+O 2+微生物(酶)→CO2+NH3+H2O+Q
此过程使微生物的总量减少,即活性污泥的量减少。
1.2.8二沉池
二沉池采用中心管进水周边出水的辐流式沉淀池,来自曝气池的泥水混合液由二沉池底部进入中心管,经过中心管周围的整流板整流后均匀地向四周辐射流动。由于污泥和水的密度差形成异重流,密度小的上清液经设在二沉池周边的出水堰溢流而出。活性污泥沉淀到池底,被缓缓转动的刮泥机刮板刮到池底中心集泥斗中,重力流入污泥回流池再经泵提升回流曝气池。水面的浮渣被刮渣板刮到排渣斗中,自流至浮渣池。
1.2.9混凝反应池、沉淀池
1.2.9.1混凝反应池
反应池分为混合段和三级反应段,投加在混合段的絮凝剂在搅拌机的作用下迅速扩散与污水均匀混合,絮凝剂的双电层压缩和电中和机理使水中悬浮物颗粒失去稳定性而相互结合生成微小絮粒。经过三级反应段进一步搅拌,微小絮粒在絮凝剂吸附架桥和沉淀网捕机理作用下,逐渐长大为大絮体,一同流入沉淀池进行分离。
1.2.9.2 沉淀池(同二沉池)
1.2.10流砂过滤器
流砂过滤器基于逆流原理。待滤水通过设备上部的进水管再经中心管流到设备内底部,通过入流分配器而进入砂床底部,水流向上流过滤层而被净化,滤后水从设备上部出水口排出;夹带过滤杂质的砂粒从设备锥形底部通过空气提升泵被提升到设备顶部洗砂器;砂粒的清洗在空气提升泵提升过程中就已经开始:紊流混合作用使截流污物从砂粒中剥离下来;进入洗砂器的砂粒由于重力作用而向下自动返回砂床,同时,一股小流量的滤后水被引入洗砂器内并与向下运动的砂粒形成错流而起到清洗作用;清洗水也通过设在设备上部的清洗水出水口排出;被清洗后的砂粒返回砂床形成整个砂床的向下缓慢移动,从而构成流砂过滤器的原理。
流砂过滤器是一种均匀介质的接触式深层过滤器,而且,由于流砂过滤器没有可动部件、24小时连续工作不需停机反冲洗,因此,可有效并平稳保证过滤质量。
1.2.11污泥浓缩脱水
1.2.11.1 污泥浓缩
污泥含水率与污泥体积的关系可用下式表示:
V=V0×{[100SW+P(SS-SW)×(100-P0)]}/{[100SW+P0(SS-SW)]×(100-P)}
式中:
V0---污泥含水率为P0时的体积;
V---污泥含水率为P时的体积;
SS---湿污泥的比重;
SW---水的比重;
P---污泥浓缩后的污泥含水率;
P0---污泥浓缩前的污泥含水率。
由上式可以看出,污水的含水率越高,污泥的体积越大。
污泥浓缩的目的就是为了增稠和减少污泥的体积,为进一步处理和利用作预处理。
污泥浓缩主要有重力浓缩和气浮浓缩两种,重力浓缩又可以分为间歇式和连续式两种。间歇式浓缩池是一种圆形池,底部有污泥斗,将污泥充满浓缩池,静置沉淀及依靠重力使污泥压密浓缩,定期分层排除上清液,污泥从底部泥斗排出。一般间歇式污泥浓缩池不少于两个,一个工作,另一个进泥,两池交替使用。连续式污泥浓缩罐是使浓缩前的污泥连续不断的进入浓缩池,在重力的作用下,固体污泥颗粒自然下沉,在动态条件下,形成了上部的澄清区,中部的阻滞区和下部的压缩区,上部澄清区的上清液可以通过多级脱水阀排出,下部压缩区内的浓缩污泥利用底部排泥阀连续不断的排出,从而使污泥浓缩连续进行。青岛炼化采用的是连续式污泥浓缩罐。
1.2.11.2污泥脱水
⑴污泥脱水的方法
主要有自然干化、机械脱水和热预处理等。
⑵机械脱水的预处理
目的是改善污泥的脱水性能,提高脱水设备的生产能力,其方法有化学调理法、淘洗法、热处理法和冷冻法。
化学调理法主要是向污泥中投加混凝剂、助凝剂等,使污泥凝聚,提高脱水性能。混凝剂有无机混凝剂与高分子聚合电解质,前者包括铝盐、铁盐两类;后者包括有机合成高分子聚合电解质(如聚丙稀酰胺PAM),无机高分子混凝剂(如聚合氯化铝PAC)。
⑶机械脱水
机械脱水的方法有真空吸滤法、压滤法、离心法,主要设备有真空过滤器、板框压滤器、带式过滤器、离心机等。
青岛炼化使用脱水机械为离心机脱水机,其基本原理如下:
经过沉淀浓缩以后的污泥与稀释成一定浓度的高分子絮凝剂在管道混合器中混合后,污泥中的悬浮固体微粒絮凝成絮状团块,并分离出自由水。悬浮液通过空心螺旋杆中央的进料管进入转鼓。由于离心力的作用,使得污泥脱离进料管后立即被甩向转鼓内壁,密度较大的污泥颗粒沉积于转鼓内壁形成污泥层,而密度小的液相在污泥层上形成液环层,实现泥水分离。沉积污泥由螺旋推向排渣口甩出。液相则通过溢流堰溢出。
1.2.12废气处理
废气处理采用生物膜法。废气从收集系统经引风管首先进入预处理段进行增湿、温度调节、除尘后进入硫生物、烃生物处理段。在与水(液相)接触过程中,由于气相和液相的浓度差以及污染物在液相的溶解性能,使得污染物从气相进入液相(或液膜内)。进入液相或固体表面生物层(或液膜)的污染物被微生物吸收(或吸附),在微生物代谢过程中作为能源和营养物被分解、转化成无害、简单物质。通过风机抽送排放,从而达到脱臭的目的。
生物降解的反应式为:
异(臭)味污染物 + O2 细胞物质 + CO2 + H2O
生物填料在使用前,需接种驯化一定量的专性微生物菌种。微生物在环境条件变化后一部分会死亡,一部分能继续生存。生存下来的微生物经过短时间繁殖,能发展成为优势菌。因此,能耐冲击负荷,当污染物的浓度上升后,短时间内处理效果下降,但是能很快恢复正常。在废气浓度很低时,营养液循环箱中的营养液由循环泵均匀的喷淋在生物填料上,供微生物吸取营养物质,生长繁殖。
1.2.13雨水监控池
来自清净雨水系统、可能含油雨水系统、储运区及齐润油库雨水,自流进入雨水监控区的格栅提升池。格栅采用机械格栅,斜置在格栅提升池的渠道上,用以拦截废水中较大的悬浮物或漂浮物,如纤维、碎皮、树木、木屑、破布条、塑料制品及生活垃圾。否则,这些杂物进入系统后,将会使工艺管路,机泵等设备堵塞,导致系统不能正常运行。另外也加大了后续设施构筑物的负荷。经过格栅池后的雨水,在正常情况下,直接提升加压后排放至市政排洪沟排海。特殊情况下,如:罐区火灾事故或泄漏事故时,这部分雨水可提升到雨水监控池,通过浮式收油糟收油后监控,再根据水质情况决定直接排放或送回污水处理场处理。
1.2.14主要化学药剂原理和作用
污水场常用的药剂主要有:混凝剂、助凝剂、pH值调整剂、营养剂、消毒剂、污泥调理剂等。
1.2.14.1混凝剂
在水处理中,能够使水中胶体微粒相互黏结和聚结的这类物质,称为混凝剂。混凝剂一般分为无机混凝剂和有机混凝剂。污水场使用的无机混凝剂---聚合铝(PAC),作为浮选剂投加至一、二级浮选设备;有机混凝剂---聚丙烯酰胺(PAM),作为絮凝剂投加至混凝沉淀池。
⑴聚合铝(PAC)又称碱式氯化铝,分子式:Aln(OH)mC13n-m 。
作用机理:投入废水中聚合铝,首先水解产生正离子Al3+和负离子CI-。
AlC13Al3+ +CI-
Al3+是高价离子,增加水中离子浓度,在带电荷的胶体微粒吸引下,双电层被压缩,使带电胶体微粒趋向电中和,消除了静电斥力,降低悬浮物稳定性,经过相互碰撞,结合为较大的颗粒。Al3+水解最后生产胶体Al(OH)3 。
Al3++3H2O Al(OH)3 +3H+
胶体Al(OH)3有长的条形结构,表面积大、活性高,能吸附水中悬浮颗粒,通过吸附架桥使呈分散状态的颗粒形成网状结构,成为粗大絮凝体(矾花),使悬浮物沉淀或浮于水面。
⑵聚丙烯酰胺(PAM) 是由丙烯酰胺聚合而成的有机高分子聚合物,无色、无味,易溶于水,没有腐蚀,分子式:(—CH2 —CH—)n。
CONH2
作用机理:聚丙烯酰胺有很长的分子链,聚丙烯酰胺在碱类的作用下,发生水解反应,水解后聚丙烯酰胺使呈卷曲状的分子链得以展开拉长,长链在水中形成巨大的吸附表面积,提高架桥能力;另外,聚丙烯酰胺具有极性基因,其酰胺基因易于借氢键作用在胶体颗粒表面吸附;实现吸附架桥作用形成大的颗粒凝体与水体分离。
1.2.14.2助凝剂
在废水的混凝处理中,有时使用单一的絮凝剂不能取得良好的混凝效果,需要投加某些辅助药剂以提高混凝效果。有的助凝剂本身不起混凝作用,起到改善、提高混凝效果;有的则参与絮体生成,改善絮凝体的结构。
污水场一、二级浮选投加聚丙烯酰胺作为助凝剂投加,通过聚丙烯酰胺分子长链所形成吸附表面积和架桥作用,加速混凝效果,加大凝絮颗粒的密度和质量,加强黏结和架桥作用,使凝絮颗粒大且有较大表面积,可充分发挥吸附卷带作用,提高浮选分离效果。
1.2.14.3 pH值调整剂
废水pH调整方法一般有两种:一种利用酸碱废水相互中和,这是一种既简单又经济的方法;另一种是投药中和,通过向废水中投加酸碱液调节pH值,根据处理污水的性质和A/O生化处理工艺对废水碱度的要求,污水场采用投加NaOH或NaHCO3的方式调整pH值,通过与废水酸性物质中和降低废水酸度。反应式如下:
NaOH+HClNaCl +H2O
NaOH+HNO3NaNO3 +H2O
NaOH+H2SO4Na2SO4 +H2O
1.2.14.4营养剂
微生物菌体中元素比例C:N:P=100:5:1。因为所处理炼油厂污水中,其它元素含量较高,而微生物菌体营养元素P含量非常低,几乎接近于零,为了成功的利用生物法处理这些废水,必须使参与分解氧化有机物的微生物获得必要的营养,向废水中补充其所缺乏的营养物满足微生物生长的需要。污水场选用的营养剂为磷酸氢二钠Na2HPO4?12H2O。
1.2.14.5消毒剂
为保证回用水水质要求,控制粪大肠菌落数量,使用优氯净作为消毒剂。消毒剂通常是氧化性杀生剂,是强氧化剂,能氧化微生物体内起代谢作用的酶,从而杀灭微生物,杀死微生物,起到消毒的作用。污水场选择优氯净作为杀菌剂主要是考虑与循环水场选择相同的药剂,便于日后的运行管理。其结构通式为:
1.2.14.6污泥调理剂
污泥调理剂又称脱水剂,可分为无机调理剂和有机调理剂。无机调理剂适用于污泥真空过滤和板框过滤;有机调理剂适用于离心脱水机和带式压滤机脱水。调理剂(脱水剂)与混凝剂、助凝剂的投加量都可以称为加药量。同一种药剂既可以在处理污水时应用为混凝剂,以可以在剩余污泥处理过程中应用为调理剂或脱水剂。
污水场采用有机调理剂——聚丙烯酰胺(PAM),通过中和污泥颗粒表面电荷,并在颗粒间产生架桥作用,使污泥颗粒密实粗大,实现泥水分离。
1.3技术特点
1.3.1通过污污分流的原则将污水分为含盐污水系列和含油污水系列分别进行处理;
1.3.2含油污水系列经深度处理后回用;
1.3.3进水和出水的水质指标实现在线监控调整;
1.3.4调节罐的水质水量调节和除油集成一体,除油过程不受罐位变化影响,保证只收油不收水,节省占地面积;
1.3.5 涡凹气浮具有充气量高、自动内回流,占地省、能耗低的特点;
1.3.6 A/O生化池全池布置曝气器,可按缺氧-好氧方式运行,也可按全氧方式运行,还可调整缺氧好氧容积运行比例。采用接触氧化法与活性污泥法相结合工艺, A段投加K-3型球形填料,直接投放,无须固定,易挂膜,不堵塞,延长污泥停留时间;
1.3.7流砂过滤器的运行与洗砂同时进行,能够24小时连续自动运行,无需停机反冲洗,利用空气泵提砂时松动、吹洗和滤后水洗砂的结构代替了传统大功率反冲洗系统,跑砂量极低;
1.3.8油泥浮渣浓缩脱水后送入焦化处理,节省处理费用。
1.3.9一、二级浮选和生物曝气池加盖封闭,通过废气管网对臭气收集后进行生物处理,改善污水处理场空气环境。
2 工艺过程说明及流程图
2.1工艺过程说明
2.1.1含油污水系列
来自装置系统压力含油污水进入含油污水调节罐,调节罐内设有浮动环流收油器,对含油污水进行除油。调节罐出水用泵提至框架三层的油水分离器,经油水分离后,自流至框架二层涡凹气浮去除部分乳化油后,再自流至框架一层的溶气气浮进一步除油,出水用泵提升至均质罐。均质罐出口通过调节阀调节流量,保证相对恒定流量自流进入A/O生化池,经生物处理后自流进入二沉池进行泥水分离,沉淀污泥经污泥回流泵提升回流至曝气池,二沉池上清液出水进入混凝沉淀池,通过加药进一步去除不易沉降的悬浮物,然后重力流入连续反洗砂滤器,出水经消毒、监控后进入回用水池,达到回用标准的污水水由回用水泵打入全厂回用水系统管网,达不到回用标准则由回用水泵打入或自流进入含盐污水监控池排放,也可用回用水泵提升回流至均质罐或混凝反应池再处理。
外来自流含油污水进入自流含油污水池经自流含油污水泵提升进入调节罐。
外来生活污水进入生活污水池经生活污水泵提升后进入均质罐或进入生化池。
2.1.2含盐污水系列
来自系统含盐污水压力进入含盐污水调节罐,调节罐内设有浮动环流收油器,对含盐污水进行收油。调节罐出水用泵提至框架三层的油水分离器,经油水分离后,自流至框架二层涡凹气浮去除部分乳化油后,再自流至框架一层的溶气气浮进一步除油,出水用泵提升至推流鼓风曝气池处理,处理后污水混合液自流进入二沉池进行泥水分离,沉淀污泥经污泥回流泵提升回流至曝气池,二沉池上清液出水自流进入排放监控池监控,合格污水由排放水泵提升排放至市政管网,进入镰湾河污水处理场继续处理,不合格污水由排放泵打回调节罐再处理。
压力生产废水直接进入含盐污水监控池监控后排放。
压力生产废水直接进入含盐污水监控池。
2.1.3三泥处理
调节罐底排油泥、油水分离器底排油泥、涡凹气浮排浮渣、溶气气浮排浮渣均自流进入油泥浮渣池,经泵提升至油泥浮渣浓缩脱水罐,油泥浮渣经重力浓缩脱水合格后,经油泥浮渣输送泵送入焦化装置处理。浓缩脱水罐经五级脱水阀脱出,脱出的水则排入污水集水池经提升泵进入含盐污水调节罐。
含油、含盐污水的二沉池沉入池底活性污泥,重力流入污泥回流池后经污泥回流泵提升回流至曝气池。可通过污泥回流泵出口管线上的排剩余活性污泥阀,把剩余活性污泥输送至污泥浓缩脱水罐。含油污水深度处理的沉淀池沉入池低污泥,自流进入吸泥池再经污泥提升泵打入污泥浓缩脱水罐。污泥浓缩脱水罐经五级脱水阀脱出,脱出的水则排入污水集水池经提升泵进入含盐污水调节罐。
浓缩脱水罐内的污泥经重力浓缩脱水后,通过罐底部排泥阀再由脱水机进料泵提升至离心脱水机脱水,脱水后污泥由泵送出外运。所脱出水排入集水池经泵提升进入含盐污水调节罐处理。
2.1.4污油、废气处理
调节罐、油水分离器收集的污油自流进入污油池,经污油泵提升至污油脱水罐进行脱水。脱水后的污油用输送泵送至油品罐区的污油罐。
涡凹气浮、溶气浮选、生物曝气池废气加盖收集送至废气处理系统,通过生物处理后由排气筒排放。
设计(论文)题目:年处理量1.0万吨甲苯-水混合液的填料塔的设计
函授站: 专业: 化工工艺 班级:xx
学生: xx 指导教师:
1.设计(论文)的主要任务及目标
塔设计计算:
a塔工艺计算(物料和能量衡算)
b 塔及塔板主要工艺尺寸的设计计算
⑶ 对苯精馏塔的流体力学验算
⑷ 相关辅助设备选型与计算
⑸ 设计结果及分析讨论
2.设计(论文)的基本要求和内容
⑴ 论文内容符合毕业设计撰写规范。
⑵ 数据可靠、真实,具有一定的代表性。
⑶ 计算过程细化、符合规范要求。
⑷ 要求论文图纸包括:生产工艺流程控制图、塔的部分装配图、X-Y图、塔板负荷性能图。
3.主要参考文献
⑴陆美娟.《化工原理》.化学工业出版社.2001年1月第1版
⑵冯伯华.《化学工程手册》第1、2、3、6卷.化学工业出版社.1989年10月第1版
⑶包丕琴.《华工原理课程设计指导书》.北京化工大学化工原理教研室.1997年4月
⑷陈洪钫.《化工分离过程》.化学工业出版社.1995年5月第1版
⑸陈钟秀.《化工热力学》.化学工业出版社.1993年11月第1
关键词:回流比、精馏、泡点进料、设备、试差
目 录
前言........................................(7)
第1章 精馏方案的说明.......................(7)
第1.1节 操作压力............................(7)
第1.2节 进料状态............................(8)
第1.3节 采用强制回流(冷回流)...............(8)
第1.4节 塔釜加热方式、加热介质..............(8)
第1.5节 塔顶冷凝方式、冷却介质..............(8)
第1.6节 流程说明............................(8)
第1.7节 筛板塔的特性........................(9)
第1.8节 生产性质及用途......................(9)
第1.9节 安全与环保..........................(11)
第2章 烯烃加氢饱和单元分析.................(12)
第2.1节 反应机理及影响因素分析
第2.2节 物料平衡
第2.3节 能量平衡
第3章 精馏塔设计计算.......................(12)
第3.1节塔的工艺计算.......................(12)
第3.2节塔和塔板主要工艺尺寸的设计计算.....(25)
第4章 塔的流体力学验算.....................(31)
第4.1节校核................................(31)
第4.2节负荷性能图计算......................(34)
第5章 辅助设备选型计算.....................(39)
第5.1节换热器的计算选型....................(39)
第5.2节 管道尺寸的确定.....................(44)
第5.3节 原料槽、成品槽的确定................(45)
第6章 设计结果概要及分析讨论...............(45)
第6.1节数据要求............................(45)
第6.2节设计特点............................(46)
第6.3节 存在的问题.........................(46)
参考文献....................................(47)
符号说明.....................................(48)
附录1.......................................(52)
附录2.......................................(52)
附录3.......................................(52)
附录4.......................................(52)
前言
本论文是针对工业生产中苯-甲苯溶液这一二元物系中进行苯的提纯精馏方案,根据给出的原料性质及组成、产品性质及组成,对精馏塔进行设计和物料衡算。通过设计核算及试差等计算初步确定精馏塔的进料、塔顶、塔底操作条件及物料组成。同时对精馏塔的基本结构包括塔的主要尺寸进行了计算和选型,对塔顶冷凝器、塔底再沸器、相关管道尺寸及储罐等进行了计算和选型。在计算设计过程中参考了有关《化工原理》、《化学工程手册》、《冷换设备工艺计算手册》、《炼油设备基础知识》、《石油加工单元过程原理》等方面的资料,为精馏塔的设计计算提供了技术支持和保证。
通过对精馏塔进行设计和物料衡算等方面的计算,进一步加深了对化工原理、石油加工单元过程原理等的理解深度,开阔了视野,提高了计算、绘图、计算机的使用等方面的知识和能力,为今后在工作中进一步发挥作用打下了良好的基础。
第1章 精馏方案的说明
本精馏方案适用于工业生产中苯-甲苯溶液二元物系中进行苯的提纯。精馏塔苯塔的产品要求纯度很高,达99.9%以上,而且要求塔顶、塔底产品同时合格,以及两塔顶温度变化很窄(0.02℃),普通的精馏温度控制远远达不到这个要求。故在实际生产过程控制中只有采用灵敏板控制才能达到要求。故苯塔采用温差控制。
第1.1节 操作压力
精馏操作在常压下进行,因为苯沸点低,适合于在常压下操作而不需要进行减压操作或加压操作。同时苯物系在高温下不易发生分解、聚合等变质反应且为液体(不是混合气体)。所以,不必要用加压减压或减压精馏。另一方面,加压或减压精馏能量消耗大,在常压下能操作的物系一般不用加压或减压精馏。
第1.2节 进料状态
进料状态直接影响到进料线(q线)、操作线和平衡关系的相对位置,对整个塔的热量衡算也有很大的影响。和泡点进料相比:若采用冷进料,在分离要求一定的条件下所需理论板数少,不需预热器,但塔釜热负荷(一般需采用直接蒸汽加热)从总热量看基本平衡,但进料温度波动较大,操作不易控制;若采用露点进料,则在分离要求一定的条件下,所需理论板数多,进料前预热器负荷大,能耗大,同时精馏段与提馏段上升蒸汽量变化较大,操作不易控制,受外界条件影响大。
泡点进料介于二者之间,最大的优点在于受外界干扰小,塔内精馏段、提馏段上升蒸汽量变化较小,便于设计、制造和操作控制。
第1.3节 采用强制回流(冷回流)
采用冷回流的目的是为了便于控制回流比,回流方式对回流温度直接影响。
第1.4节 塔釜加热方式、加热介质
塔釜采用列管式换热器作为再沸器间接加热方式,加热介质为水蒸汽。
第1.5节 塔顶冷凝方式、冷却介质
塔顶采用列管式冷凝冷却器,冷却介质用冷却水。
第1.6节 流程说明
由于上游装置没有后加氢单元,所以在重整反应过程中生成的烯烃会带到本装置原料中, 烯烃的存在,会导致苯、甲苯产品的酸洗比色不合格,因此必须进行烯烃的加氢饱和。
本装置流程包括烯烃加氢反应单元和精馏单元两部分。
烯烃加氢反应单元:原料经过进料泵加压后进入换热器E101与反应生成油交换热量后,进入加热炉L101进行加热,再进入反应器R101,经过烯烃饱和加氢反应后进入热交换器E101冷却后,进入油气分离器V101,油进入精馏原料中间罐。
本精馏方案采用节能型强制回流进行流程设计,并附有在恒定进料量、进料组成和一定分离要求下的自动控制系统以保证正常操作。
精馏过程:30OC原料液从原料罐经进料泵进入原料换热器E102再经原料预热器进行预热进一步预热至泡点(97.65OC,加热介质为水蒸汽),温度升至约97.65oC,从进料口进入精馏塔T101进行精馏,塔顶气温度为81.52oC部分冷凝后的气液混合物进入塔顶冷却器(冷却介质为冷却水),冷凝后的物料进入回流罐V102,然后再通过回流泵,将料液一部分作为回流也打入塔顶,另一部分作为塔顶产品经产品冷却器进入产品储罐V103,再经产品泵P104/AB输送产品。塔釜内液体一部分进入再沸器E103,经水蒸汽加热后,回流至塔釜,另一部分与原料换热器换热后排入甲苯储罐。在整个流程中,所有的泵出口都装有压力表,所有的储槽都装有放空阀,以保证储槽内保持常压。
第1.7节 筛板塔的特性
筛板塔是最早使用的板式塔之一,它的主要优点:
(1)结构简单,易于加工,造价为泡罩塔的60%左右,为浮阀塔的80%左右;
(2)在相同条件下,生产能力比泡罩塔大20%-40%;
(3)塔板效率较高,比泡罩塔高15%左右,但稍低于浮阀塔;
(4)气体压力降较小,每板压力降比泡罩塔约低30%左右。
筛板塔的缺点是:小孔筛板易堵塞,不适宜处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液。
第1.8节 生产性质及用途
1.8.1 苯的性质及用途
苯是一种易燃、易挥发、有毒的无色透明液体,易燃带有特殊芳香气味的液体。分子式C6H6,相对分子量78.11,相对密度0.8794(20℃),熔点5.51℃,沸点80.1℃,闪点-10.11℃(闭杯),自燃点562.22℃,蒸气密度2.77kg/m3,蒸气压13.33kPa(26.1 ℃), 标准比重为0.829。蒸气与空气混合物爆炸限1.4%~8.0%。不溶于水,与乙醇、氯仿、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、冰醋酸、丙酮、油混溶。遇热、明火易燃烧、爆炸。能与氧化剂,如五氟化溴、氯气、三氧化铬、高氯酸、硝酰、氧气、臭氧、过氯酸盐、(三氯化铝+过氯酸氟)、(硫酸+高锰酸盐)、过氧化钾、(高氯酸铝+乙酸)、过氧化钠发生剧烈反应,不能与乙硼烷共存。苯是致癌物之一。苯是染料、塑料、合成树脂、合成纤维、药物和农药等的重要原料,也可用作动力燃料及涂料、橡胶、胶水等溶剂。质量标准:见表1-1。
表1-1 纯苯质量标准(GB/T2283-93)
项目 指标
特级 一级 二级 三级
外观 室温(18~25℃)下透明液体,不深于每1000mL水中含有0.003g重铬酸钾溶液的颜色
密度(20℃)/kg/m3
沸程/℃
大气压下(80.1℃)
酸洗比色
溴价/(g/100mL)
结晶点/℃
二硫化碳/(gBr/100mL)
噻吩/(g/100mL) 876~880
中性实验 中性
水分 室温(18~20℃)下目测无可见不溶水
1.8.2 甲苯的性质
甲苯有强烈的芳香气味,无色有折射力的易挥发液体,气味似苯。分子式C7H8,相对分子质量92.130,相对密度0.866(20℃/4℃),熔点-95~-94.5℃,沸点110.4℃,闪点4.44℃(闭杯),自燃点480℃,蒸气密度3.14 kg/m3,蒸气压4.89kPa(30℃) 比重D 4℃20℃、0.866,,蒸气与空气混合物的爆炸极限为1.27%~7%。几乎不溶于水,与乙醇、氯仿、乙醚、丙酮、冰醋酸、二硫化碳混溶。遇热、明火或氧化剂易着火。遇明火或与(硫酸+硝酸)、四氧化二氮、高氯酸银、三氟化溴、六氟化铀等物质反应能引起爆炸。流速过快(超过3m/s)有产生和积聚静电危险。甲苯可用氯化、硝化、磺化、氧化及还原等方法之前染料、医药、香料等中间体及炸药、精糖。由于甲苯的结晶点很低,故可用作航空燃料及内燃机燃料的添加剂。质量标准:见表1-2。
表1-2 甲苯质量标准(GB/T2284-93)
项目 指标
特级 一级 二级
外观 室温(18~25℃)下透明液体,不深于每1000mL水中含有0.003g重铬酸钾溶液的颜色
密度(20℃)/(kg/m3)
沸程/℃
大气压下(110.6℃)
酸洗比色
溴价/(gBr/100mL) 863~868
中性实验 中性
水分 室温(18~20℃)下目测无可见不溶水
第1.9 安全与环保
1.9.1 安全注意事项
苯类产品是易燃、易爆、有毒的无色透明液体,其蒸汽与空气混合能形成爆炸性混合物,因此,应特别注意防火,强化安全措施。
(1)不准有明火和火花,设备必须密封,以减少苯蒸汽挥发散发入容器中,设备的放散管应通入大气,其管口用细金属网遮蔽,使贮槽或蒸馏设备中的苯类产品不致因散出蒸汽回火而引起燃烧,厂房应设有良好的通风设备,防止苯类蒸汽的聚集。
(2)所有金属结构应按规定在几个地点上接地,为防止液体自由下落而引起静电荷的产生,将引入贮槽中所有管道均应安装到接近贮槽的底部,电动机应放在单独的厂房内。
(3)应设有泡沫灭火器和蒸汽灭火装置,不能用水灭火。
(4)工人进入贮槽或设备进行清扫或修理前,油必须全部放空,所有管道均需切断,设备应用水蒸汽彻底清扫后才允许进入并注意通风,检修人员没有动火证严禁在生产区域内动火。
(5)进入生产区域或生产无关人员,不得乱动设备和计量仪表等。
(6)及时清除设备管线泄漏情况,严防中毒着火、爆炸等事故的发生。
(7)泄漏应急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿消防防护服。尽可能切断泄漏源,防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用不燃性分散剂制成的乳液刷洗,洗液稀释后放入废水系统。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容;用泡沫覆盖,抑制蒸发。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。
1.9.2 环境保护
认真执行环境保护方针、政策、坚持污染防治设施与生产装置同时设计、同时施工、同时投产。现将“三废”治理措施分析述如下:
(1)废水:各设备间接冷却水回收用于炼焦车间熄焦用,工艺产品分离水送往生化装置进行处理。设备冲洗水经初步沉淀和油水分离后送入生化处理。
(2)废气:水凝气体回收引入列管户前燃烧,产品贮槽加水喷淋装置和氮密封措施,防止挥发污染大气环境。
(3)废渣:生产过程中生产的废渣送往回收工段作为原料使用。
定期检测个生产岗位苯含量和生产下水中各污染均含量,严防超标现象的发生。
第2章 烯烃加氢饱和单元分析
2.1 反应机理及影响因素分析
(1)反应机理
单烯烃 CnH2n+H2→CnH2n+2
双烯烃 CnH2n-2+2H2→CnH2n+2
环烯烃
烯烃的加氢饱和反应也为耗氢和放热反应。
(2) 烯烃的加氢饱和反应过程的影响因素
烯烃的加氢饱和反应过程的影响因素除催化剂性能外,主要有原料性质、反应温度、反应压力、氢油比和空速等。
①原料性质
加工烯烃含量较高的原料时,需要较高的反应苛刻度(即较高的反应压力和反应温度,较低的反应空速)。此外一定要注意原料油罐的惰性气体保护,最好是直接进装置,避免中间与空气接触发生氧化生成胶质,导致催化剂失活加快。
②反应温度
反应温度通常是指催化剂床层平均温度。烯烃的加氢饱和反应是一种放热反应,提高反应温度不利于加氢反应的化学平衡,但能明显提高化学反应速度,提高精制深度。过高的反应温度会促进加氢裂化副反应的发生,使产品液体收率下降,导致催化剂上积炭速率加快,降低催化剂使用寿命;反应温度过低,不能保证将杂质除净。
在很高温度下,烯烃饱和度有一个明显的限制,结果使在高温操作比低温操作的产品中有更多的残存烯烃,当原料中有明显的轻组分,使用新催化剂时硫化氢与烯烃反应生成醇,在较低温度下操作可避免硫醇的生成。
根据催化剂活性和原料油中的烯烃含量,一般预加氢的反应温度为150~180℃。随着运转时间的延长,逐步提高反应温度,以补偿催化剂的活性降低。
③反应压力
当要求一定的产品质量时,压力的选择主要是考虑催化剂的使用寿命和原料油中的烯烃含量。一般而言,压力愈高,催化剂操作周期愈长;原料油烯烃含量愈高,选择操作压力也愈高。提高反应压力将促进加氢反应速度,增加精制深度,并可保持催化剂的活性。但压力过高会促进加氢裂解反应,使产品总液收下降,同时过高的反应压力会增加投资及运转费用。
④氢油比
所谓氢油比是反映标准状态时,氢气流量与进料量的比值。可用H2/HC表示。提高氢油比,不仅有利于加氢反应的进行,并能防止结焦,起到保护催化剂的作用。但是,在原料油进料一定的情况下,氢油比过大会减少原料油与催化剂接触时间,反而对加氢反应不利,导致精制深度下降,产品质量下降,同时也增大了系统压降和压缩机负荷,操作费用增加。
⑤空速
空速指单位(质量或体积)催化剂在单位时间内处理的原料量,简写为h-1 。空速分为质量空速和体积空速。常用体积空速(LHSV),它的倒数相当于反应接触时间,称为假接触时间。因此空速的大小意味着原料与催化剂接触时间的长短。空速过大,即单位催化剂处理的原料量越多,其接触时间应越短,影响了精制深度;空速过小增加了加氢裂解反应,使产品液收率下降,运转周期缩短,降低了装置的处理量。
2.2 物料平衡
表2-1烯烃加氢反应单元物料数据单位:吨/日
入 方 出 方
原料油 43.2 精馏进料 42.32
氢气 0.52 损失 1.40
合计 43.72 合计 43.72
2.3 能量平衡(以加热炉为例)
2.3.1 原料进出加热炉数据
原料进出加热炉数据见表2-2。
表2-2 原料进出加热炉数据
入 方(80℃) 出 方(160℃)
单位
项目 组成 数据 焓值 热量 单位
项目 组成 数据 焓值 热量
m% Kcal/kg wkcal m% Kcal/kg wkcal
原
料
油 苯 0.7 130 16.38 原
料
油 苯 0.7 154 19.40
甲苯 0.3 128 6.912 甲苯 0.3 158 8.532
烯烃 烯烃
氢气 540 1.170 氢气 1090 2.362
合计 24.462 合计 30.294
注:原料中烯烃含量很少在计算过程中可忽略不计。
2.3.2 加热炉热平衡
由表2-2可以知道,原料油经过加热炉后,热量增加值为:5.832wkcal/t.
加热炉需要燃烧瓦斯进行提供。加热炉用瓦斯组成见表2-3。
表2-3 加热炉用瓦斯组成及焓值计算表
成份组成 体积热值 分析数据 焓值
1 氢气 2650 44.91 1190.115
2 氧气 0 11.73 0
3 氮气 0 40.56 0
4 二氧化碳 0.02 0
5 一氧化碳 3018 0 0
6 甲烷 8529 1.61 137.3169
7 乙烷 15186 0.48 72.8928
8 乙烯 14204 0.42 59.6568
9 丙烷 21742 0.05 10.871
10 丙烯 20638 0.07 14.4466
11 异丁烷 26100 0.03 7.83
12 正丁烷 28281 0.03 8.4843
13 正丁烯 27160 0.02 5.432
14 异丁烯 27160 0.01 2.716
15 反丁烯 27160 0.02 5.432
16 顺丁烯 27160 0.01 2.716
17 碳五以上 34818 0.03 10.4454
合计 100 1528.3548
第七章 参考文献
1 化工原理》上下册.化学工业出版社.2006年5月第3版
2 冯伯华.《化学工程手册》第1、2、3、6卷.化学工业出版社.1989年10月第1版
3 包丕琴.《华工原理课程设计指导书》.北京化工大学化工原理教研室.1997年4月
4 陈洪钫.《化工分离过程》,化学工业出版社,1995年5月第1版
5 陈钟秀.《化工热力学》.化学工业出版社.1993年11月第1版
6 沈复等.《石油加工单元过程原理》上下册.中国石化出版社.2004年8月第1版
7.刘巍等.《冷换设备工艺计算手册》.中国石化出版社.2003年9月第1版
8.马秉骞主编.《炼油设备基础知识》中国石化出版社.2003年1月第1版
9.周志成等.《石油化工仪表自动化》中国石化出版社.1994年5月第1版
10.田顾慧.《化工设备》中国石化出版社.1996年6月第1版
11.沈复 李阳初.《石油加工单元过程原理》中国石化出版社.2004年8月第1版
12.陆美娟.《化工原理》化学工业出版社. 2006年1月第10版
符号说明
A换热面积m2
Aa 鼓泡区面积 m2
Af 降液管横截面积m2
An 有效传质区面积m2
Ao 筛孔面积m2
AT 塔横截面积 m2
A 质量分率-
C 负荷系数-
CP 比热KJ/Kg.OC(KJ/Kg.K)
D 塔顶产品流率Kmol/h(Kg/h)
Dg 公称直径m
DT 塔径 m
D 管内径 mm
d1 管外径 mm
do 孔径 mm
dm 管平均直径mm
E 液流收缩系数 -
ET全塔板效率-
ev 雾沫夹带量 Kg液体/Kg气体
F 进料流率 Kmol/h(Kg/h)
H 塔高 m
HL板上清夜层高度mm
HT板间距 m
Hd 降液管内清夜层高度 m
HD 塔顶空间高度 m
HB 塔底空间高度 m
hd 气体通过干板压降m
ho 降液管下沿到塔板间距离m
how 溢流堰上液头高 m
hp 气体通过塔扳压降m
hr 液体通过降液管的压降 m
hw 溢流堰高度m
hσ 液体表面张力引起的压降 m
Ko 以内壁为基准的总传热系数 Kcal/m2.H.oC
K 稳定系数
L 液体流量 Kmol/h(Kg/h,m3/h)
lW溢流堰堰长
ms 冷却剂质量流量 Kg/h
N 实际塔板数-
NT 理论塔板数-
Nt 换热器总管数 -
N 开孔数
Q 换热器热负荷 W
R回流比 -
Rmim 最小回流比 -
Rsi 换热管内垢阻系数 m2•h•oC/Kcal
r气化潜热 KJ/Kg
Tc 临界温度K
T孔间距mm
Tp 板厚度mm
ua 以鼓泡区面积为基准的气速 m/s
uf 液泛气速 m/s
un 空塔气速 m/s
uo 以筛孔面积为基准的气速m/s
uow 漏液点气速 m/s
V塔内上升气体流量 Kmol/h(Kg/h,m3/h)
W 塔釜采出液体量 Kmol/h(Kg/h)
Wc 边缘区宽度 m(mm)
Wd 降液管宽度 m(mm)
Ws 塔板入口安定区宽度 m(mm)
Ws’ 塔板出口安定区宽度 m(mm)
X 液相摩尔分率 -
Y 气相摩尔分率 -
A 相对挥发度-
Ai 以内壁为基准的传热膜系数 Kcal/m2•h•oC
Ao 以外壁为基准的传热膜系数 Kcal/m2•h•oC
β 充气系数 -
σ 表面张力dyn/cm2
ρL 液相密度 Kg/m3
ρv(g) 气相密度 Kg/m3
μ 粘度 Cp
开孔率-
Ф 装料系数-
τ停留时间s
λ
如果没有条件实验,可以在二沉池看反应效果,PAM加量不足,絮凝体细碎,随着溢流堰流失,投加量相当出水清澈,没有悬浮物,投加量过大,出水含有较多形态非常大的絮凝体,这是因为投加量过量,导致絮凝体内包水,因为PAM的粘度,内部水不能和絮凝体分离,导致大絮凝体从水中流失。
基本就这个情况,具体还要根据实际效果定,即三氧化二铝投加得当后,逐渐增大PAM量,直到出水中没有细碎絮凝体,也没有大颗粒的絮凝体,如果有极少数絮凝体流失,这些絮凝体大小应适中,差不多高粱米粒那么大,太大太小都是PAM量不合适造成的。
能力有限,只能理解这么多,希望可以帮到你。
印染废水常用处理技术印染废水的常用处理方法可分为物理法、化学法与生物法三类。物理法主要有格栅与筛网、调节、沉淀、气浮、过滤、膜技术等,化学法有中和、混凝、电解、氧化、吸附、消毒等,生物法有厌氧生物法.好氧生物法、兼氧生物法。
板式塔是化工生产中广泛采用的一种传质设备,板式塔的塔盘结构是决定塔特性的关键,常用塔盘有泡罩形、浮阀形、筛板形、舌形及浮动喷射形等。下面讨论常用塔盘结构及特点。
1.泡罩塔盘
泡罩塔盘是工业上应用最早的塔盘之一,如图6-3所示。在塔盘板上开许多圆孔,每个孔上焊接一个短管,称为升气管,管上再罩一个“帽子“,称为泡罩,泡罩周围开有许多条形空孔。工作时,液体由上层塔盘经降液管流入下层塔盘,然后横向流过塔盘板、流入再下一层塔盘;气体从下一层塔盘上升进入升气管,通过环行通道再经泡罩的条形孔流散到液体中。泡罩塔盘具有如下特点。
(1)气、液两相接触充分,传质面积大,因此塔盘效率高。(2)操作弹性大,在负荷变动较大时,仍能保持较高的效率。(3)具有较高的生产能力,适用于大型生产。(4)不易堵塞,介质适用范围广。(5)结构复杂、造价高,安装维护麻烦;气相压降较大,但若在常或加压下操作,这并不是主要问题。
2.浮阀塔盘
浮阀塔盘是在塔盘板上开许多圆孔,每一个孔上装一个带三条腿可上下浮动的阀。浮阀是保证气液接触的元件,浮阀的形式主要有F-1型、V-4型、A型和十字架型等,最常用的是F-1型。
F-1型浮阀有轻重两种,轻阀厚1.5mm、重25g,阀轻惯性小,振动频率高,关阀时滞后严重,在低气速下有严重漏液,宜用在处理量大并要求压降小(如减压蒸馏)的场合。重阀厚2mm、重33g,关闭迅速,需较高气速才能吹开,故可以减少漏液、增加效率,但压降稍大些,一般采用重阀。
操作时气流自下而上吹起浮阀,从浮阀周边水平地吹入塔盘上的液层;液体由上层塔盘经降液管流入下层塔盘,再横流过塔盘与气相接触传质后,经溢流堰入降液管,流入下一层塔盘。综上所述,盘式浮阀塔盘具有如下特点。(1)处理量较大,比泡罩塔提高20~40%,这是因为气流水平喷出,减少了雾沫夹带,以及浮阀塔盘可以具有较大的开孔率的缘故。(2)操作弹性比泡罩塔要大。(3)分离效率较高,比泡罩塔高15%左右。因为塔盘上没有复杂的障碍物,所以液面落差小,塔盘上的气流比较均匀。(4)压降较低,因为气体通道比泡罩塔简单得多,因此可用于减压蒸馏。(5)塔盘的结构较简单,易于制造。(6)浮阀塔不宜用于易结垢、结焦的介质系统,因垢和焦会妨碍浮阀起落的灵活性。
3.筛板塔盘
筛板塔盘是在塔盘板上开许多小孔,操作时液体从上层塔盘的降液管流入,横向流过筛板后,越过溢流堰经降液管导入下层塔盘;气体则自下而上穿过筛孔,分散成气泡通过液层,在此过程中进行传质、传热。由于通过筛孔的气体有动能,故一般情况下液体不会从筛孔大量泄漏。筛板塔盘的结构及气、液接触情况如图6-6所示。筛板塔盘的小孔直径是一个重要参数,小则气流分布较均匀,操作较稳定,但加工困难,容易堵塞。目前工业筛板塔常用孔径为3~8mm。筛板开孔的面积总和与开孔区面积之比称为开孔率,是另一个重要参数。在同样的空塔速度下,开孔率大则孔速小,易产生漏液,降低效率,但雾沫夹带也减少;开孔率过小,塔盘阻力大,易造成大的雾沫夹带和液泛,限制塔的生产能力。通常开孔率在5~15%。筛孔一般按正三角形排列,孔间距与孔径之比通常为2.5~5。筛板塔具有如下的特点。
(1)结构简单,制造方便,便于检修,成本低。(2)塔盘压降小。(3)处理量大,可比泡罩塔提高20~40%。(4)塔盘效率比泡罩塔提高15%,但比浮阀塔盘稍低。(5)弹性较小,筛孔容易堵塞。
4.舌形和浮舌塔盘
舌形塔盘是在塔盘板上冲有一系列舌孔,舌片与塔盘板呈一定倾角,如图6-7所示。气流通过舌孔时,利用气体喷射作用,将液相分散成液滴和流束而进行传质,并推动液相通过塔盘。舌孔与塔盘板的倾角一般有18º、20º和25º三种,通常是20º,舌孔常用25×25mm和50×50mm两种,舌孔按三角形排列。
舌形塔盘具有结构简单、安装检修方便 ,处理能力大,压力降小,雾沫夹带少等优点,但由于舌孔的倾角是固定的,在低负荷下操作时易产生漏液现象,故操作弹性较小。浮舌塔盘是结合浮阀塔和舌形塔的优点而发展出起来的一种塔盘,其结构如图6-8所示。将舌形塔的固定舌片改成浮动舌片而成,与浮阀塔类似,随气体负荷改变,浮舌可以上下浮动,调节气流通道面积,从而保证适宜的缝隙气速,强化气液传质,减少或消除漏液。当浮舌开启后,又与舌形塔盘相同,气液并流,利用气相的喷射作用将液相分散进行传质。浮舌塔盘具有如下特点。(1)具有大的操作弹性,操作稳定。在保证较高效率条件下,它的负荷变化范围甚至可超过浮阀塔。(2)具有较大的气液相的处理能力,压降又小,特别适宜于减压蒸馏。(3)结构简单,制作方便。但舌片易损坏。(4)效率较高,介于浮阀与舌形塔板之间,效率随气速变化比浮阀稍大。
除以上常用塔盘外,还有网孔塔盘、穿流塔盘等。