哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
目录
摘要................................................................................................................................I ABSTRACT....................................................................................................................III 第1章绪论 (1)
1.1课题研究背景 (1)
1.1.1煤制气浓盐水简介 (1)
1.1.2煤制气浓盐水处理的必要性 (3)
1.2煤制气浓盐水处理技术研究现状 (4)
1.2.1物化预处理 (4)
1.2.2膜分离处理 (5)
1.2.3热蒸发处理 (8)
1.2.4膜分离与热蒸发组合技术 (10)
1.3课题研究的背景、目的及内容 (10)
1.3.1课题来源 (10)
1.3.2课题研究的背景和目的 (10)
1.3.3课题研究的内容 (11)
1.3.4技术路线 (14)
第2章实验材料和实验方法 (15)
2.1实验材料 (15)
2.1.1实验原水 (15)
2.1.2实验药品 (16)
2.1.3实验仪器 (17)
2.2实验装置 (17)
2.2.1蒸发结晶装置 (17)
2.2.2洗盐装置 (18)
2.3分析方法 (18)
2.3.1主要分析项目 (18)
2.3.2总硬度、钙、镁离子的测定 (19)
2.3.3HCO3-/CO32-的测定 (20)
2.3.4ICP-AES分析方法 (21)
2.3.5离子色谱分析方法 (22)
2.3.6COD的测定 (23)
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第3章浓盐水蒸发结晶制工业盐工艺混凝沉淀预处理实验 (24)
3.1化学沉淀和混凝机理及混凝剂选择 (24)
3.1.1化学沉淀和混凝机理 (24)
3.1.2混凝剂的选择 (24)
3.2Ca(OH)2投加试验 (25)
3.2.1Ca(OH)2投加对混凝沉淀预处理的作用 (25)
3.2.2Ca(OH)2投加量对预处理效果的影响分析 (26)
3.3PAC投加试验 (29)
3.3.1PAC投加对混凝沉淀预处理的作用 (29)
3.3.2PAC投加量对预处理效果的影响分析 (29)
3.4PAM投加试验 (32)
3.4.1PAM投加对混凝沉淀预处理的作用 (32)
3.4.2PAM投加量对预处理效果的影响分析 (32)
3.5本章小结 (35)
第4章浓盐水蒸发结晶制工业盐工艺试验研究 (37)
4.1膜处理的模拟计算 (37)
4.2氯化钠和硫酸钠混合溶液蒸发结晶试验 (41)
4.2.1钠盐钾盐溶解度比较分析 (41)
4.2.2Na+—Cl-—SO42-水盐体系中Cl-和SO42-的相互影响分析 (41)
4.3模拟浓盐水蒸发结晶制工业盐试验 (43)
4.3.1浓盐水蒸发结晶制工业盐影响因素分析 (43)
4.3.2温度和浓缩比对蒸发结晶效果的影响分析 (44)
4.4浓盐水蒸发结晶制工业盐工艺洗盐试验研究 (47)
4.4.1工业盐标准及原盐洗涤简介 (47)
4.4.2固液比对原盐洗涤效果的影响分析 (48)
4.5本章小结 (50)
第5章技术与经济成本分析 (52)
5.1浓盐水蒸发结晶制工业盐工艺的技术分析 (52)
5.1.1浓盐水蒸发结晶制工业盐工艺说明 (52)
5.1.2与常规工艺的技术比较 (53)
5.2浓盐水蒸发结晶制工业盐的经济成本分析 (54)
5.2.1工艺单体的经济成本分析 (54)
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5.2.2与常规处理工艺的经济成本比较 (58)
5.3本章小结 (60)
结论 (61)
参考文献 (63)
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 (67)
哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限 (68)
致谢 (69)
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第1章绪论
1.1课题研究背景
1.1.1煤制气浓盐水简介
我国的能源储存特点是“富煤、少油、贫气”。面对石油、天然气资源不足而需求快速增长的现状，利用丰富的煤炭资源，开发煤制天然气，可以在一定程度上弥补天然气供应不足的问题。煤制气是以煤为原料，经过加压气化、净化和甲烷化后，脱硫提纯制得天然气的工艺[1]。相较于其他煤化工工艺，技术成熟，工艺相对简单，能源的转化效率更高。
煤制气浓盐水主要来源于煤制气工艺循环水排污水、化学水再生水以及中水回用装置二级反渗透的浓水，浓盐水是上述工艺中富集的一部分水，含有除盐水、循环水生产环节引入和浓缩产生的盐分，废水处理和再生利用过程中添加的各种药剂[2]。煤制气项目引入的新鲜水本身也含有一定的盐分。煤化工企业主要分布黄河中下游，这些企业的水源为黄河，而黄河水的盐分较高带入的盐量占整个煤制气系统盐量的1/2以上[3]。煤制气工艺废水处理的典型工艺流程如图1-1所示。浓盐水含盐量高达10000~50000mg/L，含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Al3+、Cl-、SO42-、NO3-、F-、NO2-等众多无机离子，其中钠离子的浓度能达到10000mg/L~30000mg/L，氯离子浓度有10000mg/L~20000mg/L，硫酸根浓度可达到10000mg/L~20000mg/L。某煤制气厂浓盐水水质见表1-1，可知浓盐水的一大特点是含盐量高，尤其是NaCl和Na2SO4，还有一个特点是相比于其他氯碱产业盐水如海水，含有较高的COD，COD含量500~2000mg/L。煤制气浓盐水虽然成分复杂，但是水质外观清澈透明，无明显异味。
表1-1某企业浓盐水水质
项目单位数值项目单位数值
总阳离子mg/L18403.79Mn2+mg/L0.16
总阴离子mg/L33816.46As3+mg/L0.16
TOC mg/L91.64Cu2+mg/L 1.58
COD mg/L473.94Ba2+mg/L 1.58