用高浓度有机废水制水煤浆联产合成氨工艺
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合成氨生产工艺的过程开发合成氨生产工艺背景氨是最为重要的基础化工产品之一,其产量居各种化工产品的首位;同时也是能源消耗的大户,世界上大约有10%的能源用于生产合成氨。
氨主要用于农业,合成氨是氮肥工业的基础,氨本身是重要的氮素肥料,其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种铵盐肥料,这部分约占70%的比例,称之为“化肥氨”;同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料,用于生产铵、胺、染料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂的原料,这部分约占30%的比例,称之为“工业氨”。
我国的氮肥工业自20世纪50年代以来,不断发展壮大,目前合成氨产量已跃居世界第一位,现已掌握了以焦炭、无烟煤、焦炉气、天然气及油田伴生气和液态烃多种原料生产合成氨、尿素的技术,形成了特有的煤、石油、天然气原料并存和大、中、小生产规模并存的生产格局。
目前合成氨总生产能力为4500万t/a左右,氮肥工业已基本满足了国内需要,在与国际接轨后,具备与国际合成氨产品竞争的能力,今后发展重点是调整原料和产品结构,进一步改善经济性[1]。
合成氨工艺技术现状世界合成氨技术的发展经历了传统型蒸汽转化制氨工艺、低能耗制氨工艺、装置单系列产量最大化三个阶段。
根据合成氨技术发展的情况分析,未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变,其技术发展将会继续紧密围绕“降低生产成本、提高运行周期,改善经济性”的基本目标,进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发。
我国合成氨技术的基本状况:我国合成氨技术的基本状况我国的氮肥工业自20世纪50年代以来,不断发展壮大,目前合成氨产量已跃居世界第一位,现已掌握了以焦炭、无烟煤、焦炉气、天然气及油田伴生气和液态烃多种原料生产合成氨、尿素的技术,形成了特有的煤、石油、天然气原料并存和大、中、小生产规模并存的生产格局。
目前合成氨总生产能力为4 500万t /a左右,氮肥工业已基本满足了国内需求,在与国际接轨后,具备与国际合成氨产品竞争的能力,今后发展重点是调整原料和产品结构,进一步改善经济性。
煤化工合成氨的工艺气化工艺各有千秋1.常压固定床间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术目前我国氮肥产业主要采用的煤气化技术之一,其特点是采用常压固定床空气、蒸汽间歇制气,要求原料为?准 25~75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风放空气对大气污染严重,属于将逐步淘汰的工艺。
2.常压固定床无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术其特点是采用富氧为气化剂、连续气化、原料可采用?准 8~10mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低,适合用于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术进行改进。
3.鲁奇固定床煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于生产城市煤气和燃料气。
其产生的煤气中焦油、碳氢化合物含量约1%左右,甲烷含量约10%左右。
焦油分离、含酚污水处理复杂,不推荐用以生产合成气。
4.灰熔聚煤气化技术中国科学院山西煤炭化学研究所技术。
其特点是煤种适应性宽,属流化床气化炉,煤灰不发生熔融,而只是使灰渣熔聚成球状或块状灰渣排出。
可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤、石油焦,投资比较少,生产成本低。
缺点是操作压力偏低,对环境污染及飞灰堆存和综合利用问题有待进一步解决。
此技术适合于中小型氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。
5.恩德粉煤气化技术属于改进后的温克勒沸腾床煤气化炉,适用于气化褐煤和长焰煤,要求原料煤不粘结或弱粘结性,灰分<25%~30%,灰熔点高、低温化学活性好。
在国内已建和在建的装置共有13套22台气化炉,已投产的有16台。
属流化床气化炉,床层中部温度1000~1050℃。
目前最大的气化炉产气量为4万m3/h半水煤气。
缺点是气化压力为常压,单炉气化能力低,产品气中CH4含量高达1.5%~2.0%,飞灰量大、对环境污染及飞灰堆存和综合利用问题有待解决。
附件2合成氨工业污染防治技术政策一、总则(一)为贯彻《中华人民共和国环境保护法》等法律法规,防治环境污染,保障生态安全和人体健康,规范污染治理和管理行为,引领合成氨工业生产工艺和污染防治技术进步,促进绿色循环低碳发展,制定本技术政策。
(二)本技术政策所称的合成氨工业是指以煤、天然气、油等为原料生产合成氨和以合成氨为原料生产尿素、硝酸铵、碳酸氢铵以及醇氨联产的生产过程。
(三)本技术政策为指导性文件,提出了合成氨工业污染防治可采取的技术路线和技术方法,包括清洁生产、水污染防治、大气污染防治、固体废物处置和综合利用、鼓励研发的新技术等内容,为合成氨工业环境保护相关规划、污染物排放标准、环境影响评价、总量控制、排污许可等环境管理和企业污染防治工作提供技术指导。
(四)合成氨工业应加大产业结构调整力度,提高产业集中度,因地制宜,按生态环境功能区要求合理布局,加快淘汰技术水平较低的落后产能。
(五)合成氨工业应遵循全过程污染防治的原则,实行清洁生产、末端治理、风险防范的综合防治技术路线。
(六)合成氨生产企业应加强污染物排放全面监控,全面掌握常规及特征污染物排放的特点和规律,健全环境风险防控体系和环境应急管理制度,研发和应用达到更低排放水平的污染防治技术。
二、清洁生产(七)新建以煤为原料的合成氨生产项目应采用水煤浆、干煤粉等加压连续气化工艺;现有采用固定层间歇式煤气化工艺的合成氨生产企业扩建时,应采用加压连续气化工艺。
(八)以天然气为原料的合成氨生产企业应淘汰天然气常压间歇催化转化制气生产工艺。
(九)以无烟块煤为原料采用固定层间歇式煤气化工艺的合成氨生产企业应采用碱液法半水煤气脱硫工艺技术,并配套硫磺回收装置,淘汰氨水液相半水煤气脱硫工艺。
(十)合成氨生产企业应采用一氧化碳低温、宽温耐硫变换及适宜于一氧化碳含量较高情况的等温变换工艺,淘汰一氧化碳常压变换及全中温变换(高温变换)工艺。
(十一)合成氨生产企业应根据生产工艺特点和实际条件选择低温甲醇洗、变压吸附法(PSA法)、聚乙二醇二甲醚法(NHD法)、甲基二乙醇胺法(MDEA法)、碳酸丙烯酯法(PC法)等原料气脱碳技术。
化工厂合成氨有机废水处理工艺
化工厂合成氨有机废水处理工艺一般包括以下几个步骤:
1. 混合废水预处理:将合成氨有机废水与其他废水进行混合预处理,减少处理工艺的复杂性。
2. 酸洗:通过酸洗工艺来去除废水中的杂质物质,如铁、铜、镍等金属离子,以及一些难降解有机物。
3. 生物处理:将酸洗后的废水送入生物处理系统,利用菌群的作用进行生物降解。
生物处理一般分为好氧生物处理和厌氧生物处理两种方式,具体选择哪种方式要根据废水的特性来确定。
4. 深度处理:针对生物处理后仍含有一定浓度的难降解有机物的废水,可以采用进一步的深度处理工艺,如吸附、膜分离、化学氧化、活性炭吸附等方法。
5. 中水回用:处理后的废水经过去盐处理后,可以作为工艺水或冲洗水回用,降低水资源的消耗。
化工厂合成氨有机废水的处理工艺需要根据具体的废水特性、处理要求和环境要求进行选择和优化,以实现高效、经济、环保的废水处理效果。
化肥厂生产过程及工艺流程1.煤制合成氨装置H2+N2→NH3(1)气化装置由水煤浆制备工序来的水煤浆送入煤浆槽储存待用。
浓度约为63%的水煤浆通过煤浆给料泵加压输送到气化炉顶部工艺烧嘴,并与空分装置来的纯氧分别进入气化炉在6.5MPa(G),约1400℃工艺条件下,水煤浆与纯氧进行部分氧化反应,生成粗合成气。
反应后的粗合成气和溶渣进入气化炉下部的激冷室。
在激冷室中,粗合成气经冷却、洗涤,将粗合成气中的大部分碳黑洗去,并和粗渣分开。
出激冷室的粗合成气直接进入文丘里洗涤器和碳洗塔进一步洗涤,除去粗合成气中残留的碳黑,然后将水蒸汽/干气比约1.3~1.5的合成气送至变换工序。
溶渣被激冷室底部通过破渣机进入锁斗,定期排入渣池,渣池设有捞渣机将粗渣捞出,装车运往园区免烧砖项目。
渣池中含细渣的灰水通过渣池泵送至真空闪蒸器。
碳洗塔的液位通过控制进入塔内的灰水量来维持,碳洗塔内的黑水分两股排出,一股黑水去高压闪蒸器;另一股由灰水循环泵送至气化炉也进入高压闪蒸器,黑水经减压,闪蒸出黑水中溶解的气体并通过变换冷凝液加热器回收闪蒸汽的热量,通过高压闪蒸分离器,闪蒸出的气体至变换或火炬,水送入脱氧水槽。
(2)净化装置a. 变换变换工序主要反应式为:COS+H2O——CO2+H2S+QCO+H2O——CO2+H2+Q由气化送来粗煤气经煤气水分离器分离掉少量的冷凝液及灰尘后,经中温换热器温度升高至250℃,进第一中温变换炉。
第一中温变换炉分上、下两段,炉内装有两段三层耐硫变换触媒,层间配有煤气激冷管线调温,出第一中温变换炉变换气CO含量为24%(干),温度为420℃左右。
变换气经中温换热器降温后进淬冷器,用本工段产生的高温冷凝液淬冷至240℃,然后进入第二中温变换炉,炉内装有两段耐硫变换触媒,出口变换气CO浓度为 4.0%(干),温度为358℃左右,进入中变废热锅炉,产生1.0MPa(G)的低压蒸汽,使变换气温度降温进入低温变换炉,低温变换炉装两段耐硫变换触媒,出口变换气CO浓度为 1.0%(干),温度升至为222℃左右,进入低变废热锅炉,产生0.4MPa(G)的低压蒸汽,变换气温度降至163℃;经第一水分离器分离出冷凝液后的变换气进入锅炉给水加热器,温度降至140℃,然后进入脱盐水加热器温度降至70℃、进变换气水冷器温度降至为40℃,进水洗塔,在塔底进行气液分离后,气体经塔顶40℃洗涤水洗涤除去NH3后送至甲醇洗工段。
煤化工合成氨的工艺气化工艺各有千秋1.常压固定床间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术目前我国氮肥产业主要采用的煤气化技术之一,其特点是采用常压固定床空气、蒸汽间歇制气,要求原料为?准 25~75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风放空气对大气污染严重,属于将逐步淘汰的工艺。
2.常压固定床无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术其特点是采用富氧为气化剂、连续气化、原料可采用?准 8~10mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低,适合用于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术进行改进。
3.鲁奇固定床煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于生产城市煤气和燃料气。
其产生的煤气中焦油、碳氢化合物含量约1%左右,甲烷含量约10%左右。
焦油分离、含酚污水处理复杂,不推荐用以生产合成气。
4.灰熔聚煤气化技术中国科学院山西煤炭化学研究所技术。
其特点是煤种适应性宽,属流化床气化炉,煤灰不发生熔融,而只是使灰渣熔聚成球状或块状灰渣排出。
可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤、石油焦,投资比较少,生产成本低。
缺点是操作压力偏低,对环境污染及飞灰堆存和综合利用问题有待进一步解决。
此技术适合于中小型氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。
5.恩德粉煤气化技术属于改进后的温克勒沸腾床煤气化炉,适用于气化褐煤和长焰煤,要求原料煤不粘结或弱粘结性,灰分<25%~30%,灰熔点高、低温化学活性好。
在国内已建和在建的装置共有13套22台气化炉,已投产的有16台。
属流化床气化炉,床层中部温度1000~1050℃。
目前最大的气化炉产气量为4万m3/h半水煤气。
缺点是气化压力为常压,单炉气化能力低,产品气中CH4含量高达1.5%~2.0%,飞灰量大、对环境污染及飞灰堆存和综合利用问题有待解决。
合成氨工艺————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:合成氨工艺流程(1)原料气制备将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。
对于固体原料煤和焦炭,通常采用气化的方法制取合成气;渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气;对气态烃类和石脑油,工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。
(2)净化对粗原料气进行净化处理,除去氢气和氮气以外的杂质,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。
①一氧化碳变换过程在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有CO,其体积分数一般为12%~40%。
合成氨需要的两种组分是H2和N2,因此需要除去合成气中的CO。
变换反应如下:CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ由于CO变换过程是强放热过程,必须分段进行以利于回收反应热,并控制变换段出口残余CO含量。
第一步是高温变换,使大部分CO转变为CO2和H2;第二步是低温变换,将CO含量降至0.3%左右。
因此,CO变换反应既是原料气制造的继续,又是净化的过程,为后续脱碳过程创造条件。
②脱硫脱碳过程各种原料制取的粗原料气,都含有一些硫和碳的氧化物,为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒,必须在氨合成工序前加以脱除,以天然气为原料的蒸汽转化法,第一道工序是脱硫,用以保护转化催化剂,以重油和煤为原料的部分氧化法,根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。
工业脱硫方法种类很多,通常是采用物理或化学吸收的方法,常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
粗原料气经CO变换以后,变换气中除H2外,还有CO2、CO和CH4等组分,其中以CO2含量最多。
CO2既是氨合成催化剂的毒物,又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。
因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。
一般采用溶液吸收法脱除CO2。
山东省安监局关于印发合成氨工艺安全控制指导意见的通知正文:---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 山东省安监局关于印发合成氨工艺安全控制指导意见的通知(鲁安监发[2010]128号)各市安监局,各县(市、区)安监局,各有关企业,有关设计、施工单位:为规范、指导全省合成氨工艺安全控制设计、安装和改造工作,确保安装改造后工艺装置的安全运行,省安监局组织山东化工规划设计院和有关专家,依据国家安监总局《关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》(安监总管三[2009]116号)要求,研究制订了合成氨工艺安全控制指导意见,现印发给你们。
请按照省安监局《关于印发氯化、硝化、磺化、聚合、氟化、加氢6种危险化工工艺安全控制设计指导方案的通知》(鲁安监发[2009]108号)的有关要求,认真落实合成氨工艺安全控制指导意见,工作中发现的问题,请及时反馈省安监局(危化处)。
附件:合成氨工艺安全控制指导意见二〇一〇年十月二十七日附件:合成氨工艺安全控制指导意见为做好全省合成氨工艺的安全控制系统改造工作,指导设计单位的安全控制系统设计工作,并为各级安监部门的有关监督检查工作提供参考,依据国家安全监管总局《关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》(安监总管三[2009]116号)、山东省安监局《关于推进化工企业自动化控制及安全联锁技术改造工作的意见》(鲁安监发[2008]149号文件),制订本意见。
1概述1.1 工艺简介合成氨工艺复杂、流程长,制取合成氨常用的原料有天然气、煤、油。
目前山东省合成氨生产主要以煤为原料,液氨主要用于生产尿素。
以煤为原料制取合成氨及尿素经过以下工序。
合成氨废水处理工艺设计前言合成氨改造工程完成后,为使生产过程中产生的高浓度废水不致危害环境,同时为贯彻环保“三同时”原则,应对产生的高浓度氨氮废水进行处理,达标后排放。
设计工艺由于硝胺和尿素车间生产过程中产生的氨氮废水属于高浓度废水,必须在生物脱氮之前进行预处理;预处理采用氨氮在碱性条件下溶解度较低的特点,进行气提脱氮,大幅度降低废水中的氨氮指标,经过生物脱氮一般能达到国家一级排放标准,为严格达到新疆地方排放标准须采用离子交换作三级处理。
1、污水处理工艺主要由三个主要单元组成:预处理、生物脱氮处理及离子交换处理预处理包括格栅、集水池、气提塔(或同时包括吸附塔)等,主要任务是调节水量、均匀水质、调节废水PH值、脱氮,以利于后续处理设施。
来水经格栅隔除其中可能含有的漂浮物或其他杂质,进入集水调节池,由于排水方式为连续式,因此集水调节池可设计水力停留时间Ih,同时加碱调节PH值至10.8左右,使废水中的氨氮以游离态形式存在为主,通过气提将游离氨大部分脱除,经过脱氨的废水通过加酸将PH值调节至中性状态。
生物脱氮处理经过预处理的废水自流进入中间水池I,经提升进入CASS池(如果同时有生活污水加入则可以减少碳源的投加)。
CASS系统处理含氮废水的原理如下:CASS处理系统又称循环式活性污泥法,是SBR法的一种优化变型,所以亦是一种“充水和排水”的活性污泥法,废水按一定周期和阶段得到处理,每一循环有下列各个阶段组成:D充水/曝气2)无进水/沉淀3)撇水4)闲置上述各个阶段组成一个循环,并不断重复,循环开始时,由于充水,池子中水位由某一最低水位开始上升,在经过一定时间的曝气和混和后,停止曝气,以使活性污泥进行絮凝并在一个静止的环境中沉淀,在完成沉淀阶段后,由一个移动式撇水堰排出已处理的上清液,使水位下降至设定水位,然后再重复上述过程。
为保持池子中有一个合适的污泥浓度,需要根据产生的污泥量排出剩余污泥;排出剩余污泥一般在沉淀阶段结束后进行,排出污泥浓度可达10g∕1.,因此与其它活性污泥法相比,CASS系统排出的剩余污泥量最少。
煤化工合成氨工艺分析及节能改造措施摘要:近些年我国化工行业发展迅速,其中煤化工合成氨领域也取得了很大的进步,现如今合成氨被广泛应用在多个行业当中,需求量持续不断增加,有效推动合成工艺的不断完善和优化。
相比较而言,煤化工合成氨工艺技术的优化和发展很好地保证了氨的纯度,而且还可以在一定程度上降低生产成本。
煤炭资源不可再生,因此不断优化氨合成工艺,提高节能效果以尽可能减少对煤能源的消耗显得尤为重要,我国目前深化能源改革倡导低碳节能环保理念和可持续发展战略,在国家空前重视环保和节能的时代背景下,煤化工合成氨过程的环保性和节能性成为关注热点和技术难点。
鉴于此,本文首先对合成氨生产特征进行了简要分析,然后详细论述了煤化工合成氨生产工艺和节能改造措施。
关键词:煤化工;合成氨;工艺分析;节能改造中图分类号:TQ113 文献标识码:A1合成氨生产特征1.1系统性和连续性煤化工合成氨生产过程中,首先需要对原材料进行一系列处理,然后进入煤气化工序、脱硫工序和净化工序,并在合成系统高温高压催化作用下合成氨,系统合成反应后剩余的原料气送入循环系统进行再次回收利用,反复不断地连续重复上述工艺流程实现合成氨生产目标。
生产过程中,某个生产工序出现问题将会引发一连串的连锁反应,降低合成氨生产效率和生产质量,造成资源的严重浪费,由此可见,合成氨生产工艺具有较强的连续性和系统性,只有保证这一前提,才能有效的实现节能降耗目标。
1.2复杂性和规范性合成氨生产工艺相对复杂,整个生产过程会涉及较多工序,而且对生产原材料质量也要求比较高。
工作人员应该充分结合生产需求和特征,严格管控原材料的温度、压强、数量和催化剂。
比如,在制备氢氮混合气的时候,主要是以天然气、煤和水蒸气等能源为主,如果制备工艺不够完善就会造成能源的严重浪费,所以我们应该不断优化生产工艺,尽量将合成氨生产能耗控制在60%以内,而且实践证明这一目标完全可以实现,其也是合成氨企业可持续战略发展目标实现的一项关键性内容。
合成氨催化技术与工艺进展摘要:氨是一种具有重要意义的化工原料,被广泛应用于生产化肥、硝酸、铵盐、纯碱等。
作为化工产业的支柱之一,合成氨工业在国民经济中扮演着重要角色。
然而,传统的合成氨生产工艺存在着吨位大、能耗高、能效低等问题。
通过改进氨合成工艺和催化剂的研发,将会大幅降低能耗,提高经济效益。
为了增加氨的产量,合成氨工业一直追求开发新型低温高活性催化剂,以降低反应温度并提高氨的平衡和单向转化率。
在这一领域中,研究者们不断改进合成氨技术,发明了钌基催化剂、建立了铁基催化剂,并引入了三元氮化催化剂。
这些创新无疑对于合成氨工业的发展产生了巨大的影响。
关键词:合成氨;催化技术;工艺进展引言在我国农业发展的过程中,农产品的产量决定了农民的收入、社会大众的粮食基础以及对社会主义现代化市场经济水平的调控。
而想要推进农产品的产量大幅提升就一定要重视对于化肥原料的使用,传统的做法是借助人、牲畜以及其他动物的粪便来施肥,这是因为这些物质中含有大量的氨,但是其总量却是有限的。
因此,在工业技术革命的进程中,人们开始将注意力转向合成氨作为最佳替代品。
目前,重点任务是研究合成氨催化技术的改进和优化,提高相应工艺的发展水平,以此为农业生产能耗的降低和生产效率的提高奠定基础。
一、合成氨催化技术为了提高催化剂的活性,合成氨工业需要在低压和低温条件下进行。
目前,工业催化剂在高温环境下拥有超过90%的催化效率,比如在475℃、15MPa的条件下使用A301催化剂可以实现接近100%的催化效率。
合成氨工业单程转化率约为15%—25%,气体循环追加动力消耗。
若希望提高单程转化率并增加催化剂活性,需降低反应温度。
英国BP公司研发出钌催化剂,我国开发了FeO基催化剂系统,使合成氨催化剂进入了新的发展阶段。
1.钌催化剂将钌作活性成分,活性炭为载体,金属钾、钡为促进剂的催化操作,可提高氨合成综合效率,常压下69kj/mol为其活化能。
为保障钌这种稀贵金属充分利用,需在高分散载体上予以制备,其中浸渍法最常应用。
合成氨有机废水处理案例
合成氨生产过程中产生的有机废水处理是一个重要的环保问题。
以下是一个有机废水处理案例:
某合成氨生产企业通过氨合成反应生产合成氨,其生产过程中
产生大量有机废水,含有机物浓度较高,对环境造成潜在的污染风险。
为了解决这一问题,该企业引入了先进的生物处理技术,采用
生物接触氧化法处理有机废水。
该技术利用特定微生物对有机物进
行降解,将有机废水中的有机物转化为无害的物质,达到净化废水
的目的。
具体的处理过程包括,首先,将有机废水经过预处理,去除大
颗粒杂质和沉淀物;然后,将经过预处理的废水送入生物接触氧化池,通过通气装置向废水中通入氧气,提供微生物生长所需的氧气,并控制适宜的温度和pH值,促进微生物对有机物的降解。
经过一定
时间的处理后,废水中的有机物被有效降解,水质得到改善。
该企业在引入生物处理技术后,实现了有机废水的有效处理和
净化,达到了环保排放标准要求,减少了对周边环境的影响,提升
了企业的环保形象。
此外,通过对废水处理过程的监测和调整,还
能够提高处理效率,降低处理成本,实现资源的循环利用。
总的来说,合成氨生产过程中有机废水处理是一个复杂的环保问题,但通过引入先进的生物处理技术,结合预处理和监测调整,可以有效解决这一问题,达到环保和可持续发展的双重目标。
利用水煤浆技术处置高浓度废水资源化利用技术何先标;徐永萍;唐量华;李亚平;徐皆【摘要】For different kinds of high-concentration wastewaters (hazardous wastes),different analysis methods,standards and treatment processes have been drawn up;in connection with different kinds of hazardous wastes,experiments and studies are carried out to determine standard operating process of slurrying;based on different kinds of hazardous wastes,gasification process operation parameters are studied and adjusted,effectively made comprehensive recovery and utilization of organic matters in wastes,along with saving coal and water,the products of hydrogen,liquid carbon dioxide, liquid ammonia and ammonium bicarbonate are produced;in order to prevent secondary pollution, closed and tunable mill feeding device,multichannel gasification nozzle,gas quench unit and corresponding gasifier are adopted.Breakthrough progress is realized in standardized and systematic operation and management of wastes treatment,resource conservation and comprehensive utilization, technology research and development,pilot and promotion and application.%对不同的高浓度废水(危险废物)制订不同的分析方法、标准和处理工艺;对不同种类的危险废物进行制浆工艺的试验和研究,确定标准化的制浆操作工艺;根据不同种类的危险废物,研究并合理调整气化工艺操作参数,有效地综合回收利用了废物中的有机物,在节煤、节水的同时,生产氢气、液体二氧化碳、液氨、碳酸氢铵产品。
2014年第35卷第5期氮肥技术1前言高浓度有机废水一般是指由造纸、皮革、食品及制药等行业排出的含COD在20000mg/L以上的废水。
这些废水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白质、纤维素等有机物,如果直接排放,会造成严重的环境污染。
高浓度有机废水的主要特点:一是有机物浓度高(COD一般在20000mg/L 以上,有的甚至高达10万mg/L);二是成分复杂(废水中有机物以芳香族化合物和杂环化合物居多,有些含有硫化物、氯化物、氮化物和有毒有机物);三是色度高,有异味(有些废水散发出刺鼻恶臭)。
如果把有机废水与粉煤混合制成水煤浆,在气化炉内高温燃烧(温度高于1300~1400℃),可使有机物高温融熔或裂解,生成水煤气,再经变换、脱硫等净化工序后作为合成氨的原料气。
有机废水中一般含有水煤浆制备所需要的分散剂和稳定剂,用它制水煤浆,不但可以简单可靠地处理工业有机废水,利用可燃废物,而且还可以节约常规制浆所需的工业用水,应用前景广阔。
国内外处理有机废水的方法很多,也有不少用有机废水制水煤浆用于锅炉燃烧的研究,如胜利油田柳二丹、范连国等人研究了发电厂循环水冷却塔排污水和灰场排污水制取水煤浆情况,并取得了好的效果;中矿大贾玉宝等人尝试了陶瓷工业中的含酚废水制备水煤浆,研究表明通过添加合适的高效复合添加剂,可解决成浆难的问题,该研究成果不仅可避免酚水对环境的污染,同时还将对煤气化技术在陶瓷工业中的应用产生深远的影响;北科大孙春宝等人研究了用DSD酸氧化废水制备水煤浆的情况,若直接采用废水制浆,其最佳配浆中煤的质量占水煤浆的质量分数为66%~68%,水煤浆的粘度为468~1030mPa.s,将废水采用树脂脱附处理后制备水煤浆,其最佳配浆中煤的质量占水煤浆的质量分数可达70%~71%,水煤浆的粘度仅为692~769mPa.s;苏适、蔡裕对东北制药总厂的有机废水古龙酸母液进行“清洁”处理后制水煤浆,实测了废水水煤浆的流变特性,研究了其稳定性、雾化和燃烧性能,所制备的质量分数为50%的废水水煤浆与抚顺胜利矿生产的质量分数为65%水煤浆的低位热值相差较小,其主要原因是废水中含有质量分数为10%的可燃有机物质;解永刚等人对淮化集团20t/h蒸汽链条锅炉进行了改造,进行了有机酸废液水煤浆的燃烧试验,结果表明,水煤浆火焰橙用高浓度有机废水制水煤浆联产合成氨工艺李亚平何先标徐永萍(浙江丰登化工股份有限公司浙江兰溪321100)摘要介绍用高浓度有机废水制水煤浆生产合成氨工艺的探索过程和方法,指出此工艺是处理有机废水的好方法。
关键词有机废水水煤浆添加剂有机废气处理合成氨Co-production ammonia technology by organic wastewatermaking CWSLI Ya-ping HE Xian-biao XU Yong-ping(Zhejiang Fengdeng Chemical Industry Co.,Ltd.,Lanxi321100,Zhejiang Province)Abstract The paper introduces explore process and method by incinerating high concentrated organic wastewater using CWS,it also points out that it is a good method to deal with organic wastewater.Keywords organic wastewater;coal water slurry;annexing agent;organic wastewater treatment;synthesis ammonia1氮肥技术2014年第35卷黄色,清晰明亮,锅炉燃烧稳定,能连续稳定运行。
由于用有机废水制水煤浆生产合成氨的研究并不多,对这种特殊水煤浆的特性没有充分掌握,但用有机废水制水煤浆生产合成氨是个有意义的课题。
水煤浆作为合成氨原料,对有机废水的无害化处置有着明显的优越性(>1300℃高温焚烧,激冷工艺,有机物裂解完全,无二恶英产生),有成熟的气体净化工艺,对环境的污染极小,能有效的利用有机废水中的碳氢化合物,使其燃烧或裂解,制得的水煤气作为合成氨的原料气。
我公司对制药、化工、印染的有机废水、抗生素废渣等用于制水煤浆生产合成氨进行了多年的研究和探索,并取得了一些实践经验。
2用有机废水制取水煤浆2.1直接利用有机废水制水煤浆对有机废水进行pH值调整后,加添加剂与粉煤混合进磨机制水煤浆。
对于某单一品种的有机废水,水煤浆的质量分数可达58%~62%,水煤浆粘度为800~1200mPa.s。
随着有机废水品种的增加,水煤浆的浓度和粘度波动较大,低至400 mPa.s,高至3000mPa.s,若要做到合适的粘度,水煤浆的浓度得不到保证,做配浆试验,水煤浆中煤的质量分数低至43%。
如何平衡水煤浆浓度和粘度的矛盾,制取稳定的水煤浆是不得不解决的问题。
2.2高浓度有机废水稀释后制水煤浆在直接利用有机废水制水煤浆中遇到较高浓度或较高粘度的有机废水时,水煤浆的品质无法保证水煤浆的正常输送,难以解决水煤浆浓度和粘度的矛盾。
因此采取将有机废水稀释,调整好pH值后再进行水煤浆的制备较为合理。
稀释的比例及使用的工艺需通过试验来确定。
在对某制药厂有机物精馏残液进行配浆试验,水煤浆的质量分数达56%~60%,水煤浆粘度为800~1500mPa.s,能满足水煤浆输送和气化的工艺需要。
2.3利用抗生素发酵废渣制水煤浆我国是抗生素生产大国,目前还没有成熟的抗生素废渣的处理技术和方法,传统处理方法是将其作为动物饲料使用,容易使人畜共患病的病原菌产生耐药性,所造成的严重后果令人担忧。
2002年国家农业部176号公告将抗生素废渣列入《禁止在饲料和动物饮用水中使用的药品品种目录》,由于没有先进可靠的处理方法,文件的执行情况不够理想。
我公司对抗生素发酵废渣制水煤浆进行了大量的试验,采用溶解、稀释、悬浮等工艺进行配浆试验,水煤浆的质量分数达54%~58%,水煤浆粘度为800~1300mPa.s,能满足水煤浆输送和气化的工艺需要。
3高浓度有机废水制水煤浆的特性由于有机废水成分复杂,用有机废水制水煤浆与常规水煤浆相比,其性能有所异同,从以下几个方面进行分析。
3.1水煤浆的稳定性从一些文献资料上看,电厂废水、造纸废水等制水煤浆均具有良好的稳定性。
与清水相比,废水水煤浆的稳定性更好。
采用有机废水制水煤浆,静止放置一个月,用水煤浆上下层的浓度变化来判定水煤浆的稳定性,有机废水水煤浆上层的质量分数下降了5.1%,下层质量分数增加了2.9%,未发现硬沉淀,上、下层浓度在一周内变化较大些,后来变化较小,可见用有机废水制水煤浆的稳定性较好。
有机废水制水煤浆的稳定性优于普通水制的水煤浆,主要原因是有机废水中含有高分子化合物起到水煤浆稳定剂的作用,水煤浆的粘度较大,析水率较低,其稳定性优于普通水煤浆。
3.2水煤浆的流变特性有机废水水煤浆的粘度随温度和搅拌时间的变化规律与普通水水煤浆基本相同。
随温度的升高粘度降低,随搅拌时间的变化未发现突变现象。
管道输送时适宜于较高流速下操作,能够满足实际生产的需要。
由于废水中含大量的有机物和盐类,成分比较复杂,在相同浓度时,有机废水水煤浆的粘度要高于普通水的水煤浆,而且随温度变化的幅度也大于普通水的水煤浆,因此需要平衡浓度和粘度之间的矛盾,在相同粘度下,一般有机废水水煤浆的浓度要低于普通水水煤浆。
3.3水煤浆的燃烧特性2水煤浆的燃烧具有燃烧效率高、环境污染小的特点。
通过水煤浆气化炉的燃烧试验,与普通水煤浆比相,有以下特点。
(1)由于废水中含大量有机物,虽然水煤浆的浓度明显下降,但水煤浆的热值并没有降低,有可能还会增加。
从水煤气的有效气含量可以看出,普通水煤浆的有效气的体积分数约80%,有机废水水煤浆的有效气为78%~83%。
主要原因是有机废水中含质量分数为10%左右的可燃有机物质。
(2)有些有机废水中含有无机盐,虽然有些物质会起到水煤浆稳定剂的作用,但必须控制其浓度,对于卤素类阴离子,要严格控制,以免造成设备的腐蚀。
(3)由于有机废水的种类繁多,成分复杂,燃烧后的产物对设备的沾污、结渣和腐蚀以及后续的净化工艺都会造成影响,在设计和运行过程中必须高度重视,并充分考虑有效的预防措施。
4制浆工艺的改进传统合成氨用水煤浆制浆工艺比较简单,水、添加剂和煤按一定的比例进磨机制成质量分数为60%~63%、粘度为800~1000mPa.s 的水煤浆供气化使用。
改用有机废水后,需要对pH 值、粘度、流动性、添加剂等进行有效控制。
4.1制浆水pH 值的调节对有机废水进行分别加酸(或碱)调节,利用不同有机废水先中和再加酸(或碱)调节。
需要对不同有机废水进行小试,拿出最佳的工艺方案。
4.2水煤浆粘度、流动性的控制为达到水煤浆的输送要求,对有些粘度较大的有机废液,或半固体的有机废液,为确保水煤浆的粘度合格,需要进行不同程度的稀释处理,此过程可以结合pH 值的调节同时进行,也可以分别进行。
4.3添加剂的改进为改变煤粒的表面性质,促使煤粉颗粒在水中分散,使浆体具有良好的稳定性和流变特性,制浆时必须添加水煤浆添加剂。
添加剂的种类和性能直接影响水煤浆的浓度、粘度、稳定性以及生产成本。
其中分散剂和稳定剂是不可缺少的。
在采用有机废水制浆后,由于有机物种类杂,有可能同添加剂发生反应而使添加剂失效,必须进行小试,找出合适的添加剂和合理的配方。
5废气的收集与处理有机废水大都是气味较大,容易给周边的环境造成不良影响。
常规的水煤浆制浆设备密闭性差,废气的散发不可避免,如何用更为环保的方式处理有机废液和抗生素废渣是一个新课题,有机物一般水溶性较差,用水吸收不能有效的解决问题。
首先对设备、仓库、贮槽进行密闭、换气改造,将有机废气收集处理,对高浓度的有机废气采用低温冷凝,此过程大约可以去除有机物和水总质量的60%~70%,然后采用洗涤吸收、氧化以及活性炭吸附等工艺,最后达标排放。
有机废气处理的工艺流程框图见图1。
图1有机废气处理的工艺流程框图经过一系列的改造后,车间、仓库和贮槽等周边环境得到了极大的改善。
6今后工作的展望经过几年的探索和实践,我们已经掌握了利用有机废物制水煤浆、焚烧、过程控制与检测、气体净化与废气处理等关键技术,积累了大量工艺数据和经验,已取得处理7大类14小类危险废物的经营资质。
为今后扩大经营范围,处理更多种类的有机废水打下了基础。
(收稿日期:2014-08-27)李亚平等:用高浓度有机废水制水煤浆联产合成氨工艺第5期3。