1糠醛设计方案设计11
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清洁化生产糠醛工程工艺方案编制单位：安阳佳盛化工设备有限责任公司编制日期：二零一零年五月目录第一章设计说明 (4)1.1项目名称和主管单位 (4)1.2项目宗旨 (4)1.3工程概述 (4)1.4设计原则和依据 (6)1.4.1指导思想 (6)1.4.2设计原则 (6)1.4.3设计依据 (7)1.5设计范围 (7)1.5.1.设计内容 (7)1.5.2.设计范围 (7)第二章设计水量和水质 (8)2.1设计水量 (8)2.2设计水质 (8)2.2.1设计进水水质 (8)第三章工艺设计 (9)3.1工艺流程图 (9)3.2工艺流程描述 (9)3.3物料衡算 (11)3.4管线布置原则 (12)第四章相关专业要求 (13)4.1噪音控制 (13)4.2消防系统 (13)4.3安全劳动保护和工业卫生 (13)4.4设备及材料防腐 (13)第五章运行成本核算 (14)5.1.日常运行费 (14)5.2药剂费 (14)5.3人工费 (14)5.4吨水处理成本 (14)第六章环境效益 (15)6.1.1杜绝了糠醛生产废水造成的严重污染 (15)6.1.2 节约地下水资源 .......................................................... 错误！未定义书签。
6.2结论 (16)第七章服务与承诺 (18)第一章设计说明1.1 项目名称和主管单位项目名称：糠醛污水处理设计单位：安阳佳盛化工设备有限责任公司1.2项目宗旨解决糠醛废水的污染问题，实现糠醛企业废水零排放，同时对废弃物资源加以利用使之转化为经济效益。
1.3工程概述糠醛加工生产工艺流程为：将玉米芯破碎，通入蒸汽、稀硫酸水解，冷凝，得原液，再用蒸馏塔进行蒸馏，得粗醛。
蒸馏塔进行蒸馏时，产生塔底废水，这也就是糠醛生产中主要的废水来源，被称为糠醛废水。
糠醛（furfural）又称呋喃甲醛，分子式是C5H4O2，分子量是96.08，熔点：-38.7℃，沸点：161.7℃，相对密度1.1594（20／4℃)。
其结构式为：纯糠醛是具有苦杏仁味的无色透明液体，与空气接触或与酸接触会变成深棕色，从分子结构可以看出，由于含有羰基、双键和二烯环醚等官能团，所以它可反映出醛、醚、二烯烃和芳香烃等特征，是重要的有机化工溶剂和生产原料，可用于生产合成纤维、合成橡胶、塑料、铸造树脂、医药、农药染料、香料等工业产品。
糠醛生产的基本原理是以含丰富多聚戊糖的植物（如甘蔗渣、玉米芯）为原料，在催化剂（稀酸，如：稀硫酸或稀盐酸）存在下进行高温加热，使多聚戊糖水解，然后在同样条件下，使戊糖脱水生成糠醛。
其基本化学反应可表示为：工艺流程可用框图表示如下：我公司在总结以往的污水工程经验和参考了同类污水工程经验的基础上，编制了《糠醛废水设计方案》，供贵公司领导和专家审阅。
糠醛的生产工艺简单，原料丰富。
但在生产的过程中产生大量的污染物，对生态环境有很大的破坏。
一般年产五千吨的糠醛厂，日废水排放量要在240-320吨左右，COD在15000-20000之间，约含1.5-2%的醋酸，系污染的主要物质，如无良好的治理措施，会对地表水及地下水造成严重污染。
1.4设计原则和依据1.4.1指导思想综合总体环境设计，以及该项目实际情况，充分考虑可能的环境因素，坚持如下基本思想：1）严格执行国家及当地环保部门的各项规定，确保排放污水各项指标达到规定的标准；2）采用先进、可靠的处理工艺，选用使用适用的设备、器材最大限度的节省工程投资和运行费用；3）操作、管理方便，技术简单，宜于长期使用；4）系统运行灵活、管理方便、维修简单尽量考虑操作自动化，减少操作强度。
1.4.2设计原则a.本设计方案严格执行国家有关清洁工艺的要求，本方案的宗旨——将所有糠醛废水全部转换为蒸汽，以供水解工段使用，废水实现零排放。
即：不对环境排放污水。
b.在保证处理效果的基础上，采用新技术、新材料，确实保证实用性与先进性兼顾；c.处理系统运行方面具有2个特点：调整的灵活性和工艺的适应性。
d.管理、运行、维修方便。
必要控制点采用自控设施，减少劳动强度；e.降低噪声，消除异味，尽量改善废水处理站及周围的环境；1.4.3设计依据1）《污水综合排放标准》(GB8978-1996)；1.5设计范围1.5.1.设计内容糠醛废水处理及回用工程方案设计。
1.5.2.设计范围包括工艺流程、占地面积、装机容量、主要设备及构筑物的工艺尺寸计算、主要工艺管路计算、高程布置计算。
第二章设计水量和水质2.1设计水量根据业主提供，每年生产300天，设计废水排放量240-320第三章工艺设计3.1工艺流程图饱和蒸汽初馏废液吸附水解工段3.2供给结晶产品使用。
结晶部分：将余液经过结晶产生醋酸钠产品。
本系统将废液蒸发转化为生产过程可用的蒸汽和醋酸钠产品，，实行清洁生产工艺，有利于水资源的保护。
在具有社会经济效益的同时更具环境绩效。
1）废水中和：利用廉价的纯碱，在中和池器内中和废水中的乙酸,纯碱进入水中生成氢氧化钠和二氧化碳，氢氧化钠中的OH-与醋酸中的H+发生中和反应生成水，使废水的PH升高呈中性，便于后续处理，废水的接触时间为0.8 -1小时，使该废水中和到PH值6-6.5；投加后进行流体搅拌，加速反应。
反应方程式：Na2CO3+H2O=2NaOH+CO2↑NaOH +CH3COOH→CH3COONa+H2O或2CH3COOH +Na2CO3→2CH3COONa +H2O+CO2↑2）吸附去杂：利用粉状活性炭巨大的比表面积对大分子的有机物进行吸附，去除杂质、色素，避免有机大分子在浓缩时高温聚合，堵塞管路，减少色素，使产品色泽清澈。
3）残液浓缩：蒸发工艺由3部分组成：被蒸发液——糠醛废水；热媒质——锅炉蒸汽和二次蒸汽；经中和PH值为6～6.5的废水进入双效蒸发系统，废水首先进入预热器。
为了充分利用能源，预热器加入介质引用蒸发器的冷凝水，经过冷却仍回到锅炉。
废水在管程内被冷凝水加热，冷凝水温度160-170℃之间，管程废水经过加热进入双效蒸发器，被来自锅炉蒸汽继续加热。
为了强化液-汽转化效果，双效系统在1.5MPa的中高压状态下运行，使废水高沸点下沸腾。
使得二次蒸汽在1.2MPa状态下排出供给水解工段使用。
蒸发器选用依据：本套系统蒸发器选用升膜体外循环式蒸发器。
其优点：传热系数大和蒸发彻底。
3.3CH3(4.1-5.5t/d) (3.7-4.9t/d) (200t/d)结晶品(6.9-9.3t/d)3.4管线布置原则（1）除必须埋设地下的管道外，管道应尽可能布置在地上，按照条件采用集中管架或管墩铺设以节约投资、减少占地并便于施工和检修。
（2）管线交叉时的避让原则是：小管让大管；压力管让重力管；软管让硬管；临时管让永久管。
大管径压力较高的给水管应避免靠近建筑物布置，管架或地下管线应适当留有余位以备工厂发展需要。
（3）便于操作和控制。
对于操作和检修的场所不出现妨碍，管道布置时以便利为主。
（4）整齐美观。
第四章相关专业要求4.1噪音控制设计标准：执行《工业厂界噪声标准》中的标准。
4.2消防系统污水处理过程属不可燃烧过程，火灾危险属于丁类。
根据《建筑灭火器配置设计规范》（GBJ140-90）和《建筑设计防火规范》（GBJ16-87），在操作房内设置灭火器即可。
4.3安全劳动保护和工业卫生1）低压配电设备的布置均符合国家设计规范对电气安全的各项规定；2）工业厂房布置临近道路，并预留消防通道；3）在操作房中配置防护手套等；4）选用低噪音设备，确保噪音达标。
4.4设备及材料防腐1）化学品溶液管线，均使用UPVC或ABS、不锈钢管；2）化学品储槽采用有机玻璃或不锈钢容器；3）液下具有腐蚀性的流体，其输送设备的选型均考虑防腐。
第五章运行成本核算5.1.维修费: 维修费E1=2000元/月=67元/天5.2药剂费: 纯碱日使用量4.3t/d，价格以800 元/t计，活性炭按4000元/吨，每吨水消耗0.3Kg,每天用85Kg则：E2=4.3×800+85×4=3780元/d5.3人工费: 工人以三班计，每班3人，工人工资以50 元/人·日计算，则：E3=50 元/人·日×3 班/日×3人/班=450 元/d 5.4动力消耗70kw: E4=70×0.65×24=1092元/天5.5每吨废水处理成本E5=（67+3780+450+1092）/280=19.2元/吨废水5.6醋酸钠价值按1000元/吨计（6.9+9.3）/2*1000=8100元产生效益E6=8100/280=28.9元/吨废水实际处理废水综合效益E0=28.9-19.2=9.7元/吨废水第六章环境效益6.1 杜绝了糠醛生产废水造成的严重污染糠醛生产废水危害性表现如下：a.热污染糠醛废水温度高，排出时一般都在90℃以上，排入湖泊河流后，造成水体局部水温骤升，由于水温升高使水中溶解氧减少，水体处于缺氧状态，同时又使水生生物代谢率增高而需要更多的氧，造成一些水生生物在热效力作用下发育受阻或死亡，从而影响环境和生态平衡。
此外，河水水温上升给一些致病微生物造成人工温床，使它们得以滋生、泛滥，引起疾病，危害人类健康。
b.糠醛废水中糠醛的危害途径：吸入、食入、经皮吸收。
健康危害：蒸气有强烈的刺激性，并有麻醉作用。
动物吸入、摄入或经皮肤吸收均可引起急性中毒，表现有呼吸道刺激、肺水肿、肝损害、中枢神经系统损害、呼吸中枢麻痹，以致死亡。
糠醛毒性：属中等毒类。
急性毒性：LD5065mg/kg(大鼠经口)；LC50153ppm，4小时(大鼠吸入)；人经口500mg/kg最小致死剂量。
亚急性和慢性毒性：狗吸入507mg/m3，6小时/天，5天/周，肝脂肪变性；人吸入7.4～52.7mg/m3×3个月，发生粘膜刺激、结膜炎、流泪、头痛。
致突变性：微粒体致突变，鼠伤寒沙门氏菌7ul/皿。
细胞遗传学分析：仓鼠卵巢2500umol/L。
c.糠醛废水中醋酸的危害侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。
健康危害：吸入后对鼻、喉和呼吸道有刺激性。
对眼有强烈刺激作用。
皮肤接触，轻者出现红斑，重者引起化学灼伤。
误服浓乙酸，口腔和消化道可产生糜烂，重者可因休克而致死。
慢性影响：眼睑水肿、结膜充血、慢性咽炎和支气管炎。
长期反复接触，可致皮肤干燥、脱脂和皮炎。
醋酸毒性：属低毒类。
可见，糠醛废水未经处理后排放到自然水体中，会对自然生物及其人类造成重大伤害。
因此，实现糠醛废水零排放可有效的杜绝糠醛生产废水产生的危害。
6.2结论1. 本工艺通过废水中添加部分廉价纯碱，中和废水中的醋酸，减少设备的腐蚀性，得到化工副产品醋酸钠，实现清洁化生产工艺，真正达到废水零排放，处理废水出效益的新型清洁化生产工艺。
