焦化行业每年排放出大量的剩余氨水,其氨氮浓度较高,无法直接生化处理。目前,焦化行业普遍采用蒸氨工艺对剩余氨水进行预处理,但是蒸氨工艺存在能耗大、运行费用高等问题。本文对蒸氨工艺的处理效果和蒸汽能耗进行分析,针对造成蒸汽消耗量大的原因,提出节能工艺,为蒸氨工艺的节能技术改造提供参考和指导。
首先采用间歇蒸馏的方式处理模拟氨水,对蒸馏过程进行初步探索。结果表明,间歇蒸馏过程中,初始pH和蒸发量越大,总氨去除率越高。但是,随着氨的去除,传质速率下降,去除单位质量的氨氮消耗的能量增加。
进一步采用填料塔在常压下对连续蒸氨过程进行了研究,重点考察了进水温度、初始总氨浓度、初始pH和蒸汽流量对总氨去除率的影响。结果表明,总氨去除率随进水温度、初始pH、蒸汽流量的增加而提高;随初始总氨浓度的增加先升高后降低,但是去除的氨氮总量是不断增加的。从传质理论分析,影响蒸氨效果及蒸汽消耗的根本因素为传质速率。此外,基于填料塔传质单元理论,利用试验所得到的结果建立了出水总氨、游离氨浓度与蒸汽流量的关联式,并绘制了出水氨浓度随蒸汽单耗的变化曲线。曲线结果显示,要求的出水氨浓度越低,蒸汽单耗越大,去除单位质量氨氮所需能耗增加越显著。因此,减少低浓度段的蒸汽消耗是解决蒸氨工艺能耗大的有效途径。
针对低浓度段传质速率低,所需蒸汽量大这一问题,提出在低浓度段采用空气吹脱代替蒸汽汽提的蒸氨-吹脱节能新工艺,该工艺流程主要由加碱、换热、蒸氨、吹脱、吸收五部分组成。适宜的蒸氨-吹脱工艺操作参数为:蒸氨工序进水温度90℃左右,进水pH为11.2,蒸汽单耗81.3kg/t(氨水);吹脱工序适宜的进水温度为60~70℃,进水pH为10.4,气液比2000。采用蒸氨-吹脱工艺处理总氨浓度3500mg/L的模拟氨水,首先经蒸氨处理到600mg/L左右,再进一步采用吹脱处理到200mg/L以下。结果表明,采用节能新工艺处理氨水较直接蒸氨工艺可降低蒸汽单耗48.7kg/t(氨水),节约蒸汽37.5％;处理每t氨水,可节省处理费用3.87元。可见,新工艺节能效果显著,可为焦化行业带来较大的经济效益。
- 作 者：
- 姚晓琰
- 学科专业：
- 环境工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 天津大学
- 导师姓名：
- 张书廷
- 学位年度：
- 2013
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
