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化工工藝技術范文1
關鍵詞:硫回收;煤化工;克勞斯反應;濃縮硫化氫酸性氣;節能減排
1 前言
我國煤炭儲量豐富,國家對煤碳資源的開發力度利用不斷加大,以煤為原料生產化肥、甲醇等化工產品的煤化工產業進入了一個快速發展的階段迅速,隨著對煤化工下游產品產業鏈的延伸開拓,煤化工產業的發展將會進入新的發展階段仍將繼續保持快速發展的勢頭。硫回收是煤化工裝置不可缺少的工段,主要是處理工藝過程中分離出的含H2S酸性氣,利用不同的工藝原理和技術將原料中的組分硫轉化成硫磺或硫酸等化工產品。
隨著人類科技文明和工業化程度的不斷提高,環境污染及氣候變化問題也越來越突出,已成為世界性的難題,人類利用地球資源的同時,必須加強對地球環境、自然氣候的保護;煤化工領域硫回收技術對減少裝置有害氣體的排放,保護環境有著重要意義,符合國家節能減排政策,因此加強利用和優化硫回收工藝技術對保護人類生存環境意義重大。
2 硫回收工藝原理
目前煤化工裝置硫回收技術非常廣泛,主要以克勞斯制硫工藝為主導,另外還有堿吸收法制硫、WSA制硫酸工藝等。技術專有商包括荷蘭JOCABS、德國魯奇、美國洛凱特、美國KPS、美國殼牌康世富、丹麥托普索等,國內專業硫回收技術公司主要有山東三維等。
2.1 克勞斯硫回收工藝
煤化工裝置低溫甲醇洗工段分離的含H2S酸性氣制硫磺工藝基本是在克勞斯技術基礎上發展起來的??藙谒沽蚧厥展に囍饕譃樗嵝詺馊紵磻?、酸性氣催化反應、反應尾氣處理三個部分。
2.2 堿吸收(生物脫硫或絡合鐵法)工藝LoCAT及生物制硫
該工藝用溶液(堿液)吸收的方式脫除硫化氫,然后通過鐵變價法或生物法將堿液再生。美國洛凱特(LO-CAT)和殼牌生物脫硫均屬于該類工藝。
該工藝特點是工藝簡單,回收率高。可直接處理H2S 濃度很低的合成氣。缺點是再生反應器尺寸較大,操作費用較高。
這兩種工藝手上資料有限,僅作介紹。
2.3 WSA制酸工藝
該法是將來自低溫甲醇洗的含H2S酸性氣全部燃燒生成二氧化硫,二氧化硫通過催化氧化生成三氧化硫,與水結合生成硫酸。
3 硫回收工藝技術特點
硫回收因產品不同,工藝流程有所差異,硫磺因其易儲存運輸,用量大,所以多數煤化工裝置硫回收均采用制硫工藝;如果工廠本身需要使用硫酸,硫回收工段采用制酸工藝更為適宜。
這里著重分析克勞斯制硫工藝。
(1)酸性氣預處理:目前克勞斯制硫工藝酸性氣進入燃燒段前均設有甲醇分離工序,用于脫除酸性氣中含有的甲醇組分,一般都設有甲醇分液罐,有的技術還設有甲醇洗滌塔,荷蘭JOCABS公司對于甲醇對后續反應的影響提出過甲醇在燃燒過程中會生成噻吩使后續催化反應的催化劑積碳而影響催化劑性能,但沒有明確的驗證和文章解釋。
(2)酸性氣燃燒:根據酸性氣中H2S含量不同,通常采用部分燃燒法和分流法。酸性氣濃度較高時采用部分燃燒法,酸性氣濃度較低時常采用分流法。目前酸性氣燃燒多采用分流工藝,即一定比例的酸性氣在燒嘴進行燃燒反應,另一部分氣分流至燃燒爐后段,比例約3:1,這樣可保證燒嘴燃燒溫度在1000℃以上以及火焰的穩定性。
(3)自燃燒爐出來的工藝氣經過廢鍋冷凝將硫分離出來,進入克勞斯催化反應工序前需要將溫度升至230℃以上,有些工藝采用預熱器如荷蘭JOCABS,也有采用高溫摻和閥(魯奇、山東三維)引一股燃燒爐的高溫工藝氣與冷凝后工藝氣混合達到反應要求溫度;因摻和溫度高,所以對高溫摻和閥的制造加工要求高,在魯奇工藝包中,該閥屬于專供設備;山東三維也將該閥作為專利設備隨工藝包附帶。高溫摻和閥因熱應力及沖刷腐蝕制造難度大,推薦換熱器預熱型式。
(4)在催化反應階段降低溫度對化學平衡有利,但為了保證有機硫水解,一級催化反應器宜適當提高反應溫度,縮短反應達到平衡轉化率的時間,從而提高轉化率。
克勞斯反應催化劑主要有:
(5)通過不同催化劑的相互組合,達到理想的反應轉化率,但通過二級或三級克勞斯催化反應,尾氣中硫含量是不能達到規范要求的指標,需要進一步處理。
(6)硫回收制硫工藝進行歸納可分為三大類:克勞斯延伸型工藝:包括超級克勞斯工藝、超優工藝等;克勞斯尾氣處理型工藝,即尾氣加氫還原+溶劑吸收:胺吸收法及低溫斯科特等均屬于該類工藝;另外還有堿吸收工藝:包括上文所述生物脫硫和絡合鐵工藝。
3 結論
通過對對于煤化工項目硫回收裝置工藝技術分析,我們看到,在滿足國家環保要求,技術先進可靠,同時要求投資和操作費用又較低的前提下,克勞斯延伸型工藝是我國目前煤化工領域硫回收裝置的最佳工藝選擇。隨著國家對環保要求的進一步提高,克勞斯反應尾氣的處理將會由延伸型工藝向尾氣處理型工藝和節能環保型工藝轉變。
參考文獻
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作者簡介
自2003年太原理工大學畢業后從事煤化工項目設計工作已有10年,積累了豐富的經驗,任職經歷
化工工藝技術范文2
關鍵詞 化工工程;機械設備;安裝工藝技術
中圖分類號 TQ050 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2013)011-0180-01
隨著我國化工技術的不斷發展與進步,我國化工企業的各種機械設備也進行了必要的更新,這些新型化工機械設備的使用使我國的化工生產更加安全、穩定及高效。化工機械設備的安裝作為化工機械設備投入使用的關鍵步驟,其工藝技術的水平對以后化工機械設備的運行狀況有直接影響,雖然我國的化工機械設備的安裝工藝技術取得了較大的發展與進步,但在實際操作中仍存在著各種各樣的問題,相關人員必須要對其進行針對性的解決,保證我國化工企業的正常發展。
1 對化工機械設備進行清點檢查和確認
在化工機械設備安裝之前,要對其進行清點檢查以及編號記錄,然后根據安裝設計圖紙對其具體方位進行標定。同時還要對化工機械設備進行解體檢查與技術記錄,除非該設備據別制造廠出具的書面證明,對化工機械設備的設計接口以及制造設備的一致性、土建基礎的預留孔與地腳螺栓孔的一致性以及管道接口與重要設備的一致性進行必要的復查。另外,化工機械設備的接口與敞口還要進行加堵以及加蓋等封閉性處理,以免有異物進入設備內部,影響其正常運轉。
2 設備基礎和澆注
化工機械設備安裝時的土建基礎要經過驗收,并確認合格之后才能夠辦理移交簽證手續,把鍋爐縱橫的中心線、基準點或者廠房建筑作為基礎劃線的依據。同時還要保證設備機架的底部和基礎上表面之間的間隙不能小于五十毫米,墊鐵的混凝土面一定要琢平,并且其接觸面必須要均勻,還要大于75%,另外,每一組的墊鐵數目最多為三塊。在對設備基礎進行二次澆注之前,要把臺板、基礎框架以及地腳螺栓孔的焊渣以及油垢等處理干凈并打出毛面。在對設備基礎進行二次澆注時必須要填寫相應的申請單,同時還要派遣專門的人員進行配合,把設備的機座架進行澆注。在確保二次澆灌層的強度達到或者超過了設計強度規定的70%以后,才可以開展聯接管道、二次找正、對輪以及緊固地腳螺栓等工作。
3 減速機、聯軸節以及設備軸承的安裝
在對滑動軸承進行安裝時必須要保證其軸瓦烏金瓦面無裂紋、氣孔、砂眼以及脫胎等現象;在對滾動軸承進行安裝時應保證其型號滿足設計的要求,其外觀應無銹蝕、重皮以及裂紋等問題。同時,軸承之間的總游動間隙必須要滿足化工機械設備的相關技術要求,軸承座不能存在砂眼以及裂紋等缺陷,其內外也不能出現型砂以及毛刺。在安裝軸承座油室或者水室的冷卻水管之前必須要對水壓進行測試,測試合格后才能進行安裝;聯軸節不能夠串用,只能成對使用。在安裝聯軸節的過程中不能放入沖打軸以及墊片,同時鍵槽與健之間不能存在間隙,其頂部的間隙也應保持在一定的范圍之內。減速機的軸和齒輪的裝配不能夠松動,機體與機蓋法蘭結合面必須要嚴密,以免出現漏油現象。另外,軸承座的絲堵以及油杯必須要裝配齊全,避免出現滲油現象。靠背輪必須要安裝相應的保護罩,同時其制作工作也要相對美觀,并把設備的旋轉方向標示出來。
4 對化工機械設備進行安裝
在對化工機械設備進行安裝之前必須要對其內部的鎖緊裝置進行必要的復查,保證其安裝能夠完整和牢固。如果化工機械設備沒有機架座,那么應在現場來配置合適的機架座,只有在機架座安裝完畢之后才能對化工機械設備進行安裝。對于廠家設備,如果未得到批準與許可,不能隨意地進行切割與施焊,如果需要變更必須要經過制造廠的同意。如果在對設備進行組合及安裝的過程中發現設備存在著制造缺陷,那么應及時聯系設備制造商進行研究處理,以免給化工生產帶來安全隱患,保證化工生產的安全、健康運行,為化工企業的發展與進步打下良好的基礎。
5 對設備的密封面進行必要的處理
對于化工機械設備的密封面應進行涂色處理,并用平板對設備的接觸情況進行必要的檢查,化工機械設備的主要閥門及法蘭密封面整圈要保持連續接觸,不能出現間斷情況,同時還必須要符合相關規定?;C械設備之間的油結合面必須要保證接觸均勻并且平整光滑,不能存在貫通的溝痕,如果化工機械設備存在接觸不良現象應進行及時的研制與處理。除此之外,對于化工機械設備油接口法蘭面還要進行必要的涂色檢查,如存在涂色不全面或者涂色不符合標準等問題,必須要進行研制與處理。對于化工機械設備的絲扣聯接件也要涂抹相應的墊料以及涂料,并保證聯接的牢固性。在安裝油位計和水位計時要保證安裝位置的易觀察以及正確,同時其保護罩的工藝也要美觀。另外,在安裝平臺梯子的欄桿時也要嚴格依照設計圖紙進行施工,保證其能夠符合化工機械設備安裝工藝的具體要求。
6 結束語
化工機械設備的安裝工藝技術和設備能否健康可靠的運行有直接影響,任何小的問題都可能導致化工機械設備運行的異常,比如系統的疏忽會引發燒損停機,法蘭緊固不均會導致密封墊被沖破,聯件鎖的問題會導致機件的松動,這些問題如果處理得不到位,很可能會引發嚴重的后果。因此,在對化工機械設備進行安裝時必須要嚴格遵守安裝的科學流程,不斷提高安裝工藝技術水平以及安裝的質量,使化工生產工作能夠順利開展。
參考文獻
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化工工藝技術范文3
[關鍵詞]煤化工;零排放;超濾;反滲透;正滲透;蒸發結晶
中圖分類號:V512 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)11-0020-01
隨著煤化工項目的不斷發展以及日益嚴重的水資源和環境污染問題,工業污水的污染已經成為我國經濟發展的絆腳石,同時在全球范圍內也引起了相關專家和學者的共同關注。怎樣平穩地過渡--既不傷害生態環境,又能發展工業,是全球面臨的共同課題。有效的水資源管控和廢水的回收利用是污水零排放的前提和保障。
一、煤化工污水的特點分析
要實現污水回用并實現“零排放”,首先需確定回用水用途以及蒸發結晶后鹽的處理辦法,從而確定處理后水質、水量等數據,在此基礎上考慮工藝的可行性,以及投資、運行費用及設備維護等因素,采用最佳的處理方案確保系統高效、穩定、可靠運行。
煤化工污水具有成分復雜且水量較大的特點,一般包括煤氣化污水、循環水排污、化學水再生水、各裝置生產污水以及生活污水等,其中煤氣化污水具有高COD、高氨氮、含鹽量高(硬度、硅)等特點,也是最難處理的一股水,循環水排污水及化學水再生水具有含鹽量高(硬度、硅)的特點,各裝置生產污水及生活污水具有高COD的特點。
二、各階段工藝選擇
(一)生化處理階段
由于煤化工污水具有高COD、高氨氮的特點,所以在污水前期處理階段采用傳統生化處理方法去除水中COD和氨氮。并在生化處理的末端增加浸沒式超濾作為去除COD、SS、膠體的最后一個單元,產水可以達到COD
(二)除鹽階段
化學水再生水與循環水排污水與浸沒式超濾出水混合可以直接進入除鹽單元。除鹽單元主要包括濃縮單元和結晶單元。
1、濃縮單元
濃縮單元包括預處理單元(高密池+砂慮)、反滲透單元、離子交換單元、正滲透單元。
1)預處理單元
混合水質中鈣鎂硬度、懸浮物、膠體等較高,預處理是通過投加軟化藥劑去除水中的懸浮物、硬度、部分COD及膠體硅。
藥劑軟化法主要是投加化學藥劑(燒堿、石灰、純堿等),通過化學反應使鈣鎂離子沉淀析出,從而降低水的硬度。根據生產廢水水質特點(硬度高、堿度低),考慮采用燒堿-純堿軟化法(表1)。
燒堿-純堿軟化法藥劑投加量低,藥劑費用較低,除鎂效果好等優點。
2)超濾
預處理后的水總硬小于60,鈣硬在20左右。隨后進入超濾,進一步去除水中的膠體細菌、大分子有機物等。超濾膜孔徑在1-50nm。
3)反滲透(RO)單元
反滲透是借助于選擇透過性膜的性能,以壓力差為推動力的膜分離技術,當系統中所加的壓力大于溶液滲透壓時,水分子不斷的透過膜,經過產水流道流入中心管,然后在出水端流出,進水中的雜質如:離子、有機物、細菌等被截留在膜的進水側,然后在濃水端流出,從而達到淡水凈化的目的。反滲透的出水濃水進入正滲透,產水可回用。
4)正滲透(FO)單元
FO正滲透技術,是一項引進技術,正滲透膜依靠原水和汲取液間的自然滲透壓,使水分子通過滲透膜,從低滲透壓測到高滲透壓測。系統包括:正滲透本體系統、汲取液回收系統、濃水脫氮系統、產水精處理系統。
正滲透技術主要特點:常溫常壓運行方式、可選用合成材料,濃縮倍率達3~5倍,濃縮液TDS 180000~250000mg/L。
2、蒸發結晶單元
選擇兩效結晶TVR蒸汽再壓縮處理工藝,結晶干燥系統主要由結晶器、TVR蒸汽再濃縮、鹽漿脫水、冷凝液換熱、二次蒸汽冷卻等單元組成。
1)兩效結晶器
兩效蒸發是將兩個蒸發器串聯運行的蒸發操作,使蒸汽熱能得到多次利用,從而提高熱能的利用率。以兩效蒸發器為例,第一個蒸發器(稱為第一效)以生蒸汽作為加熱蒸汽,第二效以前一效的二次蒸汽作為加熱蒸汽,從而可大幅度減少生蒸汽的用量。每一效的二次蒸汽溫度總是低于其加熱蒸汽,故多效蒸發時各效的操作壓力及溶液沸騰溫度沿蒸汽流動方向依次降低。
兩效蒸發器的主要特點如下:
i)使用生蒸汽加熱,需要消耗大量蒸汽,相對電能消耗較少;
ii)前一效蒸發器內蒸發時所產生的二次蒸汽用作后一效蒸發器的加熱蒸汽,可節省一部分的蒸汽使用量;
iii)設備占地面積較大。
2)熱力蒸汽再壓縮技術―TVR
根據熱泵原理,來自沸騰室的蒸汽被加壓到較高壓力,此時,其所對應飽和蒸汽相對加熱室的蒸汽溫度更高,蒸汽則可被再次利用,而采用蒸汽噴射壓縮器即可達到要求。根據其效能特點,使用一臺熱力蒸汽壓縮器所節約的能源與增加一效蒸發器所節約的能源相當。因此目前被較為廣泛地使用,但熱力蒸汽壓縮器的操作需一定數量的鮮蒸汽,即動力蒸汽,大約可節能60%。
來自全廠的中低壓蒸汽經減溫減壓進入TVR噴射器,與來自一效結晶器單元的二次蒸汽及冷凝液混合,實現二次蒸汽的再濃縮,之后進入換熱器,提供換熱需要的熱源。
3)鹽漿脫水
來自結晶器的壓力流鹽漿進入旋流分離器,實現硫酸鈣與鹽漿的分離濃縮,濃縮后的鹽漿直接進入離心脫水機進行脫水,產生的混合固體外運處置。
三、結論
要達到煤化工污水“零排放”的目的,就必須對污水深度處理回用。煤化工污水量大、水質復雜,其較高的含鹽量利用成熟的反滲透技術及正滲透技術處理較為經濟可行。再利用蒸發結晶技術將濃鹽水收集填埋,從而實現煤化工污水“零排放”。
參考文獻
化工工藝技術范文4
[關鍵詞]石油化工企業;污水回用;進展
中圖分類號:TU276.7 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)44-0034-01
我國的石油化工工業污水一般采“隔油―浮選―生化”的處理工藝,絕大多數石油化工企業的外排水雖可以達標,但石油化工污水的排放量逐年增加,必然會導致各種污染物在水體、土壤或生物體中的富集,經歷復雜的遷移轉化過程,仍會帶來一定程度上的污染。近年來,隨著三次采油技術的不斷深入,進廠原油的含水量和其他用于驅油改性的化學物質種類及含量大幅度增加,煉廠電脫鹽及后續生產工藝污水排放量明顯增加,且隨著經濟的快速發展,人們對石油產品的需求量與日俱增,2013年我國加工原油4.84億t,按我國目前加工工藝和污水處理現狀,僅煉廠就向環境排放2.85億t~12.35億t污水,而我因人均水資源還不到世界平均水平的1/4,數水資源嚴重短缺的國家,石油化工企業發展壯大與水資源嚴重短缺矛盾日益尖銳,這也為石油化工企業污水深度處理回用技術的發展提供了一定的機遇。因此,研究適宜的污水深度處理工藝以保證石油化工污水循環回用顯得十分必要。
1 石油化工污水治理現狀
1.1 石油化工污水治理典型工藝流程
1.2 治理現狀
石油化工污水處理技術按治理程度分為一級處理、二級處理和三級處理。一級處理所用的萬法包括格柵、沉砂、調整酸堿度、破乳、隔油、氣浮、粗粒化等;二級處理方法主要是生物治理,如活性污泥、生化曝氣池、生物膜法、生物濾池、接觸氧化、氧化塘法等;三級處理方法有吸附法、化學耗氧法、膜法等。煉廠污水一般經二級處理可達標排放。 國內采用三級處理的企業極少,而國外很多石油化工廠污水一般都有三級或深度處理工藝。
2 石油化工污水處理面臨的問題
我國的石油中重質油和含硫原油相對密度大,為提高輕質化程度,加大了化學加工工藝的難度,加工過程中產生的廢水成分復雜、排污量多,廢水處理難度大。按現在的發展速度,2013年原油加工量將達2.84億t,石油化工污水就達2.85億t~12.35億tt。全國有大型煉廠80多家,中小煉廠不計其數,據國家環保局統計,真正達到規定排放標準的不足50%。水資源的嚴重短缺和環境因素制約著我國石油化工企業的進一步發展壯大。為解決這些問題。研究適宜的污水深度處理工藝使石油化工污水循環回用是十分必要的。
3 回用水深度處理方法
深度處理技術按照原理不同,可分為物理處理法、化學處理法和生物處理法。單一的深度處理技術一般只能去除某一類污染物,幾種技術有機耦合才能滿足回用水質的要求。
3.1 物理處理法
物理處理法主要包括沉淀、過濾、吸附、空氣吹脫、膜分離等。沉淀主要用于固液分離,澄清水質,去除大顆粒的絮體或懸浮物。過濾主要是澄清水質,可以去除大于3μm的懸浮物、病原菌等。常用的過濾介質有石英砂、褐煤、核桃皮、活性炭等。利用活性炭或某些粘土類材料的巨大比表面積吸附大分子有機物,去除色度,降低COD和去除某些無機離子。膜分離技術用于污水深度處理的歷史很短,但用途卻十分廣泛。根據膜材料孔徑的不同,可將其分為微濾、超濾、納濾和反滲透等幾種。
3.2 化學處理法
化學處理法主要有絮凝、化學氧化、消毒、離于交換、石灰處理、電化學和光化學處理等。絮凝是指投加無機或有機化學藥劑使膠體脫穩,凝結懸浮物、絮體等,去除懸浮物和膠體,常與沉淀、過濾等結合使用。化學氧化能去除COD、BOD、色度等還原性有機物或無機物,如O3氧化、H2O2+FeSO4氧化等,常與其它方法結合使用。消毒是指利用Cl2、ClO2、O3等殺生劑、UV和電化學方法殺滅細菌、藻類、病毒或蟲卵。離子交換能去除水中的陰、陽離子,用于咸水或半咸水脫鹽。石灰處理用于沉淀鈣、鎂離子,降低水的硬度,防止結垢。電化學、光化學處理能去除水中的難降解物質,如UV催化氧化或輻照處理,電水錘技術、脈沖電暈技術等,常與化學氧化結合應用。
3.3 生物處理法
生化處理技術中,較為典型和成功的是間歇式活性污泥法(SBR)和氧化溝。間歇式活性污泥法是將初沉池、反應池和二沉池各工序放在同一反應器(SBR反應器)中進行,處理過程分為進水、反應、沉降、出水、閑置五個階段。廢水在SBR反應器的曝氣過程中與污泥完全混合。完成降解反應后,停止曝氣,活性污泥顆粒在靜置中沉降,上層的清水自反應器中排出。SBR法的特點是簡化了工藝結構,提高了反應器的混合傳質效率,投資少,反應易于操作控制。氧化溝亦稱氧化渠或循環曝氣池,其特點是采用橫軸轉刷或豎軸表面葉輪曝氣來推動水流。該工藝能耗低,具有推流式和混合式兩者的特征。
4 石油化工污水深度處理用于回用的研究進展
4.1 國內石油化工污水深度處理與回用的研究進展
國內石油化工污水處理及回用的試驗與應用已有近三十年歷史。七、八十年代以來,東方紅煉油廠、長嶺煉油廠、大連紅星化工廠等先后將經過處理的外排水直接回用于循環冷卻水系統,由于回用水的腐蝕性、微生物、NH3―N、COD、BOD過高等原因,效果并不理想。90年代以來,世界范圍的缺水危機以及巨大的回用水處理市場促進了污水回用研究和應用的快速發展,煉化污水深度處理及回用的研究不斷深入,使長期存在的問題:腐蝕性問題;微生物的去除;NH3―N影響的解決;COD、BOD的降低等基本得到解決。
上述處理方法和工藝均為近十年間國內處理效果較好的石油化工污水回用的深度處理技術與工藝,部分綜合處理工藝所處理的污水主要指標已達地面水Ⅳ級標準,完全可以循環回用。
4.2 我國石油化工污水深度處理與回用的研究進展
國外石油化工污水的處理和回用研究始于20世紀四、五十年代。最初,石油化工污水的處理多采用“隔油―浮選―生化處理(活性污泥法)―沉淀”的工藝流程,甚至僅有隔油、過濾等物理化學處理流程,該工藝對COD、油有一定的去除效果,處理后的水一般外排,和回用的水質要求差距較遠;70年代,一些先進而成熟的水處理技術或工藝應用于石油化工污水處理領域,使處理后的水質越來越好,A/A/O工芝、厭氧―好氧生物處理工藝、氧化溝、序批式生物反應器(SBR)、生物濾池、生物流化床等先后出現在石油化工污水的處理系統中。新型曝氣方式和新的填料在處理裝置中的應用使污水的外排不僅可以達到標準,而且部分水質指標與回用要求相近;90年代以后,O3氧化、生物活性炭法(BAC)、膜分離、膜生物反應器(MBR)、光化學及電化學等水的深度處理技術成為國內外石油化工污水回用研究的熱點,處理后出水的水質甚至可以達到飲用水標準,完全能回朋于工業生產和生活中。例如Joel H A和Holger Gulyas等采用三級或深度處理工藝,因此其出水水質好,水的重復利用率高;美國的Knoblock等人將膜過濾與生物反應器結合用于深度處理石油化工污水,裝置長期運行十分穩定,出水水質優良??傊瑖獾氖突の鬯幚磉\用了多種凈水技術,工藝流程較長,污水回用率高,但其處理費用也很高。
化工工藝技術范文5
關鍵詞:化學清洗工藝;化學清洗方式;清洗技術
化學清洗工藝技術是在工業發展背景下發展而來的一種全新工藝技術,在二十世紀七十年代中期,隨著我國工業領域的高速發展與各類大形式化設備的應用,化學清洗技術在我國得到了持續發展,在機械行業與化工行業中起到了重要作用。應用化學清洗技術,不僅能夠對設備及管道在建設階段與運行過程中產生的污染物進行全面清理,還可以穩步提升設備的運轉效率,延長整體使用壽命。針對不同的系統來說,化學清洗方式與清洗工藝并不完全一致,因此,在應用化學清洗工藝技術的實際過程中,必須展開更加深入的研究,確保其能夠更好地發揮自身的實際作用。
1化學清洗工藝技術的主要作用
在各類新建的蒸汽管網系統與鍋爐中,其在運行階段主要有以下幾個步驟:加工、運輸、制造與安裝等。由此可以看出,無論是蒸汽管網系統還是鍋爐,其必然會產生大量的污染物,比如鐵銹皮、焊渣、防銹油與塵土等物質,這些都會對其正常運轉產生較為嚴重的影響。當前較為主流的應用方式是蒸汽吹掃,通過這種方式雖然可以清除鍋爐與管線中存在的一些游離雜質與松散污物,但其對管道內部的焊渣與焊瘤等污染物質很難徹底清除,如果蒸汽系統內部存在的雜質進入汽輪機中,就會導致機葉片受到不同程度的損壞,嚴重情況下還會帶來極大的經濟損失。因此,需要采用科學合理的化學清洗方式,徹底清除其中存在的焊渣與焊瘤等污染物質,采用化學清洗工藝技術,可以在金屬的表面部位形成一種鈍化致密的膜,進一步延長金屬管道的使用壽命。對于一些大型的石化設備來說,其在進行使用之前也要進行必要的化學清洗,從而在縮短蒸汽吹掃時間的同時,減少整體蒸汽的使用量,為相應企業帶來更高的經濟效益[1]。
2化學清洗工藝技術的具體方式
在展開化學清洗的實際過程中,大多采用的是循環清洗的方式,簡單來說,就在用泵對清洗液進行加壓處理過后,采用管道內部循環的方式將銹蝕進行脫除處理,在進行水沖洗與系統試壓過后,就要進行堿洗脫脂、水沖洗與漂洗,并在化學處理完畢后對廢液進行處理。其中,進行水沖洗與系統試壓的主要目的在于將系統內部存在的泥沙、積灰與金屬氧化物等污垢進行處理,并對臨時接管部位所產生的泄露情況展開全方位的檢查,而在實際沖洗過程中應當采取高位住滿、低點排放的方式,通過正反雙向沖洗進一步清除系統內部存在的雜物,確保沖洗速度可以穩定控制在0.25~1.0m/s。進行堿洗脫脂的主要目的在于將系統中存在的油脂與機油等油污進行清理,還可以將被清洗系統中存在的一些物理障礙物進行清除,確保在后續酸洗過程中所采用的酸液可以直接與清洗設備和清洗管道的表面部位進行接觸,從根本上促進金屬氧化物的溶解,確保其能夠產生更加優異的酸洗效果。在后續的堿洗過程中,要確保水能夠充滿整個系統之中,并適當加入一些脫脂藥劑,進行循環加熱后維持脫脂液堿度的平衡性。酸洗是整體化學清洗工藝技術中最為關鍵的步驟,通過酸洗能夠與鐵銹與焊渣等雜物產生一種電化學反應,進一步生成可溶性物質,而在選擇清洗劑的過程中,則要充分考慮到管線材質自身所具備的特殊性,為了避免管線在進行酸洗時產生腐蝕現象,就要在酸洗時應用一定的緩蝕劑與還原劑。當前應用較為廣泛的酸液主要有硫酸、檸檬酸與鹽酸等,輔助藥劑則是剝離劑、氨水與滲透劑等,在堿洗完畢后,要及時排出沖洗水,在系統中引入潔凈水,而后將預先調制好的酸洗液引入至系統中,確保酸液濃度能維持在標準范圍內。除此之外,化學清洗工藝中所采用的鈍化處理,主要目的在于保證清洗完畢的金屬表面可以形成磁性氧化鐵保護膜,防止其中產生二次浮銹,目前應用較為廣泛的鈍化方式主要包括磷酸鹽法、亞硝酸鈉法等,如果漂洗液中三價鐵離子的整體含量達到標準,就可以利用氫氧化鈉對pH值進行適當調整,根據所用鈍化藥劑的不同,在具體的循環時間與溫度方面也要及時進行調整[2]。
3化學清洗工藝的技術指標
在化學清洗過程中,主要影響因素有以下幾方面內容,即清洗液濃度、清洗液種類與清洗液溫度等,在正式進行化學清洗之前,要對清洗設備或是管道的具體污染程度加以明確,以此為基礎確定所用的緩蝕劑、鈍化劑與清洗劑,科學合理地控制好濃度、用量與時間等工藝條件。同時,腐蝕速率作為影響整體化學清洗工藝效果的關鍵因素,應當采用失重掛片法來測定具體的腐蝕速率,在酸洗正式開始后,在管道的儀表口部位與清洗槽內部,都應當根據清洗對象的主要材質來掛放與之對應的腐蝕掛片。在酸洗結束過后及時取出掛片,并采用清水及時進行沖洗,放置到無水乙醇中浸泡2min左右,而后進行擦干處理并放入至干燥器中。根據清洗工藝上存在的差異,采用不同的計算方式更加準確地計算出腐蝕速率。通常情況下,金屬腐蝕的平均值應當低于4g/mh,而采用無機清洗劑的金屬腐蝕平均值則要低于6g/mh,而在化學清洗結束過后,要保證除銹率能夠維持在99%以上,確保被清洗設備的表面不會出現二次腐蝕、無鍍銅現象或是點蝕現象,使表面可以形成一種更加完整的鈍化膜。通過無惰性的金屬置換則能夠得出全新的結論,在無金屬粗晶析中產生的過洗現象通常都會出現無鍍銅或是無點蝕的現象,但其表面能夠形成完整的鈍化膜,這進一步延長了相應設備的使用壽命[3]。
4化學清洗工藝技術具備的經濟效益
化學清洗工藝技術具備清洗效果良好、清洗速度快與操作控制較為簡便等特征,在冶金領域、化工領域、軍工領域與機械領域等工業領域中得到了十分廣泛的應用,并且在近年來的發展進程中,化學清洗工藝技術逐漸成為一種獨立的行業技術。在所用的化工裝置中,大部分管道與設備都需要在沖洗與蒸汽重掃之前進行化學清洗,并且在實踐過程中可以明顯看出,如果不進行酸洗或是鈍化處理,或是清洗過后達不到標準要求,就會對后續的生產運行產生極其嚴重的后果。舉例說明,在某一個天然氣凈化廠中,其內部有7套天然氣聯合凈化裝置與完善的配套公用工程,年硫黃儲運裝置能夠穩定維持在240萬t左右,具備專業的硫黃外運鐵道,其作為一種特大型的天然氣凈化廠,還設立了動力鍋爐、余熱鍋爐、發電汽輪機與驅動汽輪機等多種設備,整體蒸汽管網系統十分復雜,這也對后續管網吹掃工作的開展產生了較為嚴重的影響。因此,為了進一步節約工作時間與人力資源,要提高對化學清洗工藝技術的重視程度,以此為基礎對蒸汽管網展開全方位清洗,考慮到天然氣凈化廠中的基本管線材質,要在選擇化學清洗劑時采用檸檬酸,檸檬酸在本質上屬于一種弱酸,其內部并不蘊含各類有害的氯離子,對設備本體并不會產生嚴重的腐蝕現象,而具體的清洗溫度則要穩定控制在70~90℃。在具體的工藝流程設計方面,要將天然氣凈化廠內部管線布置的具體情況作為基礎,選擇3臺左右的酸清洗泵,將其當作整體清洗系統的主要動力,利用清洗泵來建立較為完善的循環清洗系統,采用切換閥門的方式進行正向清洗與反向清洗,確保能夠取得預期的清洗效果。在清洗完畢后,整體天然氣凈化廠中蒸汽管網進行的化學清洗總共耗時為25d,在進行酸洗過后,蒸汽管網的吹掃歷時45d,相對于同類化工裝置的投產周期來說,整體縮短了將近30d左右,解決了4萬t的蒸汽,通過化學清洗工藝技術還可以在蒸汽管道的內部形成一種保護膜,這樣不僅能夠延長蒸汽管道的使用壽命,還能為相應企業帶來更高的經濟效益,對我國工業領域的可持續發展起到良好的促進作用。
5結束語
綜上所述,從具體的實踐過程中可以看出,化工企業中所采用的大型裝置在正式啟動之前通常都會采用化工清洗工藝技術對整體管道展開全面清洗,通過這種方式,不僅能夠大幅度減少后續蒸汽吹掃工作的時間與打靶次數,還可以保證設備始終維持在正常的運行狀態,大幅度降低蒸汽的使用量,確保設備能夠為企業創造出更加優異的經濟效益與社會效益。這就需要進一步提高對化學清洗工藝技術的重視程度,并將其有效應用在各類工業領域,在保證設備運轉安全系數的同時,延長設備的使用壽命。
參考文獻:
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[2]方明德.防靜電服耐皂洗色牢度檢測方法研究[J].化纖與紡織技術,2021,50(1):64-66.
化工工藝技術范文6
1綠色化工技術概述
在化工領域中的綠色化工技術具有非常重要的作用,通過實施綠色化工技術,能有效保證化工生產對環境問題所造成的污染情況,希望能夠進一步提升化工技術創新,通過合理的工藝技術的進步,有效控制化學原料中廢棄物所帶給環境的危害。所以,應該充分重視有毒的廢棄物的排放問題,充分利用好廢棄物資源回收技術,保證資源利用效率的進一步提升,根據規范標準,通過對污染物的排放嚴格控制,以充分發揮綠色化學工業技術的優勢。
2化學工程工藝中綠色化工技術的開拓
2.1化學催化劑選取
分析化工領域中的具體生產,化學催化劑則具有廣泛的用處,也是化工領域中不可或缺的,能明顯提升化工產生效率。與此同時,也不可避免會造成大量的有毒廢棄物的排放,會造成周邊環境的不可替代的危害情況存在。所以,在相應的綠色化工技術研發過程中,應該重點落實如何進行無毒無害化學催化劑的開發,并在此基礎上,充分有效控制好各種有毒廢棄物的排放工作[3,4]。另外,還應該結合項目的要求,做好催化劑的選取工作,一般情況下,首選毒性小、危害程度低的催化劑,保證化工工業的綠色發展。結合現階段的化工產業發展趨勢,針對無毒害催化劑研發已經取得一定的進展,比如,針對烷基化固相催化劑來說,這種無毒害的催化劑,并沒有造成環境的實際污染問題,應該在合適的項目中進行推廣應用。另外主要指出一點,針對無毒害化學催化劑的研發工作,應根據相關規定標準要求,嚴格控制好廢棄物排放量,并重視排放的廢棄物循環問題,進一步提升資源的有效利用率。
2.2化學原料選取
對于綠色化工技術中的化學原料部分,也應該引起足夠的重視,并從根本的污染源方面進行嚴格控制,保證環境污染問題得到一定程度的解決。當前,綠色無污染化工原料的研發過程中,還存在一定的不足之處,依然會造成大量的污染物在生產中產生,出現一定的環境污染問題。所以,應該結合項目實際需求,盡量選擇毒性小或者無毒的原材料,盡量不添加化學藥劑。比如,比較好的材料包括天然農作物、天然植物等方面。隨著化工工業的深入發展,應該從環保的角度考慮,盡可能放棄有毒害的材料的使用,而大力推廣無污染、無毒害的原材料,從源頭上盡量降低環境污染的問題,也有利于無毒害材料進一步推廣使用。
2.3化學反應選擇性深化
在研發綠色化工技術時,還應該重視化學反應選擇性方面的問題,能提升化學生成物的提取的效率,使其能夠符合相關的環境標準要求,進一步降低化工生產的成本,保證滿足提升資源利用效率的預期要求。比如,我們經常把烴類選擇性氧化物應用在石油化工領域中,主要是考慮到化學反應中極易氧化性的特征,這就會造成生成物存在嚴重的損害和浸染的可能。所以,應該進一步深化化學反應選擇性的工作,避免出現損壞生成物的反應條件,從而符合化工綠色生產的要求,有效解決環境污染難題。
3化學工程工藝中的綠色化工技術應用
3.1清潔生產技術應用
應充分發揮清潔生產技術的優勢,其不僅在廢棄物處理、海水淡化以及冶金方面具有較為廣泛的應用,由于不存在毒害反應,這樣自然也沒有污染物的產生。比如,具體的海水淡化處理中,利用此技術進行海水淡化,能夠有效提煉出海水中的鹽分或其他,能滿足日常生活的需求,并且在整體的應用環節中,清潔生產技術并不會出現污染環境的問題,沒有任何的潛在危害情況。
3.2生物技術的應用
針對生物化工技術的發展特點,利用生物技術的優勢能夠獲得很好的效果。一般來說,膜化學技術具有較為廣泛的應用范圍,并獲得良好的效果。利用生物技術,能充分利用好可再生資源,并將其轉變為有價值的化學品。充分利用酶的成分的催化劑作用,能夠保證反應速度的加快,控制選擇得當則不會出現污染廢棄物的問題,具有相對溫和的特性,對于化工產業的發展具有重要意義。傳統的化學生產中,原料大都選擇動植物內部的有機原料,在逐步發展中,才逐漸使用了自然中的煤炭和石油等資源。
3.3環境友好型產品應用
考慮到人們日常生活中的環境問題,應充分重視環境對于人們生活的影響,所以,在各個方面對于環境有著更為苛刻的要求。對于環境友好型產品來說,則是在日益嚴重的環境污染背景下,提出有效控制措施??紤]到傳統化石類的煤炭、石油等資源的應用,資源消耗中帶給了大氣的嚴重污染問題,引發人們身體健康的嚴重危害性,所以,應該積極開展新型環保產品的研發,這也是符合人們日益增強的環保意識的需求。比如,以酒精的生產為例,主要是利用天然甘蔗為主的原料,能夠通過技術發展生成新型乙醇汽油,實現汽油替代,具有一定的應用范圍。在越來越多實踐應用中,環境友好型綠色產品能夠有效降低環境污染所帶來的難題。
4綠色化工技術展望
化學工業中的綠色化工技術具有重要意義,對于我國社會的可持續化發展功不可沒,同時,綠色低碳科學理念也必將是未來化學工業發展的重要方面,這里結合當前的化學工業發展現狀,針對未來綠色化工技術的發展,應著重分析以下幾個方面的內容[5]:第一,通過直接轉化技術,使得合成步驟的“原子經濟”性有所提升。從實際的綠色角度來看,有機合同需要兩步或者三步才能完成,如果能將其縮短為一步的原子經濟反應,能充分體現出直接轉化技術的優勢。比如,在進行生產環氧丙烷的過程中,傳統則是利用兩步法的反映方式,在得到鈦硅分子篩后,可以滿足催化氧化丙烯制環氧丙烷的原子經濟新方法。誠然,在化工領域中,滿足原子經濟性的條件還比較困難,有些條件甚至還是不可能實現的,但是,應該不斷優化,充分利用化學反應的集成,能利用好排出的廢物,可將其作為另外反應的原料,滿足封閉循環的要求,實現零排放的需求。第二,保證輸入端能量和過程中能量的管理得到充分的重視,滿足整體循環過程中的能量消耗最低原則。在節能減排的指導原則下,不斷開發新技術和新工藝,替代傳統的排放量大、能耗高的技術,充分利用好新型的熱能、氫能以及太陽能資源,盡量減少碳排放。第三,保證輸出端CO2的集中轉化技術進一步提升。利用高效的催化材料,滿足高效活化、定向轉化CO2等技術的突破,通過電化學方法、光催化等手段,盡量實現工業生產中的CO2排放量最小的原則。
5結語
綜上所述,化工生產中的有害物質會造成環境污染問題,對社會持續穩定發展造成嚴重影響。所以,應該重視綠色化工技術的研發,充分利用綠色化工技術的優勢,實現環境污染問題得到有效控制,進一步綜合性利用資源,有利于實現化工行業的進一步健康、和諧發展。
參考文獻:
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