【摘要】：煤氣化廢水在煤氣生產(chǎn)制造的洗滌、冷凝和分餾部分排出。該水的特征表現(xiàn)在生物難以分解、組成多樣、污染物濃度大,其中氨和酚類物質(zhì)被認為是首要治理污染物。酚氨回收工藝流程主要由酸水汽提塔、萃取和溶劑回收系統(tǒng)組成,可有效脫除這類污染物。經(jīng)由煤氣化廢水成分的檢測,選取代表性組分,創(chuàng)建了模擬該廢水的熱力學(xué)模型,并以此完成了現(xiàn)存的酚氨回收流程穩(wěn)態(tài)操作的模擬,得到了該工藝過程中各操作單元的運行條件。然后,以酸水氣提塔為例,運用動態(tài)模擬考察其在面對某些干擾過程時的動態(tài)表現(xiàn)。結(jié)果表明通過控制酸性氣體流量來控制塔頂溫度的控制方案具有較好的控制性能,系統(tǒng)運行穩(wěn)定、易于操作。為了進一步實現(xiàn)節(jié)能的目的,本文基于現(xiàn)有廢水處理流程提出了一種酸水汽提塔和溶劑回收系統(tǒng)熱集成的酚氨回收工藝。在此提出的工藝中,將酸水汽提塔側(cè)線抽出的富氨氣用作熱源,分別與后一階段的溶劑汽提塔和溶劑汽提塔的再沸器進行熱交換。在相同的產(chǎn)品純度設(shè)計規(guī)定下,操作成本比現(xiàn)有流程節(jié)省約34%,年度化總費用可降低約30.8%。此外,萃取溶劑的遴選對酚回收流程和經(jīng)濟價值的產(chǎn)生很有影響。本文通過量子化學(xué)計算發(fā)現(xiàn)甲基戊烯酮作為一種新型的萃取劑具有較高的萃取脫酚效率。隨后通過多級逆流萃取實驗對三種不同萃取劑(二異丙醚,甲基異丁基甲酮和甲基戊烯酮)的脫酚性能進行了研究。兩者分別從理論和實驗上證明了以甲基戊烯酮為溶劑的萃取性能優(yōu)于二異丙醚和甲基異丁基甲酮。經(jīng)萃取工段后,總酚的濃度可從5000 mg/L減小至250 mg/L范圍內(nèi)。熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫是單元模型不可或缺的組成,隨后,測定出甲基戊烯酮溶劑和含酚水體系的液液相平衡,再關(guān)出一些熱力學(xué)參數(shù),為基于此的新流程的開發(fā)準備好了數(shù)據(jù)依據(jù)。最后,本文初步開發(fā)出了用含有甲基戊烯酮溶劑的酚回收流程。兩種改進的酚氨回收工藝都兼具成本與效果優(yōu)勢,具有良好的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X784

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本文編號：2590985