本文關(guān)鍵詞：基于Aspen Plus的ADC發(fā)泡劑氨氮廢水處理工藝模擬與優(yōu)化

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【摘要】：在生產(chǎn)ADC發(fā)泡劑過程中會生成大量氨氮廢水,不經(jīng)處理排放將對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染。對于經(jīng)過預(yù)處理后的氨氮廢水常常需要汽提、吹脫等操作去除其中的無機(jī)氨氮,而傳統(tǒng)蒸汽汽提技術(shù)存在蒸汽單耗過高、氨氮去除不徹底等問題。隨著近幾年國家對環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高,氨氮廢水處理逐漸成為熱點(diǎn)。本文基于Aspen Plus軟件針對國內(nèi)一家公司ADC發(fā)泡劑氨氮廢水(NH3-N含量：17000 mg/L)數(shù)據(jù)建立了氨氮廢水蒸汽汽提工藝相關(guān)流程模型,并通過采用文獻(xiàn)中小試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)做比較,驗(yàn)證了模型建立的準(zhǔn)確性。通過對氨氮廢水蒸汽汽提初步工藝流程模擬,考察了汽提塔理論板數(shù)、廢水pH值、汽提塔操作壓強(qiáng)、廢水進(jìn)料溫度、蒸汽流量等因素對氨氮去除率的影響規(guī)律,作出了相應(yīng)的操作優(yōu)化和流程優(yōu)化,并作了相應(yīng)的物料和熱量平衡分析,該工藝可節(jié)省大量能耗,并可回收高濃度含氨產(chǎn)品。通過單獨(dú)硫酸吸收氨蒸汽工藝流程模擬,考察了吸收塔理論板數(shù)、硫酸濃度、硫酸流量對氨氣吸收的影響規(guī)律,并作相應(yīng)操作參數(shù)優(yōu)化。最后模擬優(yōu)化了耦合蒸汽循環(huán)汽提與NH3·H2O-硫酸吸收新型工藝路線,并作了相應(yīng)的物料和熱量平衡分析。結(jié)果表明氨氮廢水pH值為11左右,廢水進(jìn)料溫度為80℃左右,汽提塔板數(shù)15,常壓操作,可使蒸汽單耗及整體操作成本較��；硫酸吸收含氨蒸汽過程吸收塔板數(shù)最佳值為10,硫酸濃度越高所需硫酸用量越小。最后基于相同氨氮廢水?dāng)?shù)據(jù),優(yōu)化了蒸汽循環(huán)汽提/NH3·H2O-硫酸吸收新型工藝路線,最終該流程將蒸汽單耗降低到48 kg/t廢水,并獲得了氨氮廢水中氨氮零排放水準(zhǔn),還回收了一定濃度的硫酸銨產(chǎn)品。本文中的流程模型、模擬研究思路及模擬優(yōu)化分析結(jié)果可以為工業(yè)氨氮廢水處理研究提供一定的指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】：ADC發(fā)泡劑 氨氮廢水 蒸汽汽提 流程模擬 Aspen Plus
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X78
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-16
• 第一章 文獻(xiàn)綜述16-36
• 1.1 課題研究背景16
• 1.2 生產(chǎn)ADC發(fā)泡劑過程的氨氮廢水16-21
• 1.2.1 ADC發(fā)泡劑生產(chǎn)工藝流程17-19
• 1.2.2 ADC發(fā)泡劑工藝氨氮廢水的產(chǎn)生19-20
• 1.2.3 ADC發(fā)泡劑生產(chǎn)現(xiàn)狀20-21
• 1.3 氨氮廢水處理國內(nèi)外研究進(jìn)展21-32
• 1.3.1 氨氮廢水處理技術(shù)概況21-22
• 1.3.2 低濃度氨氮廢水處理技術(shù)22-25
• 1.3.3 中高濃度氨氮廢水處理技術(shù)25-32
• 1.3.4 氨氮廢水技術(shù)總結(jié)與展望32
• 1.4 化工流程模擬32-34
• 1.4.1 流程模擬產(chǎn)品介紹33
• 1.4.2 Aspen Plus軟件的電解質(zhì)系統(tǒng)33-34
• 1.5 主要研究內(nèi)容、目的和意義34-36
• 1.5.1 課題研究目的和內(nèi)容34-35
• 1.5.2 研究意義35-36
• 第二章 工藝過程的數(shù)學(xué)模型36-48
• 2.1 氨氮廢水處理方案確定36-38
• 2.2 汽提過程平衡級模型38-40
• 2.3 Aspen Plus中的Radfrac模塊40-41
• 2.4 熱力學(xué)性質(zhì)模型選定41-42
• 2.5 模型驗(yàn)證42-46
• 2.6 本章小結(jié)46-48
• 第三章 氨氮廢水處理過程模擬與優(yōu)化48-80
• 3.1 蒸汽汽提初步工藝流程建立48-49
• 3.1.1 蒸汽汽提技術(shù)路線48
• 3.1.2 Aspen Plus模擬工藝流程建立48-49
• 3.2 模擬過程進(jìn)料狀況與熱力學(xué)模型49-51
• 3.2.1 模擬過程進(jìn)料狀況49-50
• 3.2.2 模擬過程的熱力學(xué)模型50-51
• 3.3 模擬過程操作參數(shù)確定51-72
• 3.3.1 氨氮去除率分析指標(biāo)51-52
• 3.3.2 堿液調(diào)節(jié)52-53
• 3.3.3 理論板數(shù)的影響53-56
• 3.3.4 蒸汽流量的影響56-58
• 3.3.5 蒸汽進(jìn)料溫度的影響58-61
• 3.3.6 廢水進(jìn)料溫度的影響61-63
• 3.3.7 廢水進(jìn)料溫度與蒸汽流量關(guān)系63-65
• 3.3.8 堿液(pH)的影響65-70
• 3.3.9 操作壓力的影響70-72
• 3.4 參數(shù)優(yōu)化匯總與流程優(yōu)化72-75
• 3.4.1 參數(shù)優(yōu)化匯總72-74
• 3.4.2 蒸汽汽提工藝流程優(yōu)化74-75
• 3.5 優(yōu)化流程模擬結(jié)果分析75-78
• 3.5.1 汽提塔物料分析75-76
• 3.5.2 工藝過程物料和熱量平衡分析76-78
• 3.6 本章小結(jié)78-80
• 第四章 蒸汽循環(huán)汽提/NH_3·H_2O-硫酸吸收流程模擬80-94
• 4.1 單獨(dú)氨吸收塔模擬80-84
• 4.1.1 氨吸收工藝流程80-81
• 4.1.2 模擬過程進(jìn)料狀況81
• 4.1.3 模擬過程的熱力學(xué)模型81-82
• 4.1.4 理論板數(shù)的影響82-83
• 4.1.5 硫酸濃度的影響83-84
• 4.2 蒸汽循環(huán)汽提/NH_3·H_2O-硫酸吸收全流程模擬84-89
• 4.2.1 蒸汽循環(huán)汽提/NH_3·H_2O-硫酸吸收工藝流程建立84-85
• 4.2.2 模擬過程進(jìn)料狀況85-86
• 4.2.3 模擬過程的熱力學(xué)模型86-87
• 4.2.4 模擬結(jié)果87-89
• 4.3 全流程模擬結(jié)果分析89-92
• 4.3.1 汽提塔和吸收塔物料分析89-90
• 4.3.2 工藝過程物料和熱量平衡分析90-92
• 4.4 本章小結(jié)92-94
• 第五章 結(jié)論與展望94-96
• 5.1 研究結(jié)論94-95
• 5.2 建議與展望95-96
• 參考文獻(xiàn)96-100
• 致謝100-102
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文102-104
• 作者和導(dǎo)師簡介104-106
• 專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會決議書106-107

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本文編號：893975