【摘要】：石化企業(yè)含鹽污水的低成本回用處理是制約我國(guó)石化企業(yè)實(shí)現(xiàn)污水零排放的瓶頸所在。本文在調(diào)研國(guó)內(nèi)外污水零排放技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了利用低溫余熱作為低溫多效蒸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)熱源對(duì)含鹽污水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮處理的新技術(shù)，不僅豐富了石化企業(yè)低溫余熱回收利用的途徑，同時(shí)對(duì)石化企業(yè)的含鹽污水進(jìn)行了有效處理，為我國(guó)石化企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減排并舉提供新思路。 本文選擇兩家不同規(guī)模的典型石化企業(yè)A和B進(jìn)行調(diào)研，了解其含鹽污水處理現(xiàn)狀、低溫余熱分布和利用現(xiàn)狀。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，，A和B石化企業(yè)均有不同數(shù)量的含鹽污水產(chǎn)生，并且缺乏有效的處理技術(shù)而不得不外排；另一方面，A石化企業(yè)低溫余熱主要分布在常減壓裝置、催化裂化裝置、延遲焦化裝置和柴油加氫裝置，而且有部分熱量未被利用，未被利用的低溫余熱大部分通過(guò)冷卻水冷卻的方式浪費(fèi)掉；B石化企業(yè)已采取了部分低溫余熱回收利用措施，主要用于氣體分餾裝置和溴化鋰制冷，但低溫余熱仍有剩余。 在調(diào)研分析和理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了石化企業(yè)低溫余熱回收利用于多效蒸發(fā)器（Multi-effect Distillation，簡(jiǎn)稱MED）濃縮含鹽污水的技術(shù)可行性。通過(guò)建立基于模糊數(shù)學(xué)的低溫余熱篩選評(píng)價(jià)方法，得出催化裂化裝置低溫?zé)嵩纯梢宰鳛榈蜏囟嘈д舭l(fā)器的驅(qū)動(dòng)熱源，并進(jìn)一步利用夾點(diǎn)技術(shù)設(shè)計(jì)了相關(guān)的換熱網(wǎng)絡(luò)。 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采樣，對(duì)石化企業(yè)產(chǎn)生的含鹽污水水質(zhì)分析表明，電脫鹽廢水和反滲透濃水是石化企業(yè)含鹽污水的主要來(lái)源；但由于性質(zhì)不同，電脫鹽污水需通過(guò)預(yù)處理濃縮到一定濃度后才可用低溫多效蒸發(fā)器處理，而反滲透濃水則可直接進(jìn)入多效蒸發(fā)器。 在多效蒸發(fā)系統(tǒng)中，分析了溶液的操作壓力、鹽濃度和蒸發(fā)溫度的變化規(guī)律，建立了鹽濃度—操作壓力—最佳換熱溫度三者的關(guān)系模型。并以三效蒸發(fā)器為例，分析了操作壓力對(duì)蒸發(fā)過(guò)程的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，初始蒸汽壓力越高所需要的換熱面積越小，但蒸汽用量增大；末效出水濃度不變時(shí)，為實(shí)現(xiàn)相同的效果，兩效之間的理想壓力差為35kPa；而初始蒸汽用量不變時(shí)，兩效間的操作壓力差別越大，濃縮比越大。 本文通過(guò)熱力學(xué)建模的形式優(yōu)化了多效蒸發(fā)器系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)行參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：效數(shù)越高產(chǎn)生的淡化水量和造水比（Gained Output Ratio,簡(jiǎn)稱GOR）越高，而蒸汽用量較低。但是效數(shù)越高會(huì)導(dǎo)致總投資以及淡化水成本增加，故綜合考慮選擇6效以下較為合理；在效數(shù)一定的MED系統(tǒng)中，隨著末效蒸發(fā)溫度的增加，產(chǎn)生的淡化水量和GOR相應(yīng)增大；而末效蒸發(fā)溫度相同時(shí)，效數(shù)越大GOR越大。但是當(dāng)濃縮比超過(guò)100時(shí)，濃液流量變化較小但換熱面積也隨之提高，故不易選擇過(guò)高的濃縮比；蒸汽溫度越高，換熱面積明顯降低，淡化水產(chǎn)量增大，但系統(tǒng)的GOR變化較�。辉谙嗤�(shù)下，蒸汽壓力越高淡化水的產(chǎn)量越高。在相同壓力下，隨著效數(shù)的增加換熱面積越大；而在同樣效數(shù)的MED系統(tǒng)中，蒸汽壓力越大，MED系統(tǒng)需要的換熱面積越小。 在低溫余熱回收優(yōu)化和MED關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化確定的基礎(chǔ)上，通過(guò)系統(tǒng)動(dòng)力循環(huán)理論提出了低溫余熱回收應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)多效蒸發(fā)器的整套技術(shù)。分析表明，溫度越高的低溫余熱源有利于產(chǎn)生更多的蒸汽；系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽壓力越高淡化水產(chǎn)量和GOR越大；換熱工質(zhì)初始溫度越高，蒸汽產(chǎn)生量越大，同時(shí)系統(tǒng)的熱效率也越高；分析環(huán)境溫度對(duì)系統(tǒng)的影響發(fā)現(xiàn)，較高的環(huán)境溫度可以獲得較高的循環(huán)系統(tǒng)熱效率和較低損失，但系統(tǒng)的性能卻較低；分析不同換熱工質(zhì)對(duì)系統(tǒng)的影響發(fā)現(xiàn)，氨水體系作為換熱工質(zhì)在循環(huán)體系中可以降低不可逆熱損失，而且能夠提高熱利用率。因此氨水體系是可供選擇的換熱工質(zhì)之一。
【圖文】：

進(jìn) 行 重點(diǎn) 分 析 。B 石化 企 業(yè)已 有 五十 多年 的 建廠 歷 史， 包 括 3 5 0 萬(wàn) 噸 /年 常 減 壓 蒸 餾、 1 40 萬(wàn) 噸/ 年 重油 催化 裂萬(wàn) 噸 /年 汽 柴油 加 氫精 制 、6 0 萬(wàn)噸 /年 柴 油 加氫 精 制、 6 0 、 2 5 萬(wàn) 噸 / 年 催 化 重整 、 1 .5 萬(wàn) 標(biāo)立 方米 /時(shí) 制 氫 、 2 萬(wàn)/ 年 酸 性水 汽 提、 2 30 萬(wàn)噸 /年 電 化學(xué) 油 品精 制 、2 0 萬(wàn)噸 噸 /年 苯 抽提 、7 萬(wàn)噸 /年 聚 丙烯 、 7 萬(wàn) 噸 /年 MT BE 等裝 ， B 石 化 企 業(yè)的 低 溫 余 熱 資源 也 主 要 集 中 在 常 減 壓 蒸而 且企 業(yè) 近年 來(lái) 經(jīng)過(guò) 多 次技 術(shù) 改造 ， 低溫 余 熱 回收 途徑 化裂 化 裝置 的 低溫 余 熱資 源 ，通過(guò) 0 .6 MP a 、1 0 2 .4 /1 0 4 . 媒水 回 收后 進(jìn) 行利 用 ，熱 媒 水共 分 成 三路 ：吸 收 式 制冷 機(jī) 組； 一 路 送至 氣 體分 餾 裝 置的 低溫 余 熱回

在 眾多 換 熱網(wǎng) 絡(luò) 優(yōu)化 方 法 中， 以 學(xué)者 Li n n h of f 為代 表 的英 國(guó) 帝國(guó) 技 術(shù) 最簡(jiǎn) 便 、實(shí) 用 [ 85 ] ，本 課 題的 網(wǎng) 絡(luò)優(yōu) 化 以?shī)A 點(diǎn) 技術(shù) 為基 礎(chǔ) 。確 定題 表格 法 和 溫焓 圖法 。 兩 種 方法 各 有優(yōu) 點(diǎn) ，而 問(wèn) 題表 格 法計(jì) 算 過(guò)程 格 法進(jìn) 對(duì) 夾點(diǎn) 進(jìn) 行 精確 計(jì)算 [ 86 ] 。 理論 及 應(yīng) 用于 低 溫余 熱 回收 的 必要 性 .1 技 術(shù) 理論 分析 方 法最 早 是由 li n n h of f 提出 的較 為 成功 的 換熱 網(wǎng) 絡(luò) 優(yōu)化 方法 [ 87 -第 二定 律 為 基礎(chǔ) ，以 最 大限 度 的能 量 回收 與 再 利用 為出 發(fā) 點(diǎn)， 從 宏 統(tǒng) 中能 量 流 沿溫 度 的分 布， 解 決 系 統(tǒng)用 能 的瓶 頸， 獲 得 一 個(gè)最 優(yōu)或 。 析方 法 認(rèn)為 熱 量 回收 系統(tǒng) 中 的冷 物 流 和熱 物流 直 接換 熱 ， 不足 部分 熱 回收 達(dá) 到最 大 程度 時(shí) ，公 用 工 程提 供 熱量 最小 ， 此 時(shí) 冷熱 物 料差 ΔT mi n所在 的位 置 即為 夾 點(diǎn)[8 8 ] 。夾點(diǎn) 位置 可 以通 過(guò) T- H 圖來(lái) 描述 ，見(jiàn)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)（華東）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：X78;X74

【參考文獻(xiàn)】

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1 付守琪;陳萍;羅專溪;;滲透法處理高鹽廢水的原理及工藝[J];環(huán)境科學(xué)與管理;2006年07期

2 劉洪謙,麻德賢;多夾點(diǎn)換熱網(wǎng)絡(luò)綜合與分析[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年03期

3 張小龍;梅濱;陳廣銀;馬前;;強(qiáng)化接觸氧化法處理高鹽廢水[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2008年12期

4 王利文,陳保東,王利權(quán),王平儀;夾點(diǎn)理論及其在換熱網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用[J];遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào);2005年02期

5 魏東紅;魯雪生;陸震;顧建明;;環(huán)境溫度對(duì)余熱驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)性能的影響[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào);2006年06期

6 于春健;馬學(xué)虎;蘭忠;吳靜波;;濃鹽水低壓沸騰傳熱特性的實(shí)驗(yàn)研究[J];高�；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào);2012年01期

7 薛建良;趙東風(fēng);李石;安慧;歐陽(yáng)振宇;;煉化企業(yè)含鹽廢水處理的研究進(jìn)展[J];工業(yè)水處理;2011年07期

8 廖家平;潘衛(wèi);;純低溫余熱發(fā)電模型的研究[J];湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2009年02期

9 孟慶凡;高含鹽環(huán)氧丙烷廢水生化處理的研究[J];工業(yè)用水與廢水;2000年01期

10 馬連強(qiáng);鄭開(kāi)學(xué);賀鑫平;高建紅;;利用夾點(diǎn)技術(shù)設(shè)計(jì)換熱網(wǎng)絡(luò)[J];化工設(shè)計(jì);2005年06期

本文編號(hào)：2625243