煤气化废水处理过程瓶颈及改进措施分析

对煤气化废水处理过程进行的全流程模拟结果进行了瓶颈分析,针对流程中存在的CO2残留量高导致的铵盐结晶和萃取脱酚效率低等问题,分析了各种可能的改进措施。结果表明,残留CO2主要是以离子态存在的,增加汽提塔的塔板数和调酸降低pH值都不能经济有效地降低CO2残留量,适当措施是提高汽提塔操作压力;通过增加现有脱酚萃取剂二异丙醚流量、萃取级数或降低pH值以使废水酚残留量降至400 mg/L以下都不具备工业可行性;而采用甲基异丁基甲酮(M IBK)作萃取剂可达到这一要求,并将废水中COD残留量降至4 000 mg/L左右,达到生化处理的进水要求。

煤气化废水处理流程建模和全流程模拟

为分析煤气化废水处理过程存在的问题,采用Aspen Plus流程模拟软件对该过程进行了全流程建模和模拟。在体系和流程分析的基础上,确定了合适的代表组分,选择了适用于该实际流程各单元操作的热力学方法和计算模块,提出了适合于该体系的萃取液液平衡关系和萃取平衡级模型并构建了用户自定义模块。同时提出了提高模拟效率和改善收敛性的模拟技术及收敛策略。结果表明,模拟值与工厂实际数据非常吻合,该流程中存在的主要问题是汽提脱酸、萃取脱酚环节的效率偏低;全流程模拟可为同类装置的设计、流程改进、装置改造及操作优化提供依据。

萃取和溶剂回收系统的全系统优化设计方法

提出了萃取-溶剂回收系统的超结构模型,建立了一种改进的萃取系统优化设计方法。以总费用最小化为目标函数,对非线性萃取分离体系进行优化设计。该方法同时考虑了萃取和溶剂回收循环中的重要工艺参数对总费用的影响,可在设计的同时完成对溶剂量、萃取级数、溶剂和溶质收率及回收塔的塔板数和回流比等的优化。该方法已应用于对煤气化废水MIBK萃取脱酚系统的优化设计。

甲基戊烯酮-水-苯酚三元物系液液相平衡数据的测定与关联

液液相平衡数据是化工萃取过程设计和模拟计算的基础,为了给以甲基戊烯酮为溶剂的含酚废水萃取过程设计和流程模拟计算提供基础数据,本实验采用平衡法分别测定了25、40和50℃常压下甲基戊烯酮-水-苯酚三元物系液液相平衡数据,并绘出了各温度下的分配系数曲线。同时,采用NRTL活度系数模型对实验数据进行了关联,回归得到了该三元物系的二元交互参数。运用回归得到的模型参数,对该三元物系的相平衡数据进行计算,结果表明该模型可以很好地关联实验数据,模型计算值与实验值的相对均方根误差和绝对平均误差均在1.5%以内。

颜料粒度分布对涂层光学性能的影响

要使涂布纸的光学性质符合要求,必须对颜料的粒径和粒度分布进行优化。

乳状液膜法处理鲁奇气化含酚废水的研究

采用乳状液膜法处理鲁奇炉煤气化废水,通过单因素实验,研究了表面活性剂用量、制乳转速、NaOH浓度、乳水比对乳状液膜法处理废水效果的影响。实验还比较了乳状液膜法与二异丙醚、甲基异丁基甲酮两种溶剂萃取法的处理效果。结果表明,表面活性剂用量、制乳转速、NaOH质量分数、乳水比的最优条件分别是4%、5 000r/min、4%、1:1.5。乳状液膜法在脱酚效率上高于以二异丙醚和甲基异丁基甲酮为溶剂的液液萃取,但处理后废水COD较高。

箱纸板自动配色的修正算法

为了解决基于单常数理论的配色软件在箱纸板配色实践中遇到的问题,通过对多层纸板光学特性的分析,引入了一种对样品反射测量值的修正算法,在空白样上测得Ro和R∞,计算散射量的修正常数SW用于配色计算。结果表明:K/S与染料用量呈线性关系,Rc与Rm呈小幅正偏差。因此,在配色中可不再考虑衬层颜色的影响,将复杂的纸箱纸板配色转化为单一层面的配色,实验结果验证了修正算法的可靠性。

煤热解废水成分分析及生物毒性评价

为提高煤热解废水的可生化性以保障生化装置的稳定运行,需明确废水的毒性来源并评价预处理工艺中废水毒性消减性能。采用三辛胺萃取结合大孔树脂分级吸附的方式将污染物进行分类以克服峰面积重叠和差异大的分析难题,利用发光细菌法评价测得污染物毒性并确定了废水中关键污染物,评估了4种常规液液萃取体系对废水生物毒性、化学需氧量、总酚和关键污染物消减的影响,为预处理工艺的改进提供理论支撑。结果表明,酚类化合物对煤热解废水生物毒性的贡献最大,其中甲酚的毒性贡献最高;酚类化合物苯环上取代基的种类、位置和数量均对生物毒性有明显影响;杂环类化合物在生化出水中残留浓度较高,对废水的毒性也有较大贡献;4种常规萃取剂对废水毒性消减率自大到小依次为醋酸丁酯(96.6%)、甲基异丁基甲酮(95.1%)、异丙醚(92.4%)和三辛胺(79.5%)。三辛胺萃取后废水的总酚消减率最高,但对化学需氧量、生物毒性的消减能力却最低,说明该类络合萃取剂不适合处理复杂含酚废水;醋酸丁酯与甲基异丁基甲酮可较广谱地脱除各类关键污染物,对化学需氧量和毒性的消减率较高,适用于热解废水的萃取处理。

煤气化污水化工处理新流程

针对鲁奇加压气化工艺产生的煤气化污水处理现有流程特点提出一种新的化工处理过程,并实现了工业化。分别介绍煤气化污水化工流程处理的新老过程。新流程中,采用酸水汽提塔同时脱除煤气化污水中的氨气和酸性气体,氨气脱除后的煤气化污水pH值由原先的9～11降低至7以下,有利于后续溶剂萃取脱酚。而萃取溶剂甲基异丁基甲酮(MIBK)相比二异丙醚(DIPE)对污水中单元酚和多元酚有更高的分配系数,MIBK的萃取应用将从污水中回收更多的酚类成分,从而在煤气化污水生化处理前COD能进一步降低。

离子液体吸附二氧化碳的研究进展

二氧化碳(CO2)的捕获、分离与利用已成为人类共同关心的重要课题。离子液体具有几乎无蒸气压、良好的热稳定性、结构可设计性等独特优点,在CO2吸附分离领域的巨大应用潜力已成共识。因此,综述了近年来离子液体吸附CO2的研究进展。主要介绍了国内外吸收CO2的3类离子液体:功能化离子液体,负载型离子液体及离子液体聚合物。通过阐述它们对CO2的吸附性能及优缺点,指出离子液体聚合物吸附剂用于吸附二氧化碳是一个具有很大潜力的研究方向。

燃料电池用质子交换膜电渗拖曳的研究进展

质子交换膜的电渗拖曳直接影响燃料电池的水管理和电池系统复杂性。本文对质子交换膜电渗拖曳系数的测量方法进行了综述，并指出了各种方法的优缺点。经比较发现：电渗拖曳池、氢泵、电泳核磁共振法可测量质子交换膜与液态水接触时的电渗拖曳系数，其值一般在2～5；活度梯度法和电泳核磁共振法可测量质子交换膜与气态水接触时的电渗拖曳系数。随着复合质子交换膜的发展，亟需普遍性的测量方法测定复合膜的电渗拖曳系数，为燃料电池模型提供相关的参数，以利于数学模型对质子交换膜的准确描述。

煤化工废水硫酸亚铁混凝预处理及可生化性提高研究

煤化工废水是一种典型的难降解工业废水,在生化处理前需要采用预处理工艺以去除废水中难降解组分和提高后续生化处理的效果。以硫酸亚铁(Fe SO4)为絮凝剂,聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,PAM)为助凝剂对煤化工废水进行混凝预处理,重点考察难降解组分的去除和可生化性的提高。当溶液p H为9,Fe SO4和PAM投加量分别为1.5 g/L和1.0 mg/L时,抑制微生物生长的呈色组分和油类物质去除率分别达到90%和58%;紫外-可见光谱显示,难降解的氮杂环、稠环类污染物及单环芳香化合物的去除率分别可达52%和29%;废水BOD5/COD比值从0.15提高到0.26。混凝出水经上流式厌氧滤池与气升环流好氧反应器组合工艺处理后,COD从2700 mg/L降至113±18 mg/L,降解率达96%。实验结果表明,硫酸亚铁混凝法可作为一种高效、简便的预处理方法用于去除煤化工废水中的难降解组分。

气相色谱法测定煤化工废水中酚类和脂肪酸的实验研究

建立了直接测定煤化工废水中酚类和短链脂肪酸的气相色谱分析方法,该法采用强极性毛细管柱,对脂肪酸和酚同时进行分析测定,用外标法进行定量计算。煤气化废水水样中各物质检出限在3 mg/L^10mg/L,标准曲线在考察质量浓度范围(0.01 g/L^10 g/L)内呈线性关系,相关系数在0.999 7以上,相对标准偏差≤7%。该方法无需复杂的前处理,操作简单易行,测定结果准确。

甲基戊烯酮-水-邻苯二酚三元物系液液相平衡数据的测定与关联

为了给甲基戊烯酮萃取脱酚过程的设计和开发提供数据支撑,采用液液平衡釜分别测出常压下30、40和50℃甲基戊烯酮-水-邻苯二酚体系的液液相平衡组成,并通过Hand方程、Bachman方程对结果进行可靠性检验,其相关性系数的平方均大于0.99。同时利用Aspen Plus软件选取NRTL模型对实验数据进行关联,得到该三元物系相应的热力学模型参数,并以此计算相应的相平衡组成,与实验数据对比两者间的相对均方根误差和绝对平均误差均为1%。因此,NRTL模型及其参数可准确描述该物系的相平衡行为。

多环芳烃降解菌的筛选及其降解性能的强化

为提高煤化工废水生化处理系统中微生物对多环芳烃降解效率,从生化出水中筛选了一株以菲为唯一碳源的高效降解菌,并进行了16Sr DNA基因序列鉴定。通过考察降解菌的生理生化特性和粘附特性,确定了降解菌的最适生长条件,并探讨了腐植酸对降解菌疏水性的影响及对细菌降解性能的增强作用。研究结果表明:该菌为红球菌属,命名为Rhodococcus sp.XY916,其最适生长pH为弱碱性,可耐受矿化度范围为0~20 000 mg/L,可在菲含量为120 mg/L的环境中正常生长。低浓度的腐植酸能够提高XY916的疏水性,同时又能增大菲的表观溶解度,进而提高XY916与菲的接触面积,促进菲的降解,降解率可达95.3%。

溴化容量法测定煤化工废水中总酚含量的准确度分析

煤化工废水成分复杂,含有大量的酚类、硫化氢、脂肪酸等污染物,在进行废水处理时,准确测定酚类物质的含量非常重要。利用GC-MS对废水的组分进行了定性分析,采用溴化容量法,测定煤化工废水中总酚含量,并对影响测定结果的几种干扰组分进行了添加实验。结果显示:硫化物、酮类、烯类都会与溴水反应而使测定结果偏高;酚类苯环上的取代基、酚类自身的氧化情况也会对总酚测定结果有显著干扰。对相应干扰因素的定量化分析,可供总酚分析测定时参考和校正。

褐煤气化煤气废水预处理装置的改进

针对煤气化废水预处理脱酸脱氨段存在的处理能力不足、效率低下等问题,提出了改进的方案。通过提高塔设计压力和优化工艺流程,出水中残留的NH3质量浓度保持在200 mg/L以下,残留的H2S质量浓度低于50 mg/L,完全满足了生化段的工艺要求,大大提高了生化段的实际处理能力。改造后,年副产液氨1.8万t左右,经济效益可观。

节能技术在精馏系统中的应用

能源问题始终困扰着石化行业,因此节能还是主要旋律。精馏依然是物系分离的耗能大户,改进精馏设备和精馏流程还是重中之重。文章主要介绍几种新型的精馏流程,并简要描述它们在一些体系中的应用。