焦化废水蒸氨技术的研究与应用

摘要

以唐山中润煤化工有限公司蒸氨系统为研究对象，对氨水蒸馏工艺进行了优化设计。氨水蒸馏工艺是指炼焦过程产生的大量剩余氨水送到蒸氨系统，将其中的挥发性氨气蒸出来后送往脱硫单元充当脱硫过程所需的碱源，处理后的废水送往生化单元进行进一步处理。因此，蒸氨系统的运行状况会对后续的生化单元直接造成影响，同时还会影响脱硫单元的效果。
　　 化工流程模拟技术是指利用计算机技术对化工工艺流程进行模拟与计算，并对该工艺的质量与能量平衡进行仿真模拟，模拟化工过程可能进行的程度及方向。现在化工流程模拟技术已经在化工工程设计领域获得广泛应用，作为化工设计工程师进行工艺设计、生产分析、技术优化与改造的重要工具而普及。在进行流程模拟的过程中，不同物质的物性数据必须通过选择其对应的热力学物性方程来计算获得。流程模拟所涉及到的热力学方法包括状态方程法与活度系数法，其中状态方程法适用于非极性物系，活度系数法适用于极性物系。为特定的生产单元建立准确的数学模型是顺利完成模拟的前提条件，比较重要的生产单元模块包括混合、反应、传热、蒸馏与吸收、干燥、结晶等等。
　　 本文应用化工流程模拟软件ASPENPLUS，针对现有蒸氨系统中处理能力较低的问题，建立了和实际情况相符合的计算机模型。在总结生产操作经验和理论分析的基础上，找出了蒸汽量、剩余氨水进水量等因素对塔底废水指标的影响趋势以及最佳操作点。运用总体优化技术，对现有系统进行了挖潜，以达到最大处理量。另外，针对现有蒸氨系统中存在的各种问题，进行了优化，提出了设计与改造方案，并且在实际过程中加以实施。

目录

声明

学位论文数据集

摘要

第一章 引言

1．1 氨水蒸馏技术概述

1．1．1 剩余氨水

1．1．2 氨水蒸馏技术研究进展

1．1．3 国内氨水蒸馏技术所存在的问题

1．2 化工流程模拟技术概述

1．2．1 化工流程模拟技术简介

1．2．2 化工流程模拟技术的发展

1．2．3 ASPEN PLUS流程模拟软件

1．3 目前氨水蒸馏技术存在的问题

1．3．1 处理量小

1．3．2 塔盘易堵

1．3．3 废水换热器易堵

1．3．4 去生化的废水温度较高

1．3．5 塔顶气相含氨量较低

1．4 本课题的提出与意义

1．4．1 课题的提出

1．4．2 课题的意义

第二章 氨水蒸馏技术的模拟与优化

2．1 热力学方程的选择与模型的建立

2．2 对原有氨水蒸馏技术的模拟

2．2．1 工艺模拟

2．2．2 不同剩余氨水处理量对废水指标的灵敏度分析

2．2．3 蒸汽量与出水指标的灵敏度分析

2．3 对原有氨水蒸馏技术的优化与设计

2．3．1 不同蒸汽量时废水中氨含量的数据

2．3．2 对塔顶气相含氨量的优化设计

2．3．3 优化后的操作条件

2．4 本章小结

第三章 基于模拟结果的工艺技术改造

3．1 增加新蒸氨塔

3．1．1 导向筛板塔介绍

3．1．2 导向筛板塔的特点

3．1．3 筛板塔与泡罩塔盘的比较

3．1．4 蒸氨塔初步设计

3．2 增加剩余氨水槽

3．3 增加一级低温水冷却

3．4 其他辅助计算

3．4．1 现有管道的置换

3．4．2 泵的选型

3．5 改造后运行情况

3．6 小结

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者与导师简介

工程硕士研究生学位论文答辩委员会决议书