煤气化废水处理流程建模和全流程模拟
用于煤气化废水预处理的新流程开发与模拟
用于煤气化废水预处理的新流程开发与模拟冯大春【期刊名称】《化工进展》【年(卷),期】2011(30)4【摘要】Some shortcomings for the known techniques for coal-gasification wastewater treatment with high phenol concentration are low removal rate of phenols, high energy consumption, etc. A novel process was proposed based on the analysis of known pretreatment techniques. Two noticeable improvements were established in the proposed process to overcome the shortcomings. One is that CO2 was absorbed by wastewater to reduce the pH value of the extraction unit to ensure high phenol removal performance, and the other was that extraction of phenols was the first unit in the pretreatment process. Some key operational parameters of the proposed process were analyzed and optimized though simulation. It was shown that desired purified water was obtained. The operating cost was significantly lower than that of some known techniques.%高含酚煤气化废水现有预处理工艺存在有酚脱除效果差、能耗过高等缺点.在此基础上,本文提出一种新的化工预处理流程.新流程关键是通过让煤气化废水吸收二氧化碳降低pH值,并使萃取脱酚首先进行,从而克服了现有工艺的上述缺点.借助流程模拟,对提出流程相关单元操作条件进行了分析.模拟结果显示,提出流程能高效进行废水预处理,相对于现有一些工艺,能大幅降低操作费用.【总页数】7页(P901-907)【作者】冯大春【作者单位】仲恺农业工程学院计算机科学与工程学院,广东,广州,510225【正文语种】中文【中图分类】TQ028【相关文献】1.一种适用于纳米碳管储氢分子模拟研究新程序的开发 [J], 张雪红;赵华平;夏庆;殷开梁2.吸收稳定系统工艺流程现状和新流程开发(Ⅱ)--新的节能工艺流程开发 [J], 陆恩锡;张慧娟;朱霞林3.浅析煤气化废水处理新流程的模拟和优化 [J], 陈晨4.煤气化废水处理流程建模和全流程模拟 [J], 盖恒军;江燕斌;钱宇;卓莉莉;章莉娟5.固定床煤气化废水酚氨回收流程分析及新流程开发探讨 [J], 杨丽历;杨得岭;韩鑫凤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
煤化工污水处理基本工艺流程
煤化工污水处理基本工艺流程煤化工污水处理是指对煤化工生产过程中产生的废水进行处理，以达到环境排放标准的要求。
本文将详细介绍煤化工污水处理的基本工艺流程，包括预处理、主处理和后处理三个阶段。
一、预处理阶段预处理阶段主要是对煤化工废水进行初步处理，以去除废水中的悬浮物、油脂和大颗粒污染物。
预处理工艺普通包括以下几个步骤：1. 水力平衡调节：通过调节进水量和出水量的平衡，保持系统的稳定运行。
2. 筛网过滤：利用筛网过滤器去除废水中的大颗粒杂质，如木屑、纸张等。
3. 沉淀池：将废水通过沉淀池，利用重力沉淀的原理，使悬浮物和沉淀物沉淀到池底。
4. 溶解气浮：通过引入气体，使废水中的悬浮物浮起，形成气泡，再利用气泡的浮力将悬浮物带到液面上，最后通过刮泥器将悬浮物刮出。
5. 调节PH值：根据废水的酸碱度，适当调节废水的PH值，以便后续处理工艺的进行。
二、主处理阶段主处理阶段是对预处理后的废水进行进一步处理，以去除废水中的有机物、氮、磷等污染物。
主处理工艺普通包括以下几个步骤：1. 活性污泥法：将废水与活性污泥混合，通过微生物的作用，将废水中的有机物降解为无机物。
然后通过沉淀池将污泥与水分离，废水经过处理后，可达到排放标准。
2. 厌氧消化法：将废水经过预处理后，进入厌氧消化池中，通过厌氧菌的作用，将有机物降解为甲烷等可燃气体，同时产生污泥。
然后通过沉淀池将污泥与水分离，废水经过处理后，可达到排放标准。
3. 活性炭吸附法：将废水通过活性炭吸附柱，利用活性炭对废水中的有机物进行吸附，从而达到去除有机物的目的。
4. 膜分离法：利用膜的微孔结构，将废水中的有机物、微生物和溶解性盐等分离，从而达到净化水质的目的。
三、后处理阶段后处理阶段主要是对主处理后的废水进行进一步处理，以达到更高的排放标准。
后处理工艺普通包括以下几个步骤：1. 活性炭吸附：将主处理后的废水通过活性炭吸附柱，去除废水中的有机物和色度。
2. 高级氧化法：利用高级氧化剂，如臭氧、过氧化氢等，对废水中的有机物进行氧化降解，从而达到去除有机物的目的。
煤化工污水处理基本工艺流程
煤化工污水处理基本工艺流程煤化工行业是我国重要的能源工业之一，但其生产过程中产生的污水对环境造成了一定的影响。
为了保护环境和可持续发展，煤化工污水处理成为必要的环节。
本文将详细介绍煤化工污水处理的基本工艺流程。
一、污水特性分析在进行污水处理之前，首先需要对煤化工污水的特性进行分析。
煤化工污水通常含有高浓度的有机物、悬浮物、重金属离子等。
通过对污水的pH值、COD（化学需氧量）、BOD（生化需氧量）、悬浮物浓度、重金属离子浓度等指标进行测试，可以确定污水的特性，为后续的处理工艺选择提供依据。
二、预处理工艺预处理工艺旨在去除污水中的大颗粒悬浮物和沉积物，以减轻后续处理工艺的负担。
常用的预处理工艺包括格栅过滤、沉砂池和沉淀池。
格栅过滤可以去除较大颗粒的悬浮物，沉砂池和沉淀池则通过重力沉降的方式去除污水中的沉积物。
三、生化处理工艺生化处理工艺是煤化工污水处理的核心环节，主要通过生物反应器来降解有机物。
常用的生化处理工艺包括活性污泥法、厌氧处理法和生物膜法。
1. 活性污泥法活性污泥法是一种常用的生化处理工艺，通过在反应器中引入含有微生物的活性污泥，利用微生物对有机物进行降解。
该工艺具有处理效果好、稳定性高的特点。
在活性污泥法中，常见的反应器有接触氧池、好氧池、缺氧池和沉淀池。
2. 厌氧处理法厌氧处理法主要用于处理高浓度有机物的污水，通过在无氧环境中利用厌氧微生物降解有机物。
厌氧处理法具有处理效果好、能耗低的特点。
常见的厌氧反应器有厌氧池和厌氧消化池。
3. 生物膜法生物膜法是一种利用生物膜附着在载体上进行有机物降解的处理工艺。
生物膜法具有处理效果好、对负荷波动的适应性强的特点。
常见的生物膜反应器有生物膜接触氧池和生物膜反应器。
四、深度处理工艺深度处理工艺旨在进一步去除污水中的难降解有机物和重金属离子，以达到排放标准。
常用的深度处理工艺包括吸附、氧化、膜分离和离子交换等。
1. 吸附吸附是一种通过吸附剂将污水中的有机物和重金属离子吸附到表面上去除的工艺。
煤化工污水处理基本工艺流程
煤化工污水处理基本工艺流程煤化工生产是我国的重要工业部门之一，但同时也面临着严重的环境污染问题，其中煤化工污水的处理是重中之重。
据统计，在我国每年煤化工行业排放的污水达到数百亿吨，其中含有大量的有机物、重金属等物质，如果不加以正确处理，将会对周围的水质、空气和土壤造成极为严重的危害。
为确保煤化工行业对环境的影响最小化，在污水处理方面，可以采用以下的煤化工污水处理基本工艺流程：1. 初级处理：初级处理是污水处理过程的第一步，其主要目的是去除煤化工污水中的杂质。
初级处理方式主要包括物理方法和化学方法。
物理方法指的是使用筛分、沉淀、过滤等方法将杂质分离并去除，化学方法则是运用化学药剂将污水中的污染物转化为不易溶于水的化合物，从而使其更易于去除。
在实际操作中，常采用的初级处理方法有：格栅处理、沉淀池处理、气浮池处理等。
2. 生化处理：生化处理是污水处理过程的重要环节，它主要是通过微生物的生长繁殖作用来消化和利用污水中的有机物，使其被降解成简单的无机物，最终转化为水和二氧化碳等物质。
生化处理方式主要包括活性污泥法、生物接触氧化法等。
活性污泥法以污泥中的微生物为体系，通过增强生化反应的速率和效率，从而实现对有机物的分解和治理。
生物接触氧化法则以固定生物膜为载体，通过水流不断地将生物膜暴露在有机物浓度高的水体中，使得细菌可以更为充分地吸附和分解水中的有机物质。
3. 深度处理：深度处理是对污水在生化处理之后所剩余的有害物质进行二次过滤，将难以降解的有机物、重金属等物质进一步去除，达到将污水的有害物质排放至符合国家标准的标准。
深度处理的方式包括化学沉淀法、膜分离法、臭氧化等，其中化学沉淀法主要是通过沉淀剂使污水中的杂质被沉淀到底部，并进行去除；膜分离法，则是选拔合适的材料作为滤膜并选取适合滤膜的压力让需要过滤的水通过滤膜从而去除其中的有害物质。
总的来说，以上三个步骤是一个完整的煤化工污水处理流程。
在现实操作中，也可根据具体的行业污水处理要求，对以上工艺流程加以调整和细化。
煤气化废水处理流程建模和全流程模拟
约 2 000 380
图 1 煤气化废水处理流程简图
Fig . 1 Simp lified flowsheet of coal2gasification treatm ent p rocess
表 2 主要物流输入数据
2 全流程建模和模拟
Table 2 Basic input data for stream s
以煤炭作为能源和化工原料的应用越来越受到 重视 。煤气化是清洁 、 高效的煤炭利用方式 ,鲁奇加 压气化工艺具有能耗低 、 氧耗少 , 效率高的优点 , 因 而广泛应用于煤制气 、 合成氨 、 煤发电等工业中 。该 工艺过程产生大量的高污染煤气化废水 , 国内外普 遍采用化工分离与生化处理相结合的方式来处理该 类废水 。分离包括汽提 、 萃取 、 精馏等单元过程 , 以 去除酸性气体 , 回收酚 、 氨等 。但由于污染负荷 高、 水质复杂以及处理流程设计上存在缺陷 ,使得化
[1]
工分离过程的运行状况普遍不理想 。 化工流程模拟技术是分析现有流程性能 、 改进 现有装置操作的有力工具 , 已用于类似过程的模拟 和分 析 并 取 得 了 很 好 的 效 果 , 如 Hoogendoorn G [2] [3] [4] C 、 LEE D 、 李柏春 等进行了炼油厂含硫废水 的汽提脱酸过程的模拟和分析 。煤气化废水处理流 程的全流程模拟尚无人涉及 , 本文借助于流程模拟 技术 ,对由原东德引进的东北某大型气化厂废水处 理中的化工分离流程进行全流程模拟和瓶颈分析 。
采出的氨水汽 S23 进入半凝器 F2,冷凝回部分水和 少量氨 ,气相部分 S24 进入氨精制工段加工成液氨 。 萃取剂再生流股 S20 和 S27 回送至贮槽 V1 循环使 用 ,并定期补充 ( S18 ) 。 T3 釜液 S22 送至生化段 。
煤气化(煤化工)废水处理技术
煤气化（煤化工）废水处理技术煤化工废水的特点是高氨氮，采用物理吹脱法时处理效率低，不能直接实现达标排放，其后仍需生化处理，且生化处理难度未有效降低，同时氨氮进入大气将造成恶臭气体的二次污染问题。
采用化学分解法运行费用太高，自动化控制程度要求很高，总体上技术尚未成熟，风险很高。
由于氨氮含量高，采用常规A/O工艺难以实现达标排放。
煤化工废水处理技术采用多级A/O工艺确保水质达标排放，运行上采用SBR的处理方式，有效缩短处理流程。
在间歇运行模式下变空间A/O为时间A/O，工艺流程如下：说明，氟不超标和氰化物平均浓度不大干25 mg/L时可省略除氟破氰池、沉淀池、氰分懈池和缓冲池。
1.多级A/O串联技术。
该技术结合SBR的运行特点，将SBR反应段以时间分隔为多次A/O 转换阶段，使多级A/O在同一反应器内完成。
2.较长的污泥龄。
硝化菌增殖慢，延长污泥龄可提高硝化菌含量，降低污泥的氨氮负荷，提高处理效率。
当然，延长污泥龄就提高了污泥浓度，在较高的污泥浓度下需要特殊的充氧系统来保证曝气和搅拌能力。
DJAM型碟式射流曝气器是保证较长污泥龄的关键设备，MLSS在8～12 g/L时仍能良好运行。
工程规模比较典型的规模为200 m3/h（4800 m3/d）的煤化工废水。
主要技术指标及条件一、技术指标氨氮去除率：达到98%以上进水NH3-N<500 mg/L时，出水NH3-N≤10 mg/L运行费用；2～2.5元/t占地面积：1～l.2m2/ m3COD、SS等达到冷却循环用水标准二、条件要求进水NH3-N<500 mg/L对好氧菌有毒性物质的浓度小于50%水温10—35℃主要设备及运行管理（4800 m3/d的煤化工废水）一、主要设备离心鼓风机、正压射流曝气器、机械格栅、旋转式滗水器、一体化带式浓缩脱水机、污泥反应器、集水池、污水泵、循环水泵、污泥抽出泵、卸碱液泵、碱贮罐、甲醇液投加设备、PAC 溶液投加设备、多介质过滤器、进水电动蝶阀、进甲醇电动球阀。
煤化工污水处理基本工艺流程
煤化工污水处理基本工艺流程煤化工行业是一个重要的能源行业，但同时也产生大量的废水。
为了保护环境和可持续发展，煤化工污水处理成为一个关键的问题。
本文将详细介绍煤化工污水处理的基本工艺流程，以确保污水得到有效处理和排放。
1. 污水采集和预处理煤化工污水处理的第一步是采集污水并进行预处理。
采集系统包括污水管道网络和采集池。
预处理包括沉淀、搅拌和过滤等步骤，以去除污水中的悬浮物、沉淀物和油脂等杂质。
这些步骤可以通过物理和化学方法来完成。
2. 生化处理生化处理是煤化工污水处理的关键步骤之一。
它通过利用微生物来降解有机物质，并将其转化为无害的物质。
生化处理通常分为好氧处理和厌氧处理两个阶段。
2.1 好氧处理好氧处理是指在氧气存在的条件下进行的生化处理。
在好氧处理中，污水被送入好氧生物反应器，通过通入空气或者纯氧气来提供氧气。
在好氧生物反应器中，微生物利用有机物质进行生长，并将其分解为二氧化碳和水等无害物质。
2.2 厌氧处理厌氧处理是指在缺氧或者无氧条件下进行的生化处理。
在厌氧处理中，污水被送入厌氧生物反应器，微生物在缺氧或者无氧的环境中进行生长和代谢。
这些微生物可以将有机物质转化为甲烷等可回收能源。
3. 深度处理深度处理是为了进一步去除污水中的残存有机物和氮、磷等营养物质。
常用的深度处理方法包括活性炭吸附、高级氧化和膜分离等。
3.1 活性炭吸附活性炭是一种具有高度孔隙结构的吸附剂，可以有效地去除有机物质和某些溶解性无机物质。
将污水通过活性炭吸附柱，可以去除残存的有机物和一些难以降解的物质。
3.2 高级氧化高级氧化是指利用氧化剂（如臭氧、过氧化氢等）对污水进行氧化反应，以去除难降解的有机物质。
高级氧化可以通过紫外线辐射、电解等方法来激活氧化剂。
3.3 膜分离膜分离是一种利用特殊的膜材料对污水进行过滤和分离的方法。
常用的膜分离技术包括超滤、纳滤和反渗透等。
通过膜分离，可以有效地去除污水中的悬浮物、胶体和溶解性物质。
煤化工污水处理基本工艺流程
煤化工污水处理基本工艺流程污水处理是煤化工行业中非常重要的环节，它能够有效地减少对环境的污染，保护生态环境。
煤化工污水处理的基本工艺流程包括预处理、初级处理、中级处理和高级处理等几个阶段。
下面将详细介绍每一个阶段的工艺流程。
一、预处理阶段预处理阶段主要是对煤化工污水进行初步处理，以去除其中的大颗粒物质、悬浮物、沉淀物和油脂等。
预处理工艺流程普通包括以下几个步骤：1. 气浮除油：将煤化工污水通过气浮装置，利用气泡的浮力将其中的油脂和悬浮物分离出来。
2. 筛网过滤：将污水通过筛网，去除其中的大颗粒物质和固体颗粒。
3. 沉淀池：将经过气浮和筛网过滤的污水进一步放置在沉淀池中，使其中的沉淀物和悬浮物沉淀到池底。
二、初级处理阶段初级处理阶段是对预处理后的污水进行进一步处理，以去除其中的有机物质和生物需氧量（BOD）。
初级处理工艺流程普通包括以下几个步骤：1. 厌氧消化池：将预处理后的污水引入厌氧消化池，通过微生物的作用将其中的有机物质分解为甲烷等可燃气体。
2. 活性污泥法：将经过厌氧消化池的污水引入活性污泥池，通过加入活性污泥和空气进行搅拌和曝气，使其中的有机物质被微生物降解。
3. 沉淀池：将活性污泥池中的污水进一步放置在沉淀池中，使其中的污泥沉淀到池底。
三、中级处理阶段中级处理阶段是对初级处理后的污水进行进一步处理，以去除其中的氮和磷等营养物质。
中级处理工艺流程普通包括以下几个步骤：1. 氧化沟：将初级处理后的污水引入氧化沟，通过氧化作用将其中的氨氮和有机氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐。
2. 曝气池：将氧化沟中的污水引入曝气池，通过加入空气进行搅拌和曝气，使其中的亚硝酸盐和硝酸盐被微生物进一步降解。
3. 沉淀池：将曝气池中的污水进一步放置在沉淀池中，使其中的污泥沉淀到池底。
四、高级处理阶段高级处理阶段是对中级处理后的污水进行进一步处理，以去除其中的微量有机物质和重金属等。
高级处理工艺流程普通包括以下几个步骤：1. 活性炭吸附：将中级处理后的污水通过活性炭吸附装置，利用活性炭对其中的微量有机物质进行吸附。
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第35卷第6期2007年6月化 学 工 程C HEM IC A L ENG I N EER I NG (C H I NA )V o.l 35N o .6Jun .2007基金项目:国家自然科学基金项目(20536020)作者简介:盖恒军(1974 ),男,博士生,研究方向为过程系统工程,E m ai:l h j gai @scut .edu .cn;江燕斌,副研究员,通讯联系人,电话:(020)87112051,E m ai:l ceb ji ang @scut 。
煤气化废水处理流程建模和全流程模拟盖恒军,江燕斌,钱 宇,卓莉莉,章莉娟(华南理工大学化工与能源学院,广东广州 510641)摘要:为分析煤气化废水处理过程存在的问题,采用A spen P l us 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。
关键词:煤气化;废水处理;建模;流程模拟中图分类号:TQ 021.8 文献标识码:A 文章编号:1005 9954(2007)06 0049 04M odeli ng and flows heeti ng of t he coal gasificationwaste water treat m e nt processGA I H eng jun ,JI ANG Y an bin ,Q I AN Yu ,ZHUO L i l,i ZHANG L i juan(Schoo l of Che m ical&Energy Eng ineeri n g ,South China Un i v ersity of Techno l o gy ,Guang zhou 510641,Guangdong Province ,Ch i n a)Abst ract :To analyze the bo ttleneck o f i n dustrial coa l gasifica ti o n w aste w ater treat m en t process ,the full process m ode ling and flo w sheeti n g w ere co m p l e ted based on t h e further developm en t o f A spen P l u s .The representa ti v e co m ponen ts ,the ther m odyna m i c m ethod and the ca lculating modu l e for each unit w ere selected based on theanalysi s of the industrial syste m and process .A self deve l o ped m odu le w as established to predict the liquid li q u i d equ ilibri u m and m ass balance i n the extractor based on experi m enta l li q u i d liquid equili b rium correlati o n.The approach fo r i m prov ing the conver gence w as pr oposed .The results sho w that the calcu lating resu lts are consistent w it h actual operati n g data ,and the m a i n pr oble m s o f t h e process are the l o w efficiency of the sour w ater stri p per and the ex tractor .The si m ulation m ethod is pro m ising for providing reference for t h e desi g n ,renovati o n andopti m izati o n of coa l gasificati o n w aste w ater treat m en.tK ey w ords :coal gasification ;w aste w ater treat m en;t mode li n g ;flo w shee ti n g 以煤炭作为能源和化工原料的应用越来越受到重视。
煤气化是清洁、高效的煤炭利用方式,鲁奇加压气化工艺具有能耗低、氧耗少,效率高的优点,因而广泛应用于煤制气、合成氨、煤发电等工业中。
该工艺过程产生大量的高污染煤气化废水,国内外普遍采用化工分离与生化处理相结合的方式来处理该类废水。
分离包括汽提、萃取、精馏等单元过程,以去除酸性气体,回收酚、氨等[1]。
但由于污染负荷高、水质复杂以及处理流程设计上存在缺陷,使得化工分离过程的运行状况普遍不理想。
化工流程模拟技术是分析现有流程性能、改进现有装置操作的有力工具,已用于类似过程的模拟和分析并取得了很好的效果,如H oogendoorn G C[2]、LEE D [3]、李柏春[4]等进行了炼油厂含硫废水的汽提脱酸过程的模拟和分析。
煤气化废水处理流程的全流程模拟尚无人涉及,本文借助于流程模拟技术,对由原东德引进的东北某大型气化厂废水处理中的化工分离流程进行全流程模拟和瓶颈分析。
1 煤气化废水组成和处理流程简介煤气化废水成分复杂、污染物浓度高且质量浓度波动大,呈恶臭深色,p H 值8 10,基本组成情况见表1。
其中单元酚主要是苯酚,多元酚的组成很复杂,可测出的就有几十种。
某厂煤气化废水处理工艺流程如图1所示。
废水S1分冷S5、热S6二股分别从上部和中上部进入汽提塔T1,汽提出的CO 2、H 2S 等酸性气体及少量氨、水蒸气经过半凝器F1和吸收塔T2回流氨后,酸性气体S11从T2顶部排出送至火炬焚烧。
T1釜液S7冷却到45 左右后从上部进入萃取塔E1,与二异丙醚S17进行逆流萃取。
萃取相S16泵入溶剂回收塔T4中,精馏分离粗酚S28与二异丙醚S27,二异丙醚回用。
萃取塔的萃余相S15加入烧碱后进入脱氨塔T3,从顶部采出溶解和夹带的二异丙醚S20,冷凝后回用;从侧线采出的氨水汽S23进入半凝器F2,冷凝回部分水和少量氨,气相部分S24进入氨精制工段加工成液氨。
萃取剂再生流股S20和S27回送至贮槽V 1循环使用,并定期补充(S18)。
T3釜液S22送至生化段。
表1 废水基本组成T ab l e 1 Basic co m ponents of w astew ater 主要污染物质量浓度范围/(m g L -1)实测值/(m g L -1)单元酚2900 39003220多元酚1600 36003110氨3000 90007750C O 24000 110004200H 2S 50 20088脂肪酸2000 3500约2000油类200 500380图1 煤气化废水处理流程简图F i g .1 S i m plifi ed flo w s h eet of coa l gasifi cati on treat m en t p rocess2 全流程建模和模拟煤气化废水实际组成非常复杂,体系中存在水、单元酚、多元酚、氨、CO 2等极性物质,还涉及化学平衡和电荷平衡,属高度非理想电解质体系。
同时煤气化废水处理流程较复杂,各单元模块的进出物流相互密切联系并有多股循环物流。
故需选择合适的代表组分、热力学方法、单元模块等,建立全流程模型,并采用有效的模拟策略对各项工艺和设备参数反复调试,以实现准确的全流程模拟。
2.1 代表组分的选择煤气化废水处理系统的输入物流为废水(S1),萃取剂二异丙醚(S19)仅为定期补充。
结合现场数据,对S1进行了组分简化和选择: 用苯酚来代表单元酚,用对苯二酚来代表多元酚; 模拟发现脂肪酸和油类对结果的影响很小,因而模拟时未输入。
模拟时的主要物流输入数据见表2。
表2 主要物流输入数据T able 2 Basic input data for stream s 流股性能废水(S1)萃取溶剂(S18)质量流量/(kg h -1)800026616温度/ 6840压力/kPa 300500各组分质量分数/%苯酚0.3220.010对苯二酚0.3110氨0.7750CO 20.4200H 2S 0.0090H 2O 98.1630.540二异丙醚099.4502.2 物性集的选择该体系涉及到的物料几乎都是极性物质,并且NH 3、C O 2、H 2S 在水中构成挥发性弱电解质水溶液体50 化学工程 2007年第35卷第6期系。
对于弱电解质水溶液体系已有较多的活度系数模型[5 6],其中ELEC NRTL 模型[6]是一种适用于水性电解质体系的活度系数模型,借助于二元参数,可较好地描述较大温度范围下的质量浓度从无限稀溶液到熔融态电解质体系的性质。
根据体系的特点,对于酸气汽提塔、氨汽提塔选择ELEC NRTL 模型中适用于CO 2 H 2S NH 3 N a O H H 2O 体系的ESOURO 电解质数据包;对于溶剂回收塔,因含水质量很少可忽略电解质反应,选择适用于极性体系的NRTL 物性方法。
同时,利用A spen P l u s 的物性估计工具通过UN I FAC 模型估算所缺的二元交互参数。
2.3 单元设备的选型模拟采用基于平衡级模型的模块,以M urphree 板效率修正平衡级模型计算中的非理想特性。
建模时,精馏塔、汽提塔、吸收塔用RadFrac 模块;萃取塔用自定义模块;分凝器用Flash2模块;物流间换热用H eat X 模块;加热、冷却器用H eater 模块;贮罐和混合器用TANK 模块;泵用Pum p 模块。
2.4 萃取塔自定义模块的构建由于一般实际液液体系的非理想性较强,A spen P l u s 中集成的模型尚难以准确地描述该实际体系的液液平衡关系。
根据实验数据,萃取相与萃余相中总酚质量分数的平衡关系如下:y i =7.5 10-7e 8700xi (1)流程中的萃取塔是转盘萃取塔,有48层转盘和定环,无侧线进、出物料。