高效规整填料塔分离工程技术在工业废水处理中的应用

高效规整填料塔分离工程技术在工业废水处理中的应用2017工业废水高级氧化新技术、新设备研讨会高效规整填料塔分离工程技术在工业废水处理中的应用一．在工业废水脱氨中的应用二．在异丙醇废水处理应用三．DMF废水处理应用一.高效规整填料塔分离工程技术在工业废水脱氨中的应用1基本概况2氨-水精馏技术特点3工业废水脱氨中应用实例4应用特点1.基本概况•产生大量的含氨废气废水•氨氮含量约在4~5%•不经处理而直接排放，会严重污染空气•湿法生产过程就会产生大量含有氨氮的蚀刻液及洗涤水。•2005年PCB行业产生的废水就高达320万吨。•氨氮含量为1.5~4.5g/L•生产企业约有20余家年生产能力达到13万吨•生产每吨ADC将会产生23.7吨废水•氨氮含量1.2~1.8g/L•稀土湿法分离生产过程中产生大量的含氨废水•氨氮含量约在0.6g~1.6g/L•目前大多经简单处理后直接排放，严重污染环境•氨氮废气废水对环境的影响已经引起环保领域和全球范围的重视•我国对氨氮排放制订了更加严格的排放标准一.高效规整填料塔分离工程技术在工业废水脱氨中的应用1.基本概况含氨废水常规处理方法及适用范围生化法•低浓度离子交换法•较低浓度蒸发结晶法•高铵盐•杂质少化学沉淀法•药品价格高汽提法•高浓度•含盐精馏法•高浓度•含盐•资源化一.高效规整填料塔分离工程技术在工业废水脱氨中的应用2.氨-水精馏技术特点氨水气液平衡数据压力atm(a)0.60.81.01.21.4温度(°C)xyxyxyxyxy752.8534.465.2051.407.4262.459.4869.4811.3274.26850.101.792.1226.234.0042.285.7152.637.4660.00•氨－水体系是非理想体系•气态氨已溶入水并放出热量•同时氨又极易挥发，溶解热会使溶液温度的升高促使氨的挥发一.高效规整填料塔分离工程技术在工业废水脱氨中的应用氨-水精馏技术特点常规汽提氨水精馏技术一.高效规整填料塔分离工程技术在工业废水脱氨中的应用氨-水精馏技术特点双塔耦合氨水精馏技术一.高效规整填料塔分离工程技术在工业废水脱氨中的应用氨-水精馏技术特点•精馏技术用于废水脱氨实现氨资源化利用•精馏技术实现节能减排•热耦合技术进一步降低处理能耗一.高效规整填料塔分离工程技术在工业废水脱氨中的应用碱液废水中和系统热回收系统精馏系统氨水产品冷凝系统变温吸收系统排放合格水排放排放热水OHNHOHNH234（1）产生高浓度氨水工艺路线一.高效规整填料塔分离工程技术在工业废水脱氨中的应用（2）产生高浓度氨气工艺路线（3）产生硫酸铵工艺路线原料槽氨精馏塔蒸汽高浓度氨气换热器排放反应槽结晶硫酸铵硫酸一.高效规整填料塔分离工程技术在工业废水脱氨中的应用废水类型：ADC缩合废水废水组成:[NH4+]::15000~18000mg/LCl-:170g/L水合肼:1g/LSO42-:50g/LPH=4~6一.高效规整填料塔分离工程技术在工业废水脱氨中的应用序号项目设计指标开车结果1处理量(m3/d)500～6006002进料中氨含量（mg/L）15000～18000150003塔径(mm)Ø800/Ø1200Ø800/Ø12004回收氨水浓度(%wt)≥90955排放水中氨含量（mg/L）25156蒸汽单耗（kg蒸汽/T废水）15074～1057吨氨蒸汽耗量（T/T）84.3～6.3设计指标与运行结果一.高效规整填料塔分离工程技术在工业废水脱氨中的应用经济技术评价序号项目计算分析结果(元/天)(1)非标设备折旧300万/5年/365天1645(2)蒸汽消耗63吨/天x24x180元/吨11340(3)电耗60千瓦x24小时x1元/千瓦小时1440(4)人工及管理费 500(1~4)每天运行成本（上述4项之和）14925(5)氨水产值60吨/天x350元/吨(按15％氨水计）21000(5)-(1~4)年经济效益（21000－14925）x300182万元一.高效规整填料塔分离工程技术在工业废水脱氨中的应用精馏技术成功应用于氨水系统•实现资源循环利用脱氨同时，产生12～20％纯净氨水，或95％以上高浓度氨气，实现资源循环利用•脱氨效率高排放水氨含量降至10mg/L以下，达到I级标准（国家综合污水排放标准GB8978-96）•节能降耗显著优化了工艺流程、塔设备设计及高效热回收系统，操作能耗明显降低。与现有技术吨氨蒸汽平均消耗量8～10吨相比，平均下降20~40％，节能效果显著•处理过程无污染多级变温吸收系统，实现无嗅排放，消除二次污染，达到了环保目的4.应用特点一.高效规整填料塔分离工程技术在工业废水脱氨中的应用精馏技术在应用于工业废水脱氨业绩序号时间服务单位处理量(m3/d)合同指标(mg/L)开车结果(mg/L)12009年6月淄博加华新材料资源有限公司160≤25ppm15ppm22009年10月齐鲁安替制药有限公司160≤25ppm15ppm32010年9月淄博加华新材料资源有限公司320≤15≤1042011年3月青岛天尧化工有限公司70≤1515ppm52011年6月江阴加华新材料资源有限公司300≤1515ppm62011年9月赣县红金稀土有限公司200≤1515ppm72011年10月淄博加华新材料资源有限公司320≤15≤1082012年5月包头华诚新材料有限责任公司200≤1515ppm92013年2月帝斯曼维生素（上海）有限公司100≤1515ppm102014年2月（台湾）金居开发铜箔股份有限公司100≤1515ppm112015年5月天同精细化工（南通）有限公司180≤1510ppm122016年11月青岛天尧化工有限公司200≤1515ppm132017年6月江苏索普工程科技有限公司300≤150进行中二.高效规整填料塔在异丙醇废水处理中应用实例ü异丙醇（IPA）废水处理Ø来源制药工业中，用作溶剂的异丙醇在使用过程中产生的异丙醇废水Ø要求回收、精制异丙醇以获得可循环使用的异丙醇ü异丙醇（IPA）废水处理Ø工艺路径AzeotropePointT=80℃WIPA=87%精制异丙醇产品WIPA=87%WIPA=99%（≥87%）精馏路线常规精馏共沸精馏萃取精馏……二.高效规整填料塔在异丙醇废水处理中应用实例ü异丙醇（IPA）废水处理—常规精馏低纯度异丙醇（1）工艺条件异丙醇吸收液物料情况异丙醇废液废液量(m3/d)异丙醇水其他1200约34%约65%1%成品指标含量（V/V）色级水（V/V）PH值≥70.0%≤10＃≤30.0%~二.高效规整填料塔在异丙醇废水处理中应用实例（2）工艺流程ü异丙醇（IPA）废水处理—常规精馏低纯度异丙醇二.高效规整填料塔在异丙醇废水处理中应用实例ü异丙醇（IPA）废水处理—共沸精馏高纯度异丙醇（纯度99%以上）（1）共沸剂选择三元非均相共沸物体系共沸剂共沸点℃异丙醇%(wt)水%(wt)共沸剂%(wt)苯65.419.88.272环己烷64.318.57.574异丙醚61.84591二.高效规整填料塔在异丙醇废水处理中应用实例异丙醇-水-苯体系共沸物性质共沸点（℃）共沸组成%（wt）分相情况异丙醇水苯65.419.88.272非均相69.59.091.0非均相71.734.465.6均相80.487.412.6均相ü异丙醇（IPA）废水处理—共沸精馏高纯度异丙醇（纯度99%以上）（1）共沸剂选择二.高效规整填料塔在异丙醇废水处理中应用实例（2）工艺流程B1T201DECT202BEN-UPBEN-ALLT201-VBEN-RPIPAH2O-RPT202-VH2OFEEDü异丙醇（IPA）废水处理—共沸精馏高纯度异丙醇（纯度99%以上）二.高效规整填料塔在异丙醇废水处理中应用实例（3）工艺特点：A、采用共沸精馏工艺，可获得纯度达99%的异丙醇；B、共沸剂循环使用损耗较少，在生产中只需补充少量的苯。C、选用高效规整填料可有效提高分离效率，产品纯度稳定。D、可以将排放水中的IPA含量将至100ppm以下。ü异丙醇（IPA）废水处理—共沸精馏高纯度异丙醇（纯度99%以上）二.高效规整填料塔在异丙醇废水处理中应用实例三.高效规整填料塔在DMF废水处理中应用实例üDMF废水Ø来源制药行业、纺丝行业、合成革行业等；Ø要求回收DMF以获得可循环使用的聚合级DMF三.高效规整填料塔在DMF废水处理中应用实例üDMF废水-热集成变压精馏（1）设计工艺T101T201T202T203三.高效规整填料塔在DMF废水处理中应用实例üDMF废水-热集成变压精馏（1）设计工艺三塔顺流多效精馏用于回收低浓度DMF吸收液DMF热集成变压精馏操作参数序号代号名称操作压力塔顶温度塔底温度kPa(绝压）℃℃1T2011#脱水塔2060622T2022#脱水塔塔4579803T203精制塔101.3100152△t=17℃△t=20℃三.高效规整填料塔在DMF废水处理中应用实例üDMF废水-热集成变压精馏（1）设计工艺多效精馏与传统的单塔流程对比DMF热集成变压精馏与单塔能耗比较（处理1吨废水）DMF产品纯度消耗蒸汽量（t）循环水量（m3）单塔流程99.5%1.625三塔流程99.5%0.680三.高效规整填料塔在DMF废水处理中应用实例üDMF废水-热集成变压精馏（2）工艺特点A、采用高效规整填料塔，塔压降小，有利于满足三塔的变压设计；B、通过变压设计，匹配了三塔的传热温差；C、通过热耦合设计，有效地降低了蒸汽消耗，同等分离要求条件下，较单塔流程节能2/3左右D、可以将排放水中的DMF将至200ppm以下。成功案例序号时间服务单位处理量(m3/d)合同指标(mg/L)开车结果(mg/L)12008年杭州兴业合成革股份有限公司200m3/ddmf纯度≥99.9%dmf≥99.95%22015年上海苏豪逸明制药有限公司50m3/ddmf纯度≥99.0%dmf≥99.5%32016年齐鲁安替制药有限公司13.2m3/ddmf纯度≥99.0%dmf≥99.5%42017年齐鲁安替制药有限公司15.5m3/ddmf纯度≥98.0%正在进行三.高效规整填料塔在DMF废水处理中应用实例小试01计算0203设计装置04高效规整填料塔分离技术实现途径谢谢关注，请指正！