仇汝臣医药危废资源化新技术开发

2o一、概述o二、危废资源化技术开发的内容o三、危废资源化技术开发o四、化工新工艺开发成果o五、化工新技术开发的方法与技巧3一、概述制药、医药企业在生产过程中会产生有害于公共环境的工业废水、废渣、废气，由于“三废”成分复杂、有机物含量高、毒性大、量大、色度深和含盐量高等，成为“工业危废”，已经严重影响到人们的生活环境，成为重要的污染源。“低温废热”的回收利用同样重要。4★从源头上尽量减少甚至杜绝污染，实现废物的零排放和环境影响最小化。★必须进行工艺和设备两方面研究：●不断致力于工艺过程的研究与开发，提高工艺效率，尽最大可能：实现废物最小化和环境影响最小化；●改造传统设备、开发新设备，大幅度提高设备的生产效率。5二、危废资源化技术开发的内容o现有危废的处置技术o(1)、直接热力焚烧法o(2)、固化法o(3)、无害化填埋处置o(4)、化学法o上述各方法，需要耗费大量的人力、物力、财力，处理时需要耗费大量的资金。o若能将化工危废进行资源化处理，既能消除污染，又能变废为宝。6o危废处理现状o目前，大约65%危废得不到有效处置，现有的处置能力缺口巨大，短时间难以填补，而新建项目审批慢、落地周期长，来不及满足短期强烈的需求，危废产生量仍在逐年增长。o因此，企业自己应尽可能开发针对自身企业的危废处理工艺和技术。7危废处理经济前景o目前市场上危废无害化处理的平均价格约为2000元/吨；o如将资源化处置按3000元/吨估算，再按照危废综合处置率85%、资源化处置比例60%计算，到2020年我国危废市场有望形成约2187亿元的产值。8危废资源化处理方法与思考o1. 哪些危险废物可资源化利用？o某些废物虽被界定为危险废物，但具有较高的再利用价值。o2. 危险废物资源化利用的原则是什么？o(1)危险废物资源化处理后，可以满足企业资源需要：o1)可以作为企业的原料；o2)可以作为企业的半产品，回到企业装置中，与同类产品经过提纯处理，就可以作为产品；9o3)可以作为企业的副产品，注意：是副产品，不是副产物。副产品是产品，满足国家或企业产品质量标准；副产物不能满足国家或企业产品质量标准，也是危废。o4)经过提纯后，可以拉长企业的产业链，生产新的产品(或生产企业所需要的原料)。o5)不能满足原料或产品要求的，建议将有机废液/废渣焚烧处理，可以发生蒸汽等。o(2)资源化利用的技术是可行的；o(3)资源化利用效果比较好；o(4)资源化利用所处理的危险废物应尽可能在排放源附近处理o(5)资源化的产品应当符合国家相应产品的质量标准10o化工危废资源化技术开发的主要内容：o★化工危废资源化新工艺开发；o★化工危废资源化新设备开发；o★化工三废处理新技术开发：废气、废液(废水)、废渣的循环利用和资源化利用；o★低温余热的利用。11三、危废资源化新技术开发o(一)某厂废水资源回收o1、原水主要数据：o水量100吨/天oCOD约200000mg/l，排放300mg/l.o水中主要有机物成分：水合肼、乙二醇。o要求，浓缩液中水合肼浓度达到15%，乙二醇浓度达到45%，回到系统中循环使用。o多效蒸发处理工艺：每吨废水约100元。1213o(二)某厂废水资源回收o1、污水主要数据：平均COD为549381.8mg/L142、设计工艺流程153、污水处理量与产品o污水流量：1吨/小时；o采用两个精馏塔，产生：o1)91kg/h高浓度有机物；o2)70kg/h55%有机物；o3)839kg/h废水，COD约8000，可以生物降解了164、经济效益分析o1)91kg/h高浓度有机物，按涂料产品9500元/吨，0.091*9500=864.5元/小时o2)70kg/h55%有机物，继续精馏成单组份，0.035*9500=332元/小时o收入合计：1196.5元/小时o能耗计算：采用热泵o用电：52+308=360kWh*0.6=216元/小时o收益：980.5元/小时o结论：盈利。每年盈利784.4万元/年o设备投资（两个精馏塔+两套产品精馏塔+两套热泵系统）：约300万元。o投资回收期：约5个月17o(三)纤维素废水处理18o(四)DMA废液回收19o产品方案与经济效益分析o1.每小时可以得到42kg的DMA（99.5%）:o336吨/年X9500元/吨=319.2万元/年o2.每小时可以得到7.2kg的二氯甲烷（99.0%）o46.08吨/年X2000元/吨=9.2万/年o合计:328.4万元/年o3.操作费用：0.6吨蒸汽/小时*200=120元/小时o=96万元/年o4.经济效益：328.4-96=232.4万元/年o5.投资：约120万元，投资回收期半年20o(五)废硫酸萃取回收工艺：流程不产生废气，空气循环使用，温度不超过120℃21o(六)某厂废水资源回收o1、原水主要数据：o水量40吨/天oCOD约10000mg/l，排放300mg/l.o含盐约30000mg/l.o水中主要有机物成分：辛醇、氯代异辛烷、磷酸酯类。22我们设计一个资源化回收流程：23设计原则：o1.根据化工废水的特点，设计专门处理此废水的合理、节能的工艺流程；o2.设计经济合理的工艺操作参数：塔板数、进料位置、回流比、循环物流的流量；o3.设计合理的换热流程；o4.选择改进的节能蒸发MVR装置。24装置特点：o1.得到1个有机物的产品：17kg/ho2.废盐溶液从塔底流出，蒸馏充分考虑节能设计o3.设备投资：o蒸发+蒸馏+结晶+生化：约192万元25经济效益计算：o蒸发部分消耗：折合人民币21元/小时。o蒸馏部分：折合人民币21.5元/小时；o总消耗：21+21.5=42.5元/小时o收益：回收有机物17kg/h，单价3元/kgo(按燃料计算，实际上可以回收作为化工原料)：o17*3=51元/小时；o效益：51-42.5=8.5元/小时o即：每小时盈利8.5元/小时(每年6.8万)o折合单位盈利：8.5/1.667=5.1元/吨废水o即：盈利5.1元/吨废水。26本流程结论：o结论1：虽然效益不显著，但此有机废水的浓度较低，含有机物只有1%左右，若进行资源化处理，还有可能盈利。但若不进行资源化回收，处理此废水完全是投入，而没有任何效益。o结论2：有机废液含有机物1%以上时，就可以进行资源化处理，就可以有经济效益。27o(七)某化工厂废液资源回收o1、废液组成：o水：93.00%(wt)o乙腈：4.00%(wt)o氟化钠：3.00%(wt)o合计：100.00%(wt)o流量：10吨/小时；o温度、压力：常温、常压；28我们设计一个资源化回收流程：29设计原则：o1.设计合理的工艺流程；o2.设计经济合理的工艺操作参数：塔板数、进料位置、回流比、循环物流的流量；o3.设计合理的换热流程；o4.选择超级节能蒸发+结晶装置。30装置特点：o1.得到3个纯度较高的产品：o水：9300kg/h，纯度≥99.99%(wt)o乙腈：400kg/h，纯度≥99.99%(wt)o氟盐：300kg/h，纯度≥99.99%(wt)o2.操作费用低：o消耗≤3吨水蒸汽/小时（≤3atm）o(折合)o3.设备投资：≤200万元31经济效益计算：o1.水的纯度较高，完全可以回用：o按5元/吨水计算，9.3*5=46.5元/小时o2.乙腈平均市场价格9000元/吨：o回收效益：9000*0.4=3600元/小时o3.氟盐平均市场价格5000元/吨：o回收效益：5000*0.3=1500元/小时o合计回收：5146.5元/小时≈5100元/小时32经济效益计算o操作费用：o蒸汽(≤3吨)+人工+电力，按600元计算；o不计税收（是否符合税收优惠政策？）o处理成本：60元/吨废水；o总经济效益：o5100-600=4500元/小时o=10.8万元/天o=3600万元/年o设备投资：≤200万元o投资回收期：小于1个月33本流程结论：o经过合理设计工艺流程，选择合计操作参数，可以进行废水资源化回收的工艺设计；o从废水中回收有用的组分，其经济效益可观，社会效益和经济效益明显。34(八)某化工厂高危废液o1.原料废液组成o2.温度：常温；o3.压力：常压；o4.流量:1吨/小时o此组成复杂，o工艺设计比较复杂o常规处理50元/吨o5.工艺流程处理方法o(略)35装置特点：按1吨/小时处理量设计o1.得到2个产品：o水：800kg/h，纯度符合国家排放标准；o丙二醇：200kg/h，纯度≥68%(wt)o(进一步处理可以得到99.9%的产品)o2.处理成本：20元/吨废水；o3.设备投资：≤200万元36经济效益计算：o1.丙二醇平均市场价格：9300元/吨；o按130kg/h计算：o9300*0.13=1209元/小时o2.操作成本：20元/小时o3.经济效益：o1209-20=1189元/小时o=2.85万元/天o=951.2万元/年o4.设备投资：≤200万元o5.投资回收期：小于3个月37本流程结论：o本流程处理的组成复杂，工艺流程复杂，但处理成本相对较低；o经过合理设计工艺流程，选择合计操作参数，可以进行废水资源化回收的工艺设计；o从废水中回收有用的组分，其经济效益可观，社会效益和经济效益明显。38(九)废液回收和精制o有机废液：热分解、加氢精制，生产汽油、柴油等；(已经完成实验)o废旧润滑油回收利用：过滤，减压蒸馏，或加氢，生产润滑油、汽油、柴油等。(已经有两家生产)o酿酒废液(杂醇油)精制：生产符合国家标准的丙醇、丁醇、异戊醇等。(临沂已经投产多家)o其它废液回收利用。39(十)废水处理o有机废水：含酚废水，含油废水，含有机物废水；可以采用吸附、吸收、精馏、汽提、降解等方法处理，可以回收其中的有机物，达到资源化利用的目的；经过优化设计，降低能耗，采用精馏回收废水中有机物的方法已经在上海投产；o无机废水：采用多效蒸馏、MVR蒸馏、多效蒸馏改造MVR方法，可以大大降低操作费用。40(十一)废气回收o1、DMF废气回收N,N-二甲基甲酰胺（DMF）是一种透明液体，能和水及大部分有机溶剂互溶。它是化学反应的常用溶剂。纯二甲基甲酰胺是没有气味的，但工业级或变质的二甲基甲酰胺则有鱼腥味，因其含有二甲基胺的不纯物。41DMF性质oDMF无色、淡的氨气味的液体。分子式C3H7NO。分子量73.10。相对密度0.9445（25℃）。熔点-61℃。沸点152.8℃。闪点57.78℃。蒸气密度2.51。蒸气压0.49kpa（3.7mmHg25℃）。自燃点445℃。折射率1.42817，溶解度参数δ=12.1。蒸汽与空气混合物爆炸极限2.2～15.2%。o与水和通常有机溶剂混溶,与石油醚混合分层。遇明火、高热可引起燃烧爆炸。o能与浓硫酸、发烟硝酸剧烈反应甚至发生爆炸。危险标记7（易燃液体）o主要用途主要用作工业溶剂，医药工业上用于生产维生素、激素，也用于制造杀虫剂。42二甲基甲酰胺毒作用机制和侵入途径o毒作用机制：DMF的毒性作用机制尚未完全明了，现在认为与其体内代谢过程有关。其产物或中间产物具有亲电性，可以与蛋白质、DNA、RNA等大分子的亲核中心共价结合，造成机体肝肾器官损伤。o侵入途径：可经呼吸道、皮肤及消化道吸收。o对眼、皮肤和呼吸道有刺激作用。o侵入机体后，主要由肝内代谢，排泄较快，主要靶器官为肝脏，肾脏也有一定损害，属中等毒性。43临床特点o刺激症状：DMF蒸气可引起眼、上呼吸道轻、中度刺激症状。o皮肤：污染皮肤可致轻、重不等的灼伤，皮肤起皱，肤色发白，伴有灼痛感，严重者可使皮肤胀肿，剧烈灼痛。o眼：污染眼引起灼痛、流泪、结膜充血；严重者可引起角膜坏死。o胃肠道症状：患者常有食欲不振、恶心、呕吐、腹部不适及便秘等，少数病例有中上腹痛。o肝脏：急性中毒时肝脏损害常较为突出，患者有明显乏力，右上腹胀痛，不适，出现黄疸，肝脏逐渐肿大，有压痛，常规肝功能检查示异常，其中血清转氨酶升高较明显。病变一般不严重，经治疗可逐步减轻，数周内病情可完全恢复。44临床特点o严重急性中毒：表现为重症中毒性肝病，职业性中毒为少见，接触高浓度,尤其是