糠醛清洁生产技术研究ppt课件.ppt

李爱民李爱民教授教授糠醛清洁消费技术研讨糠醛清洁消费技术研讨大连理工大学环境学院大连理工大学环境学院问题提出：目前制提出：目前制约糠糠醛消消费的的“三三废〞及消〞及消费效率效率问题问题分析：分析：“三三废〞及糠〞及糠醛消消费产率瓶率瓶颈所在所在问题处理：理：“三三废〞治理及糠〞治理及糠醛产率提高途径率提高途径经济及社会效益分析经济及社会效益分析问题提出提出————制制约糠糠醛消消费的的““三三废〞及消〞及消费效率效率问题废水水——“——“闭循循环〞〞工工艺诸多妨碍多妨碍问题所在问题所在环境环境效益效益废气气————污染染严重，放重，放炮炮““恶臭〞臭〞废气气污染染严重重废渣渣————除熄除熄灭，未，未有效利用有效利用糠糠醛产率低率低废水水处置本置本钱高高企业生存企业生存可继续开展可继续开展企业竞争力企业竞争力 消费每吨糠醛产生废水约19吨废水问题蒸发器结垢和蒸汽量缺乏是制约废水蒸发处置才干的两蒸发器结垢问题废水产量高蒸汽量缺乏问题大瓶颈污垢的抑制污垢的清洗水解工艺锅炉效率糠醛渣质量废水水——“闭循循环〞工〞工艺诸多妨碍多妨碍问题分解一、结垢问题1、来源：废水中高分子聚合物来源：废水中高分子聚合物。

2、成因：与高温水蒸气换热，在换热管内壁脱水构成致密积碳层成因：与高温水蒸气换热，在换热管内壁脱水构成致密积碳层测算阐明，废水蒸发过程初期结垢量约0.2mm/d〔按蒸发处置80吨废水计〕3、影响：研讨阐明，、影响：研讨阐明，1mm积碳污垢使能耗上升积碳污垢使能耗上升15%，蒸发器延续，蒸发器延续运转一周，能耗将上升15%，蒸汽耗费量将随之上升15%，以此推算，一月后蒸发蒸汽耗费量将添加40%以上4、当前对策：、当前对策：〔1〕碱洗三小时延续碱洗能去除污垢30%，效果较差，同时耗费纯碱0.6t，费用约1500元〔2〕高压水冲洗费用高〔8000-12000元/次，工时长〔2-3天〕影响正常消费蒸汽量缺乏问题醛渣含水率高熄灭不充分，强力鼓风导致锅炉效率低〔>55%)锅炉构造题炉墙损毁，排烟热损失大进料问题锅炉效率普通不高于55%糠醛渣含水率高的缘由？〔1〕蒸汽压力低、温度低，导致水解不完全，醛渣含水率高;〔2〕对于各种不同原料均采取一致的水解条件，导致水解结果差别较大，含水率差别较大；〔3〕放炮工艺控制问题，呵斥水解锅内水蒸气冷凝；  废水产量高问题废水产量高问题水解速度慢水解速度慢副反响多副反响多“叁双串双串联〞〞虽能一定程度上降低蒸能一定程度上降低蒸温度控制温度控制压力控制压力控制产品不能快速移产品不能快速移出出糠醛只能依托蒸糠醛只能依托蒸汽携带，不能实汽携带，不能实汽耗费量，提高醛气平均含醛率，但汽耗费量，提高醛气平均含醛率，但醛气含醛率平均仍为醛气含醛率平均仍为5%-6%。

由此，产醛一吨，蒸汽耗费由此，产醛一吨，蒸汽耗费19-20吨，吨，随之产生废水随之产生废水19-20吨现蒸发析出现蒸发析出因此，导致废水产量高的缘由主要是因此，导致废水产量高的缘由主要是:〔〔1〕水解速度低导致水解时间长，需大量水蒸气输入；〕水解速度低导致水解时间长，需大量水蒸气输入；〔〔2〕副反响多，糠醛产品不能快速移出水解反响体系，糠醛只能由蒸汽携带〕副反响多，糠醛产品不能快速移出水解反响体系，糠醛只能由蒸汽携带出反响体系，从而使水蒸气耗费量增大出反响体系，从而使水蒸气耗费量增大由此，控制废水产量的瓶颈问题在于：由此，控制废水产量的瓶颈问题在于：〔〔1〕如何实现有效控制水解反响釜温度及压力的有效控制，使反响体系维持〕如何实现有效控制水解反响釜温度及压力的有效控制，使反响体系维持最适宜反响程度；最适宜反响程度；〔〔2〕如何实现糠醛产品快速自动移出反响体系〕如何实现糠醛产品快速自动移出反响体系小结：糠醛消费过程废水处置问题节点蒸汽量缺乏结垢量大锅炉效率低原料水解不完全，聚合物产生量大蒸汽压力低，温度低醛气携带聚合物量大醛渣含水率高1、以上两步“死循环〞是制约目前糠醛消费过程废水不能实现“零排放〞，糠醛产率低的常见缘由。

2、“死循环〞一旦发生，糠醛产率、质量将大大降低，严重影响经济效益，同时，废水量将大大添加死循环废气气——尚无有效治理措施尚无有效治理措施放炮醛气日产糠醛10吨，排出剩余醛气5000m3，放炮醛气已被列入“恶臭〞气体范畴，并要求整改废气锅炉烟气二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等污染性气体严重超标实测阐明：二氧化硫排放浓度超标50倍以上，氮氧化物浓度超标4倍以上，一氧化碳超标2倍以上，给糠醛企业构成艰苦环保隐患一氧化碳氮氧化物二氧化硫废渣：熄渣：熄灭 ——缺乏缺乏还是剩余？是剩余？缺乏：渣缺乏，直接导致消费事故，醛渣熄灭炉运用燃煤效果较差，醛渣晾晒以提高熄灭效率剩余：用以制取活性炭，生物有机肥甚至发电全过程物质及能量分析HC1h2C2h3h5E1h7C4D1h 6E2h8C5D2C3H1H5C6h4E3h1h9略去无热交换、无热耗费单元〔不思索废水蒸发〕，可得糠醛厂糠醛消费与废水闭循环处置系统能流图如图2所示：其中，H为锅炉，提供热源蒸汽；H1-H5为水解锅；E1为醛气冷凝器；E2为粗醛冷凝器；E3为废水蒸发器；D1为初馏塔，D2为精馏塔；根据消费中的实测数据，各物流温度如表所示本部分计算方法详见：任鸿均,糠醛消费中节约能源的途径[J], 化工科技市场,2006(7):41-4 c120h3180c220h4180c390h5140c460h699c540h760c680h840h1180h9140h2180其H1-H5为水解工段，能量耗费分为四个阶段：分别为装锅、升压、水解、排渣。

其中装锅过程能耗为玉米芯升温耗能，催化剂〔稀硫酸溶液〕升温能耗，锅体升温能耗以及锅体散热损失本工段采用叁双串联消费工艺表2 典型糠醛消费过程各节点能耗*H1-H5水解工段(kJ)63.05×106D1工段(kJ)5.93×106D2工段(kJ)0.11×106E3工段(kJ)124.52×106总能耗QTC (kJ)93.61×106* 以消费每吨糠醛计，总能耗为实际总能耗减去废水蒸发后被利用的热能结果，废水蒸发器热效率以85%计D1工段能耗为初馏热能耗；D2工段能耗为精馏热能耗；E3为废水蒸发热能耗各部分能耗如表2所示〔计算过程略〕可见，采用该工艺，全过程能耗为93.61×106KJ未被有效利用的物流为h7，h8，即醛气冷凝器和粗醛冷凝器中冷凝水携带的总能量，为55×106 kJ表1 典型糠醛消费过程各物流温度实测数据(单位：℃)结果分析：消费每吨糠醛产生糠醛渣20吨〔含水55%计〕，糠醛渣低位热值以13.6×103KJ/kg计，那么糠醛渣的总热值为163.2×106KJ某糠醛厂采用的熄灭炉为K12一台，K3三台，热效率较低，根据测算约55%，那么糠醛渣熄灭能被有效利用的热能为：QTS=163.2×106KJ×50%=89.8×106KJ。

显然，当废水蒸发器热效率能到达85%时， QTS略小于QTC 〔93.61×106KJ 〕，勉强可提供糠醛消费所需热能根天性维持消费正常运转而实践上，废水蒸发器运转一个月以后，热效率低于60%η1.151.050.951.110.850.750.650.90.80.7全过程共产生废水19.5t，拌酸耗费6t，需蒸发13 t；共产生糠醛渣23.1t〔含水55%〕，折合9atm饱和水蒸气51t建立锅炉效率ξ、蒸发器效率及η蒸汽量、废水量物料平衡，如图：0.30.40.450.50.550.60.650.70.750.80.850.90.951ξ锅炉效率为55%，那么蒸发器效率应>87.8% 才干保证消费及废水处置同步完成问题的处理问题的处理污染问题废气气渣分别高效枯燥废渣制取活性炭废水蒸发器污垢抑制废水减排未添加任何物质蒸发器换热管内壁积垢严重无垢情况下，蒸发器热效率可达90%添加物质R后蒸发器换热管内壁根本无污垢1、污垢抑制针对废水蒸发过程积垢特征，以及污垢物质的全面分析，经过添加少量针对废水蒸发过程积垢特征，以及污垢物质的全面分析，经过添加少量物质物质R，可完全实现污垢的全面抑制。

可完全实现污垢的全面抑制2、废水减排目的：缩短水解时间，降低蒸汽运用量途径：1、重新调整水蒸气通入及醛气引出方式2、针对不同原料选择不同的拌酸比、固液比3、调整水蒸气物理形状，维持水解锅内体系温度较高，而压力低于产物体系饱和蒸汽压结果：实验结果阐明，经过以上途径的实施，可缩短水解反响时间为目前常规时间的½，由此，蒸汽运用量、废水产量均降低为原来的1/2而糠醛产量略有提升3、气渣分别采用一种最新开发的活塞式阀门，实现糠醛渣与蒸汽的初步分别，可分别出70%以上剩余醛气，之后，进入隧道式枯燥通路与烟气逆流换热枯燥分别出的剩余醛气含醛3%左右，全部通入拌酸池，与原料玉米芯混合，用以回收糠醛日产10吨糠醛企业，可回收糠醛100kg4、制取活性炭经过实施废水减排工艺，日产十吨糠醛，可剩余糠醛渣30-40吨〔干基〕，用来制取活性炭，可获得优质活性炭4-5吨本工艺以活化反响的研讨为根底，结合实践消费，设计了一种生物质废渣炭化、活化延续式制取活性炭的安装此安装经过对生物质废渣进展热解，产生热解焦炭，即炭化料，并进一步对其进展活化，到达延续生产的目的，延续式制取活性炭安装该安装的任务原理主要是在经过螺旋形烟道壁面加热后，生物质废渣经过进料口进入，在叶片的搅动作用下发生热解反响，产生H2、CO、CO2、CH4、C2-C3、多碳的大分子气态物质以及焦炭等，气态物质经过排气孔排出反响器，经过冷凝、分别后构成焦油和可燃气体。

热解反响构成的焦炭类物质在叶片的搅拌作用下，逐渐从出口处排除系统在高温过热水蒸汽的作用下，焦炭在活化反响器内发生活化反响生成活性炭，反响产生的气体经过排气孔排出系统与其他类型活性炭消费安装相比较，该延续式消费安装具有构造简单、操作方便、规划紧凑、平安高效，物料混合均匀，反应效率高以及可延续消费等优点经过螺旋形叶片和搅拌杆的对物料的搅动，到达热解活化延续式消费活性炭的目的经济效益• 除垢物质价钱低廉，运用量低，节省大量污垢 清洗费用• 缩短消费周期，降低水电、人力以及管理费等消费本钱• 剩余糠醛渣制取活性炭，实现资源化利用经济及社会效益分析经济及社会效益分析社会效益• 实现废水零排放，保证消费顺利进展• 回收放炮产生醛气，回收糠醛的同时降低污染负荷。