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工业生产废水脱碳工艺技术优缺点有哪些?

作者:废水处理工艺 来源:苏州安峰环保 日期:2019-5-14 11:52:31 人气:79
工业企业生产废水碳含量超标时,废水无法直接排放到水体,需要结合废水处理工艺脱碳。脱碳处理工艺方法比较多,每一种工艺流程都有自身的优势和劣势。安峰总结几点工业废水脱碳方法,并对这些工艺技术从设备、工艺特点等分析总结;
  
  1.低温甲醇洗

  
  低温甲醇洗是基于物理吸收的气体净化方法。该法是用甲醇同时或分段脱除CO2、H2S和各种有机硫,HCN、C2H2、C3、及C4以上的气态烃,水蒸气等,可以达到很高的净化度。气体中的总硫可脱至,二氧化碳可脱至<0.2mg/m3(标),CO2可脱至10~20ml/m3。甲醇对H2、N2、CO的溶解度相当小,而且在溶液减压闪蒸过程中优先解吸,于是可通过分级闪蒸来回收,使气体在净化过程中有效成分的损失减至最少。
  
  低温甲醇洗较适合于由含硫渣油或煤部分氧化法制合成气的脱硫和脱碳。
  
  原理:低温甲醇洗是基于物理吸收的气体净化法。该法事用甲醇同时或分段脱出硫化氢、二氧化碳和各种有机硫,氰化物、烯烃、碳三及碳四以上的气态烃,水蒸气等,可以达到很高的净化度。
  
  主要设备
  
  甲醇洗的洗涤塔、再生塔、浓缩塔、精馏塔内部都用带浮阀的塔板,根据流量大小选用双溢流或单溢流。甲醇泵都是单端面离心泵,以防甲醇泄露。低温甲醇洗所用的换热器很多,面积很大,一般都为缠绕式。深度冷冻设备用釜式。冷却器使用列管式。煮沸器则用热虹吸式。低温甲醇洗设备内部不涂防腐涂料,也不用缓蚀剂,腐蚀不严重。
  
  工艺特点:
  
  (1)甲醇廉价。
  
  (2)硫化氢和二氧化碳在甲醇中的溶解度高,溶剂循环量低,导致电能、蒸汽、冷却水的耗量低。
  
  (3)甲醇溶液不仅能能脱除硫化氢、二氧化碳还能脱除其他有机硫和杂质。
  
  (4)可以选择性脱除硫化氢,是变换气中硫化氢浓缩成高浓度的,便于硫磺回收。
  
  (5)获得的净化气纯度高,并绝对干燥。
  
  (6)低温甲醇洗法工艺与液氮洗工艺结合一起用,特别经济,因为低温甲醇洗装置已用作下游一氧化碳脱除工段的预冷阶段。不用再进行脱硫。
  
  (7)过剩的只含很少硫化物的二氧化碳可放空,不存在环保问题。
  
  低温甲醇洗的优缺点
  
  优点

  
  (1)甲醇在低温高压下,对CO2,H2S,COS有极大的溶解度。
  
  (2)有较强的选择性。
  
  (3)虽然甲醇的沸点较低,但在低温下的平衡蒸汽压仍很小,因此溶剂损失小。
  
  (4)化学稳定性和热稳定性好,在吸收过程中不起泡,能与水互溶,可利用它来干燥原料气。
  
  (5)粘度小。
  
  (6)腐蚀性小,不需要特殊防腐材料。
  
  (7)消耗指标低,蒸汽为:250kg/TNH3,电力23度/tNH3.
  
  (8)甲醇价廉易得。
  
  2.聚乙二醇二甲醚法(NHD)
  
  中国南京化学工业集团公司研究院对各种溶剂进行了筛选,得出用于脱硫脱碳的聚乙二醇二甲醚较佳溶剂组分。命名为NHD溶剂,并成功地用于以煤气化制得得合成气脱离脱碳的工业生产装置。NHD是一种优良的物理吸收溶剂,溶剂的主要成分是聚乙二醇二甲醚的同系物,其沸点高,冰点低,蒸汽压低,对H2S和CO2及COS等酸性气体有很强的选择吸收性能,脱除二氧化碳效率在物理吸收法中较高。在物理吸收法中,由于CO2在溶剂中的溶解服从亨利定律,因此仅适用于CO2分压较高的条件。
  
  聚乙二醇二甲醚溶剂有如下特点:

  
  (1)溶剂对二氧化碳,硫化氢等酸性气体吸收能力强。
  
  (2)溶剂的蒸汽压很低,挥发性小。
  
  (3)溶剂具有很好的化学和热稳定性,不氧化、不降解。
  
  (4)溶剂对碳钢等金属材料无腐蚀性。
  
  (5)溶剂本身不起泡,具有选择性吸收硫化氢的特性,并可以吸收有机硫。
  
  (6)溶剂具有吸水性,可以干燥气体、无嗅、无毒。
  
  3.变压吸附法:
  
  基本原理:利用吸附剂对混合气中不同气体的吸附容量随压力的不同而有差异的特性,在吸附剂选择性吸附的条件下,加压吸附混合物中的易吸附组分,减压解吸这些组分而使吸附剂得以再生,以供下一个循环使用。为了能使吸附分离法经济有效地实现,除吸附剂要有良好的吸附性能外,吸附剂的再生方法具有关键意义。吸附剂的再生程度,决定产品的纯度,并影响吸附剂的吸附能力。吸附剂的再生时间,决定吸附循环周期的长短,也决定吸附剂用量的多少。选择合适的再生方法,对吸附分离法的工业化起着重要作用。常用的减压解吸方法有降压、抽真空、冲洗、置换等,其目的都是为了降低吸附剂上被吸附组分的分压,使吸附剂得到再生。变压吸附工艺通常有吸附,减压(包括顺放、逆放、冲洗、置换、真空等),升压等基本步骤组成。
  
  二段法变压吸附

  
  脱碳技术,其主要特点是脱碳过程分2段进行。第1段脱除大部分二氧化碳,将出口气中二氧化碳控制在8%~12%,吸附结束后,通过多次均压步骤回收吸附塔中的氢氮气。多次均压结束后,吸附塔解吸气中的二氧化碳含量平均大于93%,其余为氢气、氮气、一氧化碳及甲烷。由于第1段出口气中二氧化碳控制在8%~12%,与单段法变压吸附脱碳技术出口气中二氧化碳控制在0.2%相比较,吸附塔内有效气体少,二氧化碳分压高,自然降压解吸推动力大,解吸出的二氧化碳较多,有相当一部分二氧化碳无须依靠真空泵抽出,因此吨氨电耗较低。第2段将第1段吸附塔出口气中的二氧化碳脱至0.2%以下,吸附结束后,通过多次均压步骤回收吸附塔中的氢氮气。多次均压结束后,吸附塔内的气体通过降压进入中间缓冲罐,再返回到第1段吸附塔内加以回收。因此,二段法变压吸附脱碳专利技术具有氢氮气损失小、吨氨电耗低的优势。
  
  (1)当吸附压力为0.8MPa时,氢气回收率为99.2%,氮气回收率为97%,一氧化碳回收率为96%,吨氨电耗约为55KW/h。
  
  (2)当吸附压力为1.6~2.0MPa时,氢气回收率为99.5%,氮气回收率为98%,一氧化碳回收率为97%,吨氨电耗约为22KW/h。投资比湿法脱碳低5%~20%(含变脱投资)。
  
  变压吸附脱碳技术与湿法脱碳相比具有运行费用低、装置可靠性高、维修量少、操作简单等优点,有效气体回收率高于湿法脱碳。
  

  工业废水碳含量毒性比起含氮硫等成分,对水质影响相对缓和一些。碳含量分离可以采用物理法、化学法和离子交换法。变压吸附技术运行成本低,需要维护人员较少,是目前废水脱碳最理想的一种工艺。也是安峰环保极力推荐的处理方法,当然,低温甲醇洗等方法也是可以去除碳,但是相对来说,成本上有所上升,因此还是不建议使用此种工艺。


工业废水脱硫处理

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