揚(yáng)中一體化有機(jī)酸廢水處理設(shè)施工程設(shè)計(jì)

　在煤化工技術(shù)之中煤氣化屬于核心技術(shù)，是實(shí)施煤炭深加工工藝的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，比如煤制的甲醇、油、天然氣等等。在煤氣化加工工藝中碎煤固定床加壓氣化工藝的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)較為成熟，該技術(shù)在使用中對于煤種的適應(yīng)范圍也較廣，對于氧的消耗量也較少，在產(chǎn)出的氣體中甲烷的含量也較高，由于這種工藝具有這些優(yōu)點(diǎn)，所以被城市煤氣、煤制天然氣等生產(chǎn)領(lǐng)域廣泛的運(yùn)用。但是勢必會產(chǎn)生大量高濃度的煤氣化廢水，通過業(yè)內(nèi)深入的研究提出了單塔加壓脫酸脫氨裝置來對煤氣化廢水實(shí)施處理，并在工業(yè)項(xiàng)目當(dāng)中的酚氨回收裝置之中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，所獲得的運(yùn)行效果十分良好。

　　1、單塔加壓脫酸脫氨工藝的具體流程

　　單塔加壓脫酸脫氨這種工藝在具體實(shí)施的過程中，實(shí)質(zhì)上就是將兩種提塔在1個塔內(nèi)進(jìn)行重疊，這兩種提塔分別為氨汽提塔、酸性氣汽提塔，該裝置主要分為兩個部分，分別為脫酸脫氨塔與三級分凝系統(tǒng)。經(jīng)過預(yù)處理之后的煤氣化廢水會被分成兩股，一股廢水經(jīng)過冷卻器冷卻之后，作為處理流程中的冷進(jìn)料在塔頂位置進(jìn)入裝置之中，另一股廢水經(jīng)過換熱之后，作為廢水處理流程中的熱進(jìn)料在塔體的中部位置進(jìn)入到裝置之中，而塔釜則通過再沸器進(jìn)行間接加熱或者直接通過蒸汽來進(jìn)行加熱。在塔釜中以酸性氣體(比如CO2、H2S)為主與NH3實(shí)施加熱，建立在此的條件下，從液相釋出并隨氣相向塔頂上升。在這個上升的過程中，實(shí)現(xiàn)了氣相與冷進(jìn)料之間的接觸，在這個接觸的過程中由于酸性氣體的揮發(fā)度相對比NH3要高，使得大部分的酸性氣體在塔頂?shù)奈恢帽慌懦?，只有少量的酸性氣與NH3之間反應(yīng)并重新被吸收進(jìn)而到液相，并在塔體中部位置形成了高濃區(qū)，并以側(cè)線采出的形式進(jìn)入到三級分凝系統(tǒng)之中，這種降溫降壓的形式經(jīng)過3次循環(huán)之后，進(jìn)而獲得純度較高的氨氣。

煤氣化廢水入水的水質(zhì)當(dāng)中，有90%的質(zhì)量為游離氨，因此，通過AspenPlus模擬計(jì)算模式實(shí)施計(jì)算的過程中，忽略了固定氨在其中占有的份額，采用游離氨的模式來代替總氨實(shí)施相應(yīng)的模擬。與此同時，將脫酸脫氨之后的出水指標(biāo)中各個物質(zhì)的濃度進(jìn)行設(shè)置，其中NH4+的質(zhì)量濃度設(shè)置為≤30mg/L，CO2與H2S等酸性氣體質(zhì)量的濃度都設(shè)置為≤200mg/L。

　　3、脫酸脫氨回收裝置操作相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化分析

　　3.1 脫酸脫氨塔操作壓力的優(yōu)化

　　脫酸脫氨塔在實(shí)際開展運(yùn)行的過程中，將操作的壓力作為變量，而其他參數(shù)在不發(fā)生變化的情況下，分別對操作壓力為0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa和0.7MPa時的參數(shù)分別進(jìn)行考查，脫酸脫氨塔的塔釜液組成與塔能耗產(chǎn)生的變化趨勢。其中需要注意的是，當(dāng)操作壓力參數(shù)為0.3MPa與0.4MPa時，壓力已小于三級冷凝的操作壓力0.36MPa，在這個時候需要對與其相配套的三級冷凝操作參數(shù)實(shí)施相應(yīng)的修改。隨著裝置在操作過程中的操作壓力不斷升高，塔釜的溫度也會逐漸隨之升高，相對NH4+的含量則隨之逐漸降低，這主要是由于在溫度升高的情況下，更加有利于離子氨實(shí)施相應(yīng)的分解與脫除，所以逐漸升高操作壓力對于脫酸脫氨塔的分離效率而言是非常有利的。

　　3.2 操作流程中冷進(jìn)料與總進(jìn)料的比

揚(yáng)中一體化有機(jī)酸廢水處理設(shè)施工程設(shè)計(jì)

當(dāng)冷進(jìn)料在總進(jìn)料中所占比例作為變量的時候，同時其他參數(shù)也不變的情況下，分別對冷進(jìn)料所占比為0.10、0.20、0.25、0.30和0.40參數(shù)時分別進(jìn)行考查，脫酸脫氨塔的塔頂位置酸性氣體中NH3的含量以及塔能耗的變化趨勢，其結(jié)果為隨著冷進(jìn)料的不斷增加NH3不斷減少，當(dāng)冷進(jìn)料占總進(jìn)料比為0.20時，NH3的減少程度逐漸減緩。在實(shí)施設(shè)計(jì)與工業(yè)生產(chǎn)的過程中，應(yīng)該對于塔頂酸性氣體中氨含量進(jìn)行可能的降低，這樣在后續(xù)設(shè)備與管道之中極大程度上降低碳銨結(jié)晶形成的幾率，進(jìn)而將排除的冷進(jìn)料占總進(jìn)料比為0.10。當(dāng)冷進(jìn)料的占比逐漸增大的過程中，其范圍是由0.20至0.40之間，酸性氣體中氨所占的比例為100×10-6以下，并且其變化的趨勢逐漸減緩，在冷進(jìn)料所占比例逐漸增大的同時，塔內(nèi)的能量消耗也逐漸增大。所以，應(yīng)該對裝置能耗進(jìn)行綜合性考慮，需要能夠根據(jù)廢水入水的實(shí)際情況，對冷進(jìn)料的占比實(shí)施有效控制，使其保持在0.20～0.30之間。

鋰離子電池因具備能量密度高、自放電低、重量輕、體積小等優(yōu)點(diǎn)，目前被運(yùn)用于電子設(shè)備和電動汽車中。鋰離子電池一般由正極片、負(fù)極片、隔膜紙等零部件組成，其中正極材料是正極片的關(guān)鍵，鎳鈷錳三元正極材料由于具有良好的循環(huán)性能、可靠的安全性以及適中的成本等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前最有發(fā)展前景的新型鋰離子電池正極材料之一。借助新能源汽車的發(fā)展機(jī)遇，三元前驅(qū)體作為鋰離子動力電池正極材料的關(guān)鍵原料，近幾年迅速發(fā)展，三元前驅(qū)體的產(chǎn)能也不斷擴(kuò)大。

　　目前生產(chǎn)三元材料的工藝是：首先采用共沉淀法得到鎳鈷錳氫氧化物三元前驅(qū)體，然后經(jīng)過與混合、煅燒、混料等工序，生產(chǎn)三元正極材料。共沉淀反應(yīng)后的母液是高鹽高氨氮重金屬廢水。隨著國家對環(huán)保越來越嚴(yán)格的要求，此類廢水逐步成為環(huán)評審批或行業(yè)準(zhǔn)入的必要條件。因此，探尋經(jīng)濟(jì)可行穩(wěn)定性強(qiáng)的廢水處理方案，成為所有三元前驅(qū)體生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)課題。目前雖然有很多環(huán)保設(shè)計(jì)公司開發(fā)出三元前驅(qū)體廢水工藝技術(shù)，但是工藝處理方案單一，而每家企業(yè)的實(shí)際情況不同，實(shí)際運(yùn)行過程也存在很多問題。然而目前幾乎沒有全流程的關(guān)于三元前驅(qū)體廢水工藝的研究報(bào)道，廢水處理技術(shù)的研究缺失也制約該行業(yè)的發(fā)展壯大。

　　因此，本文中針對三元前驅(qū)體生產(chǎn)線產(chǎn)生的廢水進(jìn)行分析，綜合考慮處理工藝的可行性及運(yùn)行成本等因素，提供多種有效的廢水處理組合方案，以期為相關(guān)企業(yè)、科研人員和工程技術(shù)人員提供借鑒參考。