原料水预处理（精选4篇）
原料水预处理 篇1
恶臭气体是石油炼制行业的特征污染物之一, 恶臭气体的控制和治理日益受到人们的重视。酸性水罐是炼油厂含硫污水的聚集区, 罐顶挥发出的大量恶臭气体不仅严重影响人们的身体健康, 而且给罐区带来严重的安全隐患。
某炼化公司酸性水汽提装置设计处理能力42t/h, 主要处理来自上游催化裂化装置和加氢装置的混合酸性水, 装置设有两台2000m3立式拱顶酸性水罐, 罐顶挥发出含有硫化氢、有机硫化物、氨和油气的恶臭气体, 本文结合装置实际情况, 根据相关数据计算以及对同类装置经验进行借鉴, 从原料水罐排气等方面对装置原料水预处理部分相关问题进行了分析。
1 原料水罐顶排气量及其影响因素
原料水罐作为密闭容器, 对操作条件要求较为苛刻, 罐顶气量突然增大时, 含有大量硫化氢和轻油气的恶臭气体会冲破水封, 同时罐顶紧急泄压阀会启动, 导致恶臭气体直接排向大气, 给装置安全和环境保护带来巨大隐患, 因此控制罐顶气体量对于安全生产十分关键。罐顶排气量的影响因素主要有以下几点:
1.1 原料水进料量大小及性质
酸性水来自常减压、催化裂化、加氢及重整各装置, 原料水中含有烃类、轻油等易挥发组分, 这些组分在管线中压力高时溶解在原料水中, 进入微正压的原料水罐后, 油气等会挥发出来, 原料水中这类组分的含量增大时, 则罐顶的排气量会相应增大。实际生产中, 上游的酸性水流量不会是稳定值, 会在一定范围内波动, 而出罐的流量相对稳定, 因此进罐酸性水流量大于出罐流量时, 罐顶排气量会相应增大。
1.2 原料水罐顶气相温度
每天太阳辐射及气温的变化对原料水罐顶气相温度影响很大, 罐顶的气体不是理想气体, 气体中的水气、油气等与罐内液体处于气液平衡状态。罐顶气相温度受太阳辐射及气温升高影响而升高时, 气相中的水、油等组分的饱和蒸汽压升高, 导致水、油等组分的蒸发使气相分压增加, 在恒压下表现为气相体积增大, 对应的排气量也就增大;反之气相温度降低则气相体积减小, 对应的排气量也就减小。
2 装置原料水罐尾气除臭设施工艺原理及相关问题
根据上述分析, 原料水罐顶排气量主要受进料量、原料水中轻污油组分含量、气相温度变化几方面因素影响, 针对罐顶排放出的恶臭气体, 两台原料水罐共用一套尾气除臭设施, 罐顶挥发出的恶臭气体首先进入油水处理器进行气水分离, 然后恶臭气体切向进入旋流吸收塔底部, 在旋流吸收塔内, 气体螺旋上升与塔顶喷淋下来的吸收剂逆流而行, 与吸收剂所产生的液膜充分接触、反应, 完成第一级吸收。未吸收完的尾气继续切向进入旋流吸收塔底部, 再次对恶臭物质进行强化吸收, 从而达到多级吸收的效果。经过两级旋流吸收的余气完全达到《恶臭污染物排放标准》 (GB14554-1993) , 最终尾气通过排气筒放空。
结合装置实际生产情况, 针对原料水预处理部分存在的问题提出相关解决办法及操作建议。
2.1 装置两台原料水罐顶部均设置有紧急泄压阀, 当原料水罐顶排气量突然增大时, 紧急泄压阀会启动导致恶臭气体直排大气。根据装置实际情况, 该地区日均温差在10℃左右, 原料水罐入口流量在40-60t/h波动, 出口流量基本在45 t/h, 罐顶设有氮封, 通过相关公式计算, 得出原料水罐顶排气量最大值约为247.5m3/h, 装置尾气除臭设施设计处理气量为100-350 m3/h, 即使最大排气量工况下也能满足工艺需要, 没有必要设置紧急泄压阀, 罐顶设置的水封罐足以保证原料水罐安全, 因此计划在下次停工检修时将紧急泄压阀取消。
2.2 两台原料水罐顶部设置有水封罐, 装置曾经出现过水封罐液位过高, 导致水封罐酸性水进入尾气除臭设施溶剂罐, 致使吸收剂活性降低, 无法满足主要污染物去除率, 生产中需严格控制水封罐上水量及液位, 防止出现类似情况。
2.3 原料水进入装置后首先经过卧式的脱气罐, 脱气罐操作压力较低, 可以脱除原料水中部分轻烃, 减少进入原料水罐的轻烃量, 降低原料水罐的负荷, 因此加强脱气罐的操作管理非常重要。另外两台原料水罐顶部设置有氮封, 保证罐内微正压状态, 防止罐内压力出现负压导致安全事故, 同时氮气为惰性气体, 充入可以起到保护作用, 因此当原料水罐压力低时需及时充入氮气, 保证罐内压力。
3 结语
原料水中带烃带油过多不仅影响产品质量, 而且给装置带来严重的安全隐患, 同时, 原料水罐顶恶臭气体的排放对人体健康和环境造成严重破环, 因此原料水预处理对装置的安全平稳生产意义重大, 实际生产中必须严格控制。
摘要：针对某炼化公司酸性水汽提装置原料水预处理部分相关问题进行了技术分析, 通过实际操作观察和操作数据分析, 提出了解决相关问题的方法, 消除生产中的安全隐患。
关键词：原料水预处理,恶臭气体,排气量,尾气除臭设施
参考文献
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[3]李菁菁.炼油厂酸性水罐恶臭气体的治理.中外能源, 2007年第12卷.
混凝—氧化法预处理原料药废水 篇2
本工作将混凝工艺分别与Fenton试剂氧化和臭氧氧化两种高级氧化工艺相结合对原料药废水进行预处理, 考察不同反应因子对废水处理效果的影响, 确定经济合理的预处理工艺参数, 为后续生化处理创造条件并为实际废水处理工艺提供可靠的数据支持。
1 实验部分
1.1 废水水质
12种原料药分A、B、C三条生产线生产, 每条生产线上分别生产4种。产生的废水主要包括工艺废液、反应废水、纯水制备废水、设备清洗废水等。该公司对废水采取分质处理方式, 其中, 工艺废液焚烧或外送, 其他废水进入污水处理站。反应废水主要来自于制药生产车间, 主要污染物为苯胺衍生物、甲苯、卤代烃和醇类、酯类、盐类等, 由于反应废水水量大、成分复杂, 因此本实验以反应废水为研究对象。根据各条生产线上废水排放规律及水质水量情况, 取最不利的生产条件下排放的反应废水进行后续实验研究, 废水水质见表1。
mg/L
1.2 试剂和仪器
聚合氯化铝 (PAC) 、聚丙烯酰胺 (PAM) 、硫酸亚铁、重铬酸钾、硫酸银、浓硫酸、氢氧化钠、氯化汞:分析纯;双氧水:质量分数30%, 工业纯。
CF-G-3-010型臭氧发生仪:青岛国林臭氧有限公司;QD-YZ型纯氧制备机:上海环保设备总厂;85-1型磁力搅拌器:金坛医疗仪器厂;PHS-3C型精密p H计、FA2004N型电子天平:上海精密科学仪器有限公司。
1.3 实验方法
(1) 混凝实验:取废水200 m L, 用氢氧化钠调节p H为碱性, 加入PAC, 用磁力搅拌器快速搅拌 (转速60 r/min) 30 s, 再加入PAM, 快速搅拌1 min后慢速搅拌 (转速15 r/min) 3 min, 静置沉淀1 h后取上清液测定COD。
(2) Fenton试剂氧化实验:取200 m L混凝后的上清液, 调节p H, 搅拌30 s, 加入一定量的双氧水, 快速搅拌30 s后再加入硫酸亚铁溶液, 快速搅拌 (转速60 r/min) 后再慢速搅拌 (转速15 r/min) 50min, 调节p H为9, 静置沉淀10 min, 取上清液测定COD和BOD5, 考察废水可生化性变化。
(3) 臭氧氧化实验:取一定量混凝后上清液, 调节p H为10, 通入臭氧1 h, 静置5 min, 取上清液测定COD和BOD5, 考察废水可生化性的变化。
1.4 分析方法
采用重铬酸钾法测定COD[2];采用五日生化需氧量法测定BOD5[3]。
2 结果与讨论
2.1 混凝实验
2.1.1 混凝p H对混凝效果的影响
实验结果表明, 当PAC加入量为500 mg/L、PAM加入量为12 mg/L、混凝时间为1 h时, 随着混凝p H的升高, COD去除率增大;但当混凝p H大于9.5后, 随着混凝p H的升高, COD去除率增长缓慢, 故以下实验选定混凝p H为9.5。
2.1.2 PAC加入量对混凝效果的影响
实验结果表明, 当PAM加入量为12 mg/L、混凝时间为1 h时, 随着PAC加入量的增大, COD的去除率也逐渐增大;当PAC加入量大于600 mg/L时, COD的去除率增大变缓, 故以下实验选定PAC加入量为600 mg/L。
2.1.3 PAM加入量对混凝效果的影响
实验结果表明, 当混凝时间为1 h, 随着PAM加入量的增大, COD的去除率增大, 同时沉降速率加快;当PAM加入量大于12 mg/L时, COD的去除率反而有所下降。故以下实验选定PAC加入量为12 mg/L。
2.1.4 混凝时间对混凝效果的影响
实验结果表明, 混凝实验中随着混凝时间的延长, COD的去除率增大, 当混凝时间为1 h时, COD去除率为23.0%;当混凝时间大于1 h时, COD的去除率增加比较缓慢。故以下实验选定混凝时间为1 h。
2.2 Fenton试剂氧化实验
2.2.1 Fenton试剂氧化p H对COD去除率的影响
在最佳混凝条件下, 当双氧水加入量为50 mg/L、硫酸亚铁加人量为50 mg/L时, Fenton试剂氧化p H对COD去除率的影响见图1。由图1可知, 当Fenton试剂氧化p H为3时, COD的去除率最大, 这与相关文献的结果是一致的[4,5]。
2.2.2 硫酸亚铁加入量对COD去除率的影响
在最佳混凝条件下, 当Fenton试剂氧化p H为3、双氧水加入量为50 mg/L时, 硫酸亚铁加入量对COD去除率的影响见图2。由图2可知, COD去除率随着硫酸亚铁加入量的增加而增大, 当硫酸亚铁加入量超过50 mg/L时, COD的去除率反而减小。双氧水在Fe2+的催化作用下产生羟基自由基与废水中的有机物发生反应[6], 当Fe2+过量时会与羟基自由基发生反应, 阻碍了羟基自由基与有机物反应的进行, 使氧化效果降低[7]。因此确定硫酸亚铁加入量为50 mg/L。
2.2.3 V (H2O2) ∶V (硫酸亚铁) 对COD去除率的影响
在最佳混凝条件下, 当Fenton试剂氧化p H为3、硫酸亚铁加入量为50 mg/L时, V (H2O2) ∶V (硫酸亚铁) 对COD去除率的影响见图3。由图3可知:当V (H2O2) ∶V (硫酸亚铁) 小于10时, 随着V (H2O2) ∶V (硫酸亚铁) 增大COD去除率增大;当V (H2O2) ∶V (硫酸亚铁) 为10时, 即H2O2加入量为15 g/L时, COD去除率最高, 为24.2%, BOD5/C O D由原来的0.24增大到0.30, 提高了25.8%;当V (H2O2) ∶V (硫酸亚铁) 大于10时, COD去除率减小。这可能是因为在H2O2加入量较大时, H2O2发生副反应消耗掉了水中的羟基自由基, 同时使H2O2发生分解[7], 降低了COD的去除率。因此确定V (H2O2) ∶V (硫酸亚铁) 为10。
2.3 臭氧氧化实验
臭氧氧化法是利用臭氧的强氧化性与水中有机污染物发生直接氧化和间接氧化反应, 从而将有机污染物转化为微毒、无毒物质或易于分解的小分子形态, 同时达到杀菌、助凝的效果[8]。
2.3.1 臭氧氧化p H对COD去除率的影响
在最佳混凝条件下, 当臭氧加入量为12 g/L、臭氧氧化反应时间为1 h时, 臭氧氧化p H对COD去除率的影响见图4。由图4可知, 在酸性条件下臭氧氧化的COD去除率均较小, 中性环境下COD去除率有所增大, 而在碱性环境下COD去除率继续升高, 但当臭氧氧化p H超过12时, COD去除率开始减小。这是由于在酸性条件下, 臭氧直接氧化反应占主导地位, 由于其强烈的选择性, 臭氧与有机物反应缓慢;而在碱性条件下臭氧发生间接氧化反应, 在OH-的诱导下分解产生羟基自由基的速率明显加快, 自由基主导反应有效地提高了有机物的降解速率。当p H超过12时, 羟基自由基之间会发生速度极快的猝灭反应, 使有机物降解速率下降。这和相关文献的研究结论是一致的[7]。因此臭氧氧化p H为10。
2.3.2 臭氧加入量对COD去除率的影响
在最佳混凝条件下, 当臭氧氧化p H为10、臭氧氧化反应时间为1 h时, 臭氧加入量对COD去除率的影响见图5。由图5可知:COD去除率随着臭氧加入量的增大而增大, 在臭氧加入量由5 g/L增加到15 g/L时, COD去除率大幅增加;当臭氧加入量大于15 g/L后, COD去除率变化缓慢, 至25 g/L时反而有所降低, 这可能是由于过量的臭氧未能及时溶解到废水中从而造成臭氧使用效率降低造成的。
2.3.3 臭氧氧化反应时间对COD去除率的影响
在最佳混凝条件下, 当臭氧氧化p H为10、臭氧加入量为15 g/L时, 臭氧氧化反应时间对COD去除率的影响见图6。由图6可见:随着臭氧氧化反应时间的延长, COD去除率增大;当臭氧氧化反应时间超过60 min后, COD去除率增加缓慢。因此臭氧氧化反应时间以60 min为宜。在此条件下, 臭氧氧化对废水的COD去除率为27.8%, BOD5/COD由原来的0.24提高到0.32, 提高了33.3%。
2.4 经济效益分析
2.4.1 两种预处理工艺的经济性比较
两种预处理工艺的运行费用见表2。
每天原料药废水水量为29.5 m3/d, 计算可知混凝—Fenton试剂氧化法处理成本为13.85元/t, 混凝—臭氧氧化法处理成本为8.89元/t。
2.4.2 与其他工艺的经济性比较
混凝—臭氧氧化工艺流程短, 操作简单, 无需反复调节废水p H, 反应后废水可生化性好, 因此优先选用此预处理工艺处理原料药废水, 处理后废水与公司其他废水 (570 m3/d) 混合再进行生化处理。生化处理系统采用水解酸化—好氧处理工艺, 经计算, 整体处理工艺费用如下:电费为2 187.82元/天, 药剂费为635.39元/天, 人工费为280元/天, 废水的处理成本为5.17元/吨, 与传统抗生素废水预处理—厌氧—好氧处理工艺4.89元/吨的处理成本相比较, 处理成本稍高。
3 结论
a) 采用混凝工艺分别与Fenton试剂氧化和臭氧氧化两种高级氧化工艺相结合预处理原料药废水, 混凝实验的最佳条件为混凝p H为9.5、PAC加入量为600 mg/L、PAM加入量为12 mg/L、混凝时间为1h, 混凝后COD去除率为23.0%。
b) Fenton试剂氧化的最佳条件为Fenton试剂氧化p H为3, 硫酸亚铁加入量50 mg/L, V (H2O2) ∶V (硫酸亚铁) 10。在此条件下Fenton试剂氧化对废水的COD去除率为24.2%, BOD5/COD比由原来的0.24增大到0.30, 提高了25.8%。
c) 臭氧氧化的最佳条件为臭氧氧化p H10, 臭氧入加量15 g/L, 臭氧反应时间60 min。在此条件下, 臭氧氧化对废水的COD去除率为27.8%, BOD5/COD由原来的0.24提高到0.32, 提高了33.3%。
d) 混凝—臭氧氧化—生化工艺处理原料药废水, 处理成本为5.17元/吨。该工艺相对于传统的预处理—厌氧—好氧处理工艺, 工艺流程短、操作简单、占地面积小、受外界影响因素小, 具有较大的应用价值。
摘要：采用混凝—Fenton试剂氧化或混凝—臭氧氧化两种氧化技术预处理上海某医药集团原料药废水。实验结果表明:采用聚合氯化铝 (PAC) 和聚丙烯酰胺 (PAM) 复合混凝处理该废水, 在混凝pH为9.5、混凝时间1h、PAC和PAM加入量分别为600 mg/L和12 mg/L时, COD的去除率可达23%;混凝后废水再分别用臭氧氧化和Fenton试剂氧化处理, 臭氧氧化明显比Fenton试剂氧化经济有效, 在臭氧氧化pH为10、臭氧加入量为15 g/L、臭氧氧化时间为1 h的条件下, 废水COD去除率为27.8%, 废水BOD5/COD明显提高, 为后续生化处理提供了良好的条件。
关键词：混凝,臭氧氧化,芬顿试剂氧化,预处理,原料药,废水处理
参考文献
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原料水预处理 篇3
此研究报告刊登于《农业工程学报》2010年第5期, 题为“微波预处理原料对苹果汁褐变的影响”, 第一作者为山西师范大学工程学院的张少颖博士, 通讯作者为该校的王向东教授。
防止苹果汁褐变一直是果汁研究的热点难题之一。苹果汁褐变是苹果汁在加工或储存过程中颜色由诱人的金黄色逐渐转变为发暗的红棕色过程。其褐变主要是酶促褐变和非酶褐变, 酶促褐变是由于在打浆、取汁等工序过程中, 由于果肉组织破碎, 酶与底物的细胞区域化被打破, 在有氧气的条件下, 果蔬中的多酚氧化酶 (PPO) 催化酚类物质氧化变色所致。非酶褐变是在果蔬汁的加工和储藏过程中引起的, 这类褐变主要是由还原糖和氨基酸之间的美拉德反应引起的, 而还原糖和氨基酸都是果蔬汁本身所含的成分, 因此较难控制。通常果汁发生褐变时, 感官品质变差, 营养价值降低, 商品价值也随之下降。目前, 人们或者通过活性炭、树脂吸附脱色等方式来减轻褐变;或者添加苯甲酸、亚硫酸氢钠等食品添加剂来防止褐变。这些加工方式成本偏高, 也不符合当前食品安全的发展趋势。
为了在符合食品安全的条件下经济合理地寻找一种防止苹果汁的方法, 山西师范大学王向东教授课题组应用微波预处理苹果原料, 首次探讨微波的处理功率和处理时间对苹果汁褐变的影响。
他们采用藤木1号苹果为原料, 将苹果洗净, 切成1厘米×1厘米的小方块, 分别以90、270、450、720、900瓦的微波功率和25、50、75、100、125秒时间梯度进行组合, 分别辐照果块, 考察微波处理对苹果汁褐变的影响。同时测定了经不同功率和不同时间微波处理后苹果汁的色值、多酚氧化酶的活性、氨基态氮含量和酸度的变化, 并观察了苹果汁储存45天后的色值。课题组研究发现, 微波功率720~900瓦和处理时间75~125秒, 能够有效防止苹果汁的褐变。在微波处理功率900瓦, 处理时间100秒时, 所得苹果汁的色值为82.0, 且在室温储存45天后, 其色值为67.8, 比未经微波处理的高91.5%, 此结果说明经微波处理的原料所得苹果汁的
原料水预处理 篇4
1. 原料油泵技术参数及测点布置
焦化车间普焦装置原料油泵由电动机通过联轴器直接驱动, 介质为减压渣油, 入口操作压力0.15MPa, 出口操作压力0.49MPa, 操作温度120℃, 设备技术参数如表1所示。设备结构简图及测点布置如图1所示, 图中l H、1V、1A分别为泵外侧轴承座水平、垂直、轴向测点, 2H、2V分别为泵内侧轴承座水平、垂直测点, 3H、3V、3A分别为电机内侧轴承座水平、垂直、轴向测点, 4H、4V分别为电机外侧轴承座水平、垂直测点。
2. 振动分析
原料油泵 (B-1/2) 2008年11月投入运行, 设备的运行状态良好。2009年6月5日, 在巡检过程中发现泵振动突然增大, 振动幅值数据如表2所示。振动特点是泵端水平处的振动较大, 图2、图3分别为原料油泵振动异常时1H、2H测点的振动频谱图在工频转速2 980r/min处, 1H测点振动频幅值为9.82mm/s, 2H测点振动幅值为9.11mm/s。根据标准IS010816-3及GBl0889, 振动幅值严重超标, 为保证生产安全需要立即停车检修。
3. 故障诊断及处理
根据以上频谱特征, 振动增大后泵端频谱图未见分数频成分, 排除轴承故障, 主要振动方向为水平方向, 振动增大后1H、2H测点出现明显1倍频, 时域波形中未见削波现象, 排除动静件摩擦, 判断为转子动不平衡。拆机检查发现过叶轮流道内结垢较多, 造成转子质量偏心, 导致严重动不平衡。清除转子叶轮流道后, 转子重新做动平衡。检修完成后于2009年6月24日开车运行, 泵端各点振动明显降低。
该泵经过检修处理后一直运行良好, 泵内侧水平振动在2.8 mm/s以下, 泵外侧水平振动在3.1 mm/s以下, 其余各点振动值也明显下降。通过监测诊断分析找出设备振动超标的原因, 采取相应的整改维修措施后原料油泵振动恢复正常。
参考文献
[1]盛兆顺, 尹琦岭.设备状态监测与故障诊断技术及应用[M].北京:化学工业出版社, 2004.
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