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1、糠醛废水处理以及回用方案安阳福士德化工机械公司糠醛废水处理及回用方案 编制单位：安阳福士德化工机械有限责任公司 编制日期：二零零九年八月 第一章 总论 第二章 设计水量和水质 第三章 设计方案 第四章 工程设计 第五章 工程进度 第六章 工程投资及运行分析 第七章 结论及建议 第八章 售后服务 第一章 总 论1.1工程概述 糠醛加工生产工艺流程为：将玉米芯破碎,通入蒸汽、稀硫酸水解，冷凝得原液，用蒸馏塔蒸馏得粗醛，经过精制得精醛。蒸馏塔蒸馏时，塔底产生废水，是糠醛生产主要的废水来源，被称为糠醛废水。糠醛又称呋喃甲醛，分子式是C5H4O2,分子量是96.08，熔点：-38.7, 沸点:161.7

2、，相对密度1.1594(20/4)。其结构式为： 4 3 HC CH HC C 5 2 O CHO 1纯糠醛是苦杏仁味的无色透明液体，与空气或酸接触变成深棕色，从分子结构可以看出，由于含有基、双键和二烯环醚等官能团，所以它可反映出醛、醚、二烯烃和芳香烃等特征，是重要的有机化工溶剂和生产原料。糠醛生产的基本原理是以含多聚戊糖的植物（甘蔗渣、玉米芯）为原料，在催化剂（稀硫酸或稀盐酸）存在下进行高温加热，使多聚戊糖水解，使戊糖脱水生成糠醛。 其基本化学反应可表示为: H+，水解 -H2O，脱水（C5H3O4）（多聚戊糖） nC5H1OO5（戊糖） nC5H4O2（糠醛） 加热 H+，加热 工艺流程可

3、用框图表示如下: 粉尘 蒸汽 稀硫酸（6%）原材料 原液 残渣(作燃料) 废水(主要废水来源) 我公司在总结以往的污水工程经验和参考了同类污水工程经验的基础上,编制了糠醛废水设计方案,供有关领导和专家审阅。糠醛的生产工艺简单，原料丰富。但在生产的过程中产生大量的污染物，对生态环境有很大的破坏。生产5000吨的糠醛厂，日废水排放量在350-400吨，良好的治理措施，会对地表水及地下水造成严重污染。1.2污染源的产生从生产工艺来看，污染源主要来自蒸馏塔外的排废水及洗涤废水等。废水生产量为350-400 T/d,水质为PH=23的酸性高浓度有机污水。COD在1500020000之间约含0.81.5%

4、的醋酸。1.3设计原则和依据 1.3.1 指导思想 依据项目实际情况，综合环境设计，考虑环境因素，坚持如下思想： 1）严格执行国家及当地环保部门的各项规定，确保排放水达到规定的标准； 2）采用先进可靠工艺，选取适用的设备，尽量节省工程投资和运行费用；3）操作、管理方便，技术简单，易于长期使用；4）系统运行灵活、管理方便、维修简单，减少操作强度。 1.3.2设计原理 1）本设计方案严格执行国家相关要求，实施本方案将所有糠醛废水加碱中和，变为中性溶液后蒸发浓缩95%转换为蒸汽，供水解工段使用，5%经结晶脱色得到工业副产品，实现废水零排放。 2）在保证处理效果的基础上，用新技术、新材料，确保实用性与

5、先进性； 3）管理、运行、维修方便。必要控制点采用自控设施，减少劳动强度； 4）降低噪音，尽量改善废水处理站及周围的环境； 1.3.3设计依据：污水综合排放标准（GB8978-1996）;1.4治理目标 1.4.1将全部糠醛废水转为蒸汽和工业副产品，以供水解工段使用和降低废水处理成本，实现废水回收利用，达到零排放，彻底根治糠醛废水污染。 1.4.2 通过处理废水衍生出的工业副产品，为企业增加效益。1.5 设计范围 1.5.1 设计内容：糠醛废水处理及资源回用工程方案设计。 1.5.2设计范围：包括工艺流程、占地面积、装机容量、主要设备及构筑物的工艺尺寸设计、主要工艺管路计算、工程布置计算。第二

6、章 设计水量和水质2.1设计水量:根据测算，每年按生产300天计算，设计废水排放量350-400吨/天，小时排水量14.6-16.7吨/小时。2.2 设计水质 2.2.1 设计进水水质 单位:mg/LCODBOD5 pH1500020000450060002.53 废水水质特征：糠醛生产废水中主要含0.81.5%的醋酸及4左右的糠醛，是废水的主要污染物，同时,含有其他有机物。糠醛废水的pH呈较强酸性，变化幅度不明显；废水悬浮固体不高，但变化幅度较大；废水的有机污染物（COD）相当高，且变化幅度大；BOD5与COD变化相似，其变化幅度也较大。 2.2.2设计出水（蒸汽）水质，经中和处理，PH值接

7、近7，经过蒸发的二次蒸汽用于水解锅热源的回用蒸汽，冷凝液经过冷却后结晶醋酸钠；蒸汽冷凝水经过处理回锅炉，属于零排放。第三章 技术方案3.1废水与NaOH进行中和反应，产生PH值达到7左右的可用残液。 3.2残液用泵打入预热器经预热达140-150。3.3残液经过两次蒸发器和闪蒸器浓缩残液浓度至40-50%排出，二次蒸汽循环进入水解锅。3.4浓缩液经冷却器冷至90左右，结晶分离析出三水醋酸钠。 本方案利用物料置换和热量置换把污染物质转化为有用的化工产品；把它携带的热量和水分转化为回用水资源（水解用蒸汽）。真正达到废水零排放，合理利用有限的能源，变废为宝，达到资源的合理综合利用。第四章 工程设计4

8、.1工艺设置及简述（如下图） 4.1.1废水可部分用于配酸，其余废水与NaOH混合，进行中和反应。 4.1.2反应混合液进行分离，废渣收集待烧，其余进入中和废水池。 4.1.3将废水用泵抽入废水预热器预热。预热源为醛气和闪蒸冷凝液。 NaOH 中和 废水中和反应罐 过滤分离 废水池 压力泵 预热器 蒸汽 蒸发器 闪蒸分离器 水解车间 处理器 锅炉 冷却器 结晶罐 分离器 醋酸钠 4.1.4废水经过预热后进入蒸发器和增浓器，用锅炉蒸汽进行蒸发废分离；分离的二次蒸汽进入水解系统，冷却液为浓缩液。 4.1.5冷却液经冷却、脱色、过虑机过虑，得洁净冷却液，进调温结晶罐初结晶，进结晶池中大量结晶，之后在

9、离心机中分离，分离出醋酸钠和残液。 4.1.6残液回废水池。 4.1.7蒸汽冷凝水经过处理后，高温状态回锅炉，节约能源。该工艺达到以下效果：废水闭路循环重复利用，完全实现废水零排放，达到环保要求，并且克服管路堵塞的难题，还可产生副产品，节约能源。4.2废水治理方案 4.2.1物料恒算1）工艺废水总量：工艺废水包括初镏废水和精制废水。糠醛废水量为：400吨/日，每小时处理量为:40024=16.7吨/小时。2）醋酸含量：醋酸按1.0%计算，即167001.0%=167Kg/小时。3)耗碱量：用烧碱中和：每天需8900Kg30%液碱。4）产生醋酸钠量：每天7200Kg，每年两千吨左右。5）生产过程

10、设定：一次蒸发浓缩废液至8%，二次蒸发浓缩废液至40%。 4.2.2蒸发器工艺计算1）工艺参数：a锅炉蒸汽：新蒸汽压力1.3 Mpa，190.7，其蒸汽焓值为666.6kcal/kg.，冷凝水排出时压力10.5MPa,温度181液体焓值为183.4kcal/kg。b 残液从预热器中以140的液态进入蒸发器，液体焓值为141kcal/kg。压力为1.05 Mpa，温度181时，排出二次蒸汽，其焓值为664.8kcal/kg；液体焓值为183.5kcal/kg。残液按16700公斤/小时计算。2）热量工艺计算：a 废水需热量：Q吸Q吸1+ Q吸2=6.91*10E6 kcal/hb 计算得W汽=

11、14300 kg/h3) 需换热面积SQ(Ktm)=261（）。取蒸发器面积350。4）：(1)二次蒸汽每天309吨。(2)经过预热器并处理后仍有120左右热水约500吨锅炉。 4.2.3增浓器的工艺设计1）工艺参数：a锅炉蒸汽：新蒸汽压力1.3 Mpa，190.7，其蒸汽焓值为666.6kcal/kg.，冷凝水排出时压力10.5MPa,温度181液体焓值为183.4kcal/kg。b 残液从蒸发器中以175的液态进入增浓器，液体焓值为177kcal/kg。排出二次蒸汽，压力为1.05 Mpa，温度181，其焓值为664.8kcal/kg。流量按3804公斤/小时计算。2）热量工艺计算：a 废

12、水需热量：Q吸Q吸1+ Q吸2=1.83*10E6 kcal/hb 蒸汽需量：计算得W汽= 3787 kg/h 每天107吨蒸汽3) 需换热面积SQ(Ktm)=194（）。 取蒸发器面积250。4） (1)二次蒸汽每天77.6吨。(2)经处理后仍有120热水100吨锅炉。 4.2.4其余预热器的换热面积经计算分别为：50 ，50，40，20。4.3管线布置原则 4.3.1除必须埋设地下的管道外，管道应尽可能布置在地上，按照条件采用集中管架或管墩铺设以节约投资、减少占地并便于施工和检修。 4.3.2管线交叉时的避让原则是：小管让大管；压力管让重力管；软管让硬管；临时管让永久管。 4.3.3对于操

13、作和检修场所以不相互妨碍为原则，管道布置以简洁便利为主。4.4操作方式 a：一般操作方式，每班六人，人员成本较高。b：自动化操作，减少劳动强度，每班三人，可降低人员成本。第五章 工程施工进度5.1工程实施进度计划：工程实施进度计划表项目/时间123456789101112设备采购及制造散装材料采购土建施工设备及管道安装电器、仪表安装调试运行5.2建设周期计划:本项目建设分成立、制作、安装、调试与运行四个阶段。开工制作阶段：包括工程设计,设备设计制作,场地规划,土建施工指导。工程安装阶段：包括土建、设备就位、管道附件连接及配套施工、安装。调试运行阶段：工程完成后系统试运行，调试，达到工程运行，然

14、后操作系统交底，培训，达到工程设计目标。第六章 工程投资及运行分析6.1该工艺操作系统，废水闭路循环利用，实现废水零排放，达到环保要求。6.2每年节水二十万多吨。6.3年节约当量蒸汽两万吨的热量。6.4产生化工副产品三水醋酸钠约三千多吨。正常运行时，废水处理属微利运行。第七章结论与建议7.1环境效益和经济效益7.1.1杜绝了糠醛生产废水造成的严重污染。7.1.2 节约水资源：糠醛生产中醛汽冷却通常用地下水,经清洁生产工艺后，热量回用，节约能源。可减少地下水和蒸汽的消耗量，达到零外排的目标。7.1.3 经过中和结晶处理,解决直接蒸发的堵管和集中排放问题，真正达到零排放标准。使废水回用,创造了经济

15、效益,达到了废物利用,变废为宝的效果。7.2 结论7.2.1高温蒸发技术和冷凝液再沸后的蒸汽可用于水解锅应用中，实现糠醛废水的零排放,是极具环境价值的项目。7.2.3该项目设计出发点，着重突出环境保护的主题；不外排放废水、废渣。实现了资源的优化组合，符合国家可持续发展的目标，具有现实意义。7.3 建议：建议企业进一步开展清洁生产，减少生产环节中的跑、冒、滴、漏现象，减轻污水处理厂的负荷。第八章 售后服务8.1我公司提供设备的制作, 安装及调试工程；并提供完善的技术培训；8.2设备运行后,电话回访，根据需求，技术人员到现场解决运行中的异常工况。8.3设备出现故障时,提供全面的技术支持；8.4附工

16、艺流程图。主要设备设施一览表序号名称型号性能参数主要材质数量生产厂备注1调碱器Q235B2台安阳福士德2离心器3042台外购3碱液泵塑料2台外购4中和器SS2台安阳福士德5供料泵ZG5台外购6循环泵SS(304)4台外购7冷液罐Q235B2台安阳福士德8换热器3043台安阳福士德9蒸发器SS(304)1台安阳福士德10增浓器3041台安阳福士德11分离器3043台安阳福士德12浓液罐304+Q235-B1台安阳福士德13结晶罐SS2台安阳福士德14脱色罐SS+CS2台安阳福士德15汽缸Q2351台安阳福士德16碱液池2个用户土建防腐处理17中和池2个用户土建防腐处理18清液池1个用户土建19备用池1个用户土建防腐处理20配电装置2套外购配套