糠醛清洁生产技术研究课件

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1、李爱民教授糠醛清洁生产技术研究大连理工大学环境学院问题提出：目前制约糠醛生产的“三废”及生产效率问题问题分析：“三废”及糠醛生产产率瓶颈所在问题解决：“三废”治理及糠醛产率提高途径经济及社会效益分析问题提出——制约糠醛生产的“三废”及生产效率问题废水——“闭循环”工艺诸多障碍问题所在环境效益废气——污染严重，放炮“恶臭”废气污染严重废渣——除焚烧，未有效利用糠醛产率低废水处理成本高企业生存可持续发展企业竞争力生产每吨糠醛产生废水约19吨废水问题蒸发器结垢和蒸汽量不足是制约废水蒸发处理能力的两蒸发器结垢问题废

2、水产量高蒸汽量不足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品质废水——“闭循环”工艺诸多障碍问题分解一、结垢问题1、来源：废水中高分子聚合物。2、成因：与高温水蒸气换热，在换热管内壁脱水形成致密积碳层。测算表明，废水蒸发过程初期结垢量约0.2mm/d（按蒸发处理80吨废水计）。3、影响：研究表明，1mm积碳污垢使能耗上升15%，蒸发器连续运行一周，能耗将上升15%，蒸汽消耗量将随之上升15%，以此推算，一月后蒸发蒸汽消耗量将增加40%以上。4、当前对策：（1）碱洗。三小时连续碱洗能去除污垢30%

3、，效果较差，同时消耗纯碱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）影响正常生产。蒸汽量不足问题醛渣含水率高燃烧不充分，强力鼓风导致锅炉效率低（>55%)锅炉结构题炉墙损毁，排烟热损失大进料问题锅炉效率一般不高于55%糠醛渣含水率高的原因？（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统一的水解条件，导致水解结果差异较大，含水率差异较大；（3）放炮工艺控制问题，造成水解锅内水蒸气冷凝；废水产量高问题水解速度慢副

4、反应多“叁双串联”虽能一定程度上降低蒸温度控制压力控制产品不能快速移出糠醛只能依靠蒸汽携带，不能实汽消耗量，提高醛气平均含醛率，但醛气含醛率平均仍为5%-6%。由此，产醛一吨，蒸汽消耗19-20吨，随之产生废水19-20吨。现蒸发析出。因此，导致废水产量高的原因主要是:（1）水解速度低导致水解时间长，需大量水蒸气输入；（2）副反应多，糠醛产品不能快速移出水解反应体系，糠醛只能由蒸汽携带出反应体系，从而使水蒸气消耗量增大。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应釜温度及压力的有效控制，

5、使反应体系维持最适宜反应水平；（2）如何实现糠醛产品快速自动移出反应体系。小结：糠醛生产过程废水处理问题节点蒸汽量不足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”是制约目前糠醛生产过程废水不能实现“零排放”，糠醛产率低的常见原因。2、“死循环”一旦发生，糠醛产率、品质将大大降低，严重影响经济效益，同时，废水量将大大增加。死循环废气——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

6、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表明：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，给糠醛企业形成重大环保隐患。一氧化碳氮氧化物二氧化硫废渣：焚烧——不足还是剩余？不足：渣不足，直接导致生产事故，醛渣焚烧炉使用燃煤效果较差，醛渣晾晒以提高燃烧效率。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HC1h2C2h3h5E1h7C4D1h6E2h8C5D2C3H1H5C6h4E3h1h9略去无热交换、无热消耗单元（不考虑废

7、水蒸发），可得糠醛厂糠醛生产与废水闭循环处理系统能流图如图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；根据生产中的实测数据，各物流温度如表所示。本部分计算方法详见：任鸿均,糠醛生产中节约能源的途径[J],化工科技市场,2006(7):41-4c120h3180c220h4180c390h5140c460h699c540h760c680h840h1180h9140h2180其H1-H5为水解工段，能量消耗分为四个阶

8、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生产工艺。表2典型糠醛生产过程各节点能耗*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*以生产每吨糠醛计，总能耗为理论总能耗减去废水