基于动态模拟的焦化过程污染迁移转化分析研究
发布时间：2021-07-09 02:37
近年来,我国焦炭产量一直高居世界第一,与此同时其也是典型的高污染行业。而随着国内经济运行新常态以及2015年新环保法的实施,对焦化、钢铁行业污染物减排、供给侧改革提出更高要求。本研究针对焦化企业生产过程特点,以分析氮、硫元素迁移转化规律为目标,建立了适用于实际焦化生产系统的静态和动态物质流分析方法,将机理模拟和过程模拟相结合,系统开展了焦化生产系统的碳、氮、硫元素的动态物质流分析,明确了其迁移转化规律。取得主要进展如下:（1）以传统物质流分析方法为基础。针对焦化行业特点,以焦化生产地理区域为系统边界,建立静态物质流分析框架,确立关键流股流量指标、关键节点波动指标、转化效率指标来分析静态物质流及不同工况波动情况。在此基础上建立了机理模拟和过程模拟相结合的动态物质流分析框架,对核心节点焦炉通过机理模拟其热解过程,将CPD模型拓展应用到实际焦炉热解过程结合Aspen Plus实现整个焦化过程的动态模拟。（2）依托静态物质流分析方法,将其应用到案例企业。年产100万吨焦炭时,焦化生产系统输入煤135万吨;碳元素的输入占比为75.4%,大部分以焦炭产品形式输出;氮元素输入量占比为1.4%,大部分...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２中国焦炭产量变化图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｃｈａｎｇｅ?ｏｆ?Ｃｈｉｎａ’ｓ?ｃｏｋｅ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ??
化性）＋生化处理＋深度处理（使生化处理后残留的部分污染物进一步得到处理，以??达到排放标准）”的联合工艺。《焦化废水治理工程技术规范》（ＨＪ２０２２－２０１２）?（２０１３）??中的优先焦化废水处理工艺技术路线如图１．４所示。??｜高浓度废水｜物化处理部分｜篸气送生产硫鞍、无水?｜?ｆｅ浓度废水??????１?浓鑲水或氣焚烧等??ｒ??ｊ深度净化????—?＿?一＂？处－邰分??＊??Ｗ?处?ＩＳ??，ｕ?—？除油—？?—？蒸氣—??Ｉ调节?￣￣?￣￣￣?Ｉ—｜￣１?理?｜?丨?理?ｉ??￣￣?＂＂＂＂??１?”?达标放??士?＋?４?ｉ?或回用??條油：ｆｉｌｌ油?Ｓ＆．钠盐至酚?＿油至—袖?屯话汚水??氨水■分离權?｜精Ｍ或外销?｜絲》讀｜?初期（１水??图１．４焦化废水处理工艺路线??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｒｏｕｔｅ?ｆｏｒ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｏｆ?ｃｏｋｉｎｇ?ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ??１．３目前存在的主要问题??１．３．１存在的问题??（１）末端治理存在的不足??焦化行业污染产生量大，治理技术要求高，投入大。随着《环境保护法》、《炼??焦化学工业污染物排放标准》以及《焦化废水治理工程技术规范》的修订，焦化行业??污染物排放标准进一步严格化，在环保技术要求、资金投入等方面都面临着更加严峻??的考验。例如，《炼焦化学工业污染物排放标准》（２０１２）将废水中氨氮的含量由原??来的１５?ｍｇ／Ｌ将为１０?ｍｇ／Ｌ，焦炉烟囱中的氮氧化物由原来的８００?ｍｇ／ｍ３降为５００??ｍｇ／ｍ３
在此基础上，对核心单元焦炉采用ＣＰＤ模型进行动态模拟分析，并将模拟结果嵌入??到ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ模拟软件进行全厂模拟。达到明确氮、硫元素迁移转化规律的目标，为??焦化行业污染物的过程控制提供思路。研宄思路如图１．５所示。??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国焦化行业“十三五”如何破局[J]. 潘登,翁雪鹤. 燃料与化工. 2016(05)
[2]我国焦炭行业现状及市场供需趋势[J]. 杨文彪. 煤炭加工与综合利用. 2016(08)
[3]新常态下中国炼焦化学行业运行及发展趋势[J]. 郑文华,温燕明,郑波. 钢铁. 2016(05)
[4]典型独立焦化过程资源价值流计算与分析[J]. 任云亮,贺鹏,张洪恩,李强,毕雅梅,李会泉. 计算机与应用化学. 2015(07)
[5]不同煤化程度煤的热解及氮的释放行为[J]. 刘钦甫,徐占杰,崔晓南,郑启明. 煤炭学报. 2015(02)
[6]基于ASPEN PLUS的固定床煤气化稳态模拟方法研究[J]. 陈世豪,曹志凯,师佳,江青茵,周华. 煤炭学报. 2012(S1)
[7]A/O+硅藻土强化脱氮工艺处理城市污水试验研究[J]. 徐行勋,刘振肖,黄丽. 三峡环境与生态. 2011(02)
[8]焦化行业废水水质变化影响因素及污染控制[J]. 韦朝海,朱家亮,吴超飞,吴海珍,卢彬,李国宝,陈金贵. 化工进展. 2011(01)
[9]基于MFA的生态工业园区物质代谢研究方法探析[J]. 石垚,杨建新,刘晶茹,陈波,王如松. 生态学报. 2010(01)
[10]1990—2005年中国经济系统物质投入及其减量化分析[J]. 柳楷玲,段宁,武春友. 技术经济. 2009(04)
博士论文
[1]典型高硫煤热解过程中硫、氮的变迁及其交互作用机制[D]. 王美君.太原理工大学 2013
硕士论文
[1]焦化废水中无机含氮化合物在生物处理工艺中的去除行为研究[D]. 吕鹏飞.华南理工大学 2015
[2]提高焦化行业大气环境影响预测水平的有关方法研究[D]. 李冰晶.兰州大学 2014
[3]我国磷资源产业系统代谢分析与循环经济发展研究[D]. 刘征.清华大学 2005
本文编号：3272840
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２中国焦炭产量变化图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｃｈａｎｇｅ?ｏｆ?Ｃｈｉｎａ’ｓ?ｃｏｋｅ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ??
化性）＋生化处理＋深度处理（使生化处理后残留的部分污染物进一步得到处理，以??达到排放标准）”的联合工艺。《焦化废水治理工程技术规范》（ＨＪ２０２２－２０１２）?（２０１３）??中的优先焦化废水处理工艺技术路线如图１．４所示。??｜高浓度废水｜物化处理部分｜篸气送生产硫鞍、无水?｜?ｆｅ浓度废水??????１?浓鑲水或氣焚烧等??ｒ??ｊ深度净化????—?＿?一＂？处－邰分??＊??Ｗ?处?ＩＳ??，ｕ?—？除油—？?—？蒸氣—??Ｉ调节?￣￣?￣￣￣?Ｉ—｜￣１?理?｜?丨?理?ｉ??￣￣?＂＂＂＂??１?”?达标放??士?＋?４?ｉ?或回用??條油：ｆｉｌｌ油?Ｓ＆．钠盐至酚?＿油至—袖?屯话汚水??氨水■分离權?｜精Ｍ或外销?｜絲》讀｜?初期（１水??图１．４焦化废水处理工艺路线??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｒｏｕｔｅ?ｆｏｒ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｏｆ?ｃｏｋｉｎｇ?ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ??１．３目前存在的主要问题??１．３．１存在的问题??（１）末端治理存在的不足??焦化行业污染产生量大，治理技术要求高，投入大。随着《环境保护法》、《炼??焦化学工业污染物排放标准》以及《焦化废水治理工程技术规范》的修订，焦化行业??污染物排放标准进一步严格化，在环保技术要求、资金投入等方面都面临着更加严峻??的考验。例如，《炼焦化学工业污染物排放标准》（２０１２）将废水中氨氮的含量由原??来的１５?ｍｇ／Ｌ将为１０?ｍｇ／Ｌ，焦炉烟囱中的氮氧化物由原来的８００?ｍｇ／ｍ３降为５００??ｍｇ／ｍ３
在此基础上，对核心单元焦炉采用ＣＰＤ模型进行动态模拟分析，并将模拟结果嵌入??到ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ模拟软件进行全厂模拟。达到明确氮、硫元素迁移转化规律的目标，为??焦化行业污染物的过程控制提供思路。研宄思路如图１．５所示。??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国焦化行业“十三五”如何破局[J]. 潘登,翁雪鹤. 燃料与化工. 2016(05)
[2]我国焦炭行业现状及市场供需趋势[J]. 杨文彪. 煤炭加工与综合利用. 2016(08)
[3]新常态下中国炼焦化学行业运行及发展趋势[J]. 郑文华,温燕明,郑波. 钢铁. 2016(05)
[4]典型独立焦化过程资源价值流计算与分析[J]. 任云亮,贺鹏,张洪恩,李强,毕雅梅,李会泉. 计算机与应用化学. 2015(07)
[5]不同煤化程度煤的热解及氮的释放行为[J]. 刘钦甫,徐占杰,崔晓南,郑启明. 煤炭学报. 2015(02)
[6]基于ASPEN PLUS的固定床煤气化稳态模拟方法研究[J]. 陈世豪,曹志凯,师佳,江青茵,周华. 煤炭学报. 2012(S1)
[7]A/O+硅藻土强化脱氮工艺处理城市污水试验研究[J]. 徐行勋,刘振肖,黄丽. 三峡环境与生态. 2011(02)
[8]焦化行业废水水质变化影响因素及污染控制[J]. 韦朝海,朱家亮,吴超飞,吴海珍,卢彬,李国宝,陈金贵. 化工进展. 2011(01)
[9]基于MFA的生态工业园区物质代谢研究方法探析[J]. 石垚,杨建新,刘晶茹,陈波,王如松. 生态学报. 2010(01)
[10]1990—2005年中国经济系统物质投入及其减量化分析[J]. 柳楷玲,段宁,武春友. 技术经济. 2009(04)
博士论文
[1]典型高硫煤热解过程中硫、氮的变迁及其交互作用机制[D]. 王美君.太原理工大学 2013
硕士论文
[1]焦化废水中无机含氮化合物在生物处理工艺中的去除行为研究[D]. 吕鹏飞.华南理工大学 2015
[2]提高焦化行业大气环境影响预测水平的有关方法研究[D]. 李冰晶.兰州大学 2014
[3]我国磷资源产业系统代谢分析与循环经济发展研究[D]. 刘征.清华大学 2005
本文编号：3272840
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