基于双极膜电渗析和萃取法的催化裂化装置废水处理
发布时间：2021-08-06 10:38
催化裂化（Fluid catalytic cracking,FCC）是炼油行业的重要转化技术之一,被广泛应用于汽油及聚合物工业原料丙烯的生产。FCC给企业带来巨大经济利益的同时,也产生了两种类型的废水:一类是使用氢氧化钠溶液处理反应再生装置烟气的过程中产生的高盐废水,此类废水含盐量高,难处理;另一类为含酚废水,这类废水几乎来自FCC各个工段,主要特点是有机物含量高、油含量高。我国作为人均水资源拥有量低于2000 m3的发展中国家,有效地处理废水,提高原子利用率则显得意义非凡。本文首先模拟废水产生过程。运用Aspen Hysys软件模拟烟气的湿法脱硫过程,该过程在NaOH吸收塔塔底产生高盐废水,废水中SO42-的质量浓度为86.62 g/L。以Aspen Plus为工具模拟FCC分馏过程,在油气分离器的底部产生含酚废水,其中酚浓度为3.55 g/L、油浓度为7.33 g/L。其次对废水进行处理。针对高盐废水,提出了一种基于双极膜电渗析（Bipolar membrane electrodialysis,BMED）的处理方法。...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高盐废水产生过程流程图
基于双极膜电渗析和萃取法的催化裂化装置废水处理14表示冷凝器的冷物流。2.1.2高盐废水模拟结果分析图2-1中，B为反应再生装置未加吸收塔前产生的原始废气，V-out为B通入NaOH吸收塔进行烟气湿法脱硫处理后的处理废气。对物流B和V-out的模拟结果进行分析，以检验烟气湿法脱硫处理效果，如表2-1和图2-2所示。表2-1催化裂化反应再生装置烟气模拟结果Table2-1FluegassimulationresultsofFCCreactionregenerationunitDataitemBV-outVaporfraction1.001.00Temperature(°C)741.5025.22Pressure(kPa)369.80152.00Moleflow(kmol/h)4.881034.27103Massflow(kg/h)1.441051.29105Moleenthalpy(kJ/kmol)Moledensity(kmol/m3)Stdidealliqvol(m3/h)-6.011044.3810-2174.20-6.031046.1410-2158.80图2-2烟气湿法脱硫处理前后烟气成分对比Figure2-2Comparisonoffluegascomponentsbeforeandafterfluegaswetdesulfurizationtreatment表2-1中B的摩尔流量为4.88106mol/h，B中二氧化硫的摩尔分数为1.4010-3。因此，B中二氧化硫的摩尔流量为6.83103mol/h。将B中二氧化硫的摩尔流量与二氧化硫的摩尔质量相乘，得出B中二氧化硫的质量流量为4.37105g/h。表2-1中，未加吸收塔前废气B的摩尔密度为43.80mol/m3，因此其体积流量为1.11105m3/h，相应的二氧化硫排放量为3.93103mg/m3。类似
基于双极膜电渗析和萃取法的催化裂化装置废水处理20TRJAM0.16-0.231.50-1.805.00-8.3090.00-95.000.25-TRJBM0.16-0.231.40-1.80-90.00-95.000.2595.000.70-1.103.1.2实验过程实验过程中使用的BMED装置与膜来自同一生产厂家。如图3-1所示，BMED装置有十个膜堆，即十个重复单元。每个单元均为四膜三室系统：四膜指BM-AM-CM-BM，三室指酸室、盐室和碱室。膜室之间的宽度约为3mm，BMED装置工作时温度和电流密度恒定不变。图3-1双极膜电渗析技术处理硫酸钠废水实验装备图Figure3-1ExperimentalschematicdiagramofBMEDtreatmentofsodiumsulfatewastewater废水中硫酸钠溶液的初始浓度为86.62g/L。实验过程中使用隔膜泵（上海DBY-25）分别将6L纯水通入酸室和碱室，同时使用隔膜泵将8.50L上述硫酸钠废水通入盐室。随着实验的进行，盐室的硫酸钠溶液逐渐被消耗，同时生成硫酸和氢氧化钠溶液，分别储存在酸室和碱室中。处理过程中产生的硫酸溶液、氢氧化钠溶液和需要处理的硫酸钠废水在酸室、碱室和盐室中通过泵循环，最终获得一定纯度的硫酸、氢氧化钠以及浓度降低的硫酸钠废水。实验在冬天（1月份）于室内进行，溶液温度保持在15°C，操作时间为12.60小时。每隔30分钟在酸室、碱室和盐室中各取5ml样品，通过读取储液罐上的刻度确定每个溶液的体积变化。用滴定法测定硫酸浓度，用铬酸钡分光光度法测定硫酸离子浓度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高盐含酚废水生物处理技术的研究进展及应用前景[J]. 张云鸽,梅荣武,张宇,丁林贤,苏晓梅. 环境工程. 2018(05)
[2]太阳能有机朗肯-闪蒸循环工质选择[J]. 刘茜,李华山,卜宪标,王令宝,龚宇烈. 化工进展. 2018(05)
[3]含酚废水治理技术研究进展[J]. 王韬,李鑫钢,杜启云. 化工进展. 2008(02)
硕士论文
[1]基于ORC的太阳能热水发电系统理论分析与实验研究[D]. 何章红.天津大学 2018
[2]海水电解制备H2和CO2的过程模拟与技术评价研究[D]. 白毓黎.北京化工大学 2017
本文编号：3325615
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高盐废水产生过程流程图
基于双极膜电渗析和萃取法的催化裂化装置废水处理14表示冷凝器的冷物流。2.1.2高盐废水模拟结果分析图2-1中，B为反应再生装置未加吸收塔前产生的原始废气，V-out为B通入NaOH吸收塔进行烟气湿法脱硫处理后的处理废气。对物流B和V-out的模拟结果进行分析，以检验烟气湿法脱硫处理效果，如表2-1和图2-2所示。表2-1催化裂化反应再生装置烟气模拟结果Table2-1FluegassimulationresultsofFCCreactionregenerationunitDataitemBV-outVaporfraction1.001.00Temperature(°C)741.5025.22Pressure(kPa)369.80152.00Moleflow(kmol/h)4.881034.27103Massflow(kg/h)1.441051.29105Moleenthalpy(kJ/kmol)Moledensity(kmol/m3)Stdidealliqvol(m3/h)-6.011044.3810-2174.20-6.031046.1410-2158.80图2-2烟气湿法脱硫处理前后烟气成分对比Figure2-2Comparisonoffluegascomponentsbeforeandafterfluegaswetdesulfurizationtreatment表2-1中B的摩尔流量为4.88106mol/h，B中二氧化硫的摩尔分数为1.4010-3。因此，B中二氧化硫的摩尔流量为6.83103mol/h。将B中二氧化硫的摩尔流量与二氧化硫的摩尔质量相乘，得出B中二氧化硫的质量流量为4.37105g/h。表2-1中，未加吸收塔前废气B的摩尔密度为43.80mol/m3，因此其体积流量为1.11105m3/h，相应的二氧化硫排放量为3.93103mg/m3。类似
基于双极膜电渗析和萃取法的催化裂化装置废水处理20TRJAM0.16-0.231.50-1.805.00-8.3090.00-95.000.25-TRJBM0.16-0.231.40-1.80-90.00-95.000.2595.000.70-1.103.1.2实验过程实验过程中使用的BMED装置与膜来自同一生产厂家。如图3-1所示，BMED装置有十个膜堆，即十个重复单元。每个单元均为四膜三室系统：四膜指BM-AM-CM-BM，三室指酸室、盐室和碱室。膜室之间的宽度约为3mm，BMED装置工作时温度和电流密度恒定不变。图3-1双极膜电渗析技术处理硫酸钠废水实验装备图Figure3-1ExperimentalschematicdiagramofBMEDtreatmentofsodiumsulfatewastewater废水中硫酸钠溶液的初始浓度为86.62g/L。实验过程中使用隔膜泵（上海DBY-25）分别将6L纯水通入酸室和碱室，同时使用隔膜泵将8.50L上述硫酸钠废水通入盐室。随着实验的进行，盐室的硫酸钠溶液逐渐被消耗，同时生成硫酸和氢氧化钠溶液，分别储存在酸室和碱室中。处理过程中产生的硫酸溶液、氢氧化钠溶液和需要处理的硫酸钠废水在酸室、碱室和盐室中通过泵循环，最终获得一定纯度的硫酸、氢氧化钠以及浓度降低的硫酸钠废水。实验在冬天（1月份）于室内进行，溶液温度保持在15°C，操作时间为12.60小时。每隔30分钟在酸室、碱室和盐室中各取5ml样品，通过读取储液罐上的刻度确定每个溶液的体积变化。用滴定法测定硫酸浓度，用铬酸钡分光光度法测定硫酸离子浓度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高盐含酚废水生物处理技术的研究进展及应用前景[J]. 张云鸽,梅荣武,张宇,丁林贤,苏晓梅. 环境工程. 2018(05)
[2]太阳能有机朗肯-闪蒸循环工质选择[J]. 刘茜,李华山,卜宪标,王令宝,龚宇烈. 化工进展. 2018(05)
[3]含酚废水治理技术研究进展[J]. 王韬,李鑫钢,杜启云. 化工进展. 2008(02)
硕士论文
[1]基于ORC的太阳能热水发电系统理论分析与实验研究[D]. 何章红.天津大学 2018
[2]海水电解制备H2和CO2的过程模拟与技术评价研究[D]. 白毓黎.北京化工大学 2017
本文编号：3325615
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