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关键词:煤制甲醇 污染物 处理
众所周知,我国能源从整体上来说,煤炭、天然气资源相对比较丰富,而石油资源则较为匮乏。随着近年来国内石油资源的日趋紧张,加之国家在煤炭资源开发利用方面更加重视,并且天然气液化技术更多的向民用方向推广,甲醇汽油技术也逐步得到研究与推广,使得传统的通过渣油、天然气为基本原来制备甲醇的工艺逐步为煤炭制甲醇的新型技术所替代。国内煤制甲醇行业也迎来了巨大的发展机遇。然而随着煤制甲醇技术的大氛围推广和应用,在煤制甲醇生产环节中产生的污染物如何处理,也成为了摆在甲醇生产企业面前的必须正视和解决的问题。运用煤为基本原料制备甲醇的工艺流程比较复杂,涉及到空分、气化、合成、精馏等多个不同的生产工段,而在上述各个环节中产生的污染物形式也有所差异。煤制甲醇生产环节会产生大量的废气、废水等污染物质,具体来说,气体污染物主要包括碳氧化合物、氮氧化合物、硫化物以及NH3等多种不同的有毒有害污染气体,废水中则主要包括氯化物、氰化物、以及P、As等具有污染性的化学元素和固体废渣。这些废水废气污染物危害程度各异,然而都会对生产工作者以及设备造成损害,也会严重的威胁当地的自然环境,故而在生产中需要重视对于煤制甲醇工艺中产生的污染物进行有效的处理再进行排放。
一、煤制甲醇工艺流程中气体污染物主要来源以及处理措施
1.粉尘气体污染物
这类污染物的主要来源是煤炭储仓、粉煤气化储仓及煤粉制作环节上产生的粉尘,在上述储仓的顶端排放点应该设置高效袋式除尘装置。除尘装置收集到的煤尘应该尽可能回收到储仓以提高利用效率。在废气高空排放时必须符合排放标准,废气含尘浓度不能超过120mg/m3。
2.工艺气体污染物
为了保障生产装置运行的稳定、现场员工的生命安全以及尽可能的保护化工企业周围环境,通常会设置火炬装置,在生产开车、日常运行、紧急停车和事故处理时流程中产生的无法回收以及有毒有害的气体污染物进行燃烧处理。煤制甲醇工艺流程中气化装置刚开车后制备的煤气后系统不能及时的接气,产生的这部分气体通常都通过火炬燃烧进行处理,而且在生产稳定后一旦发生生产事故也能够将气化装置生产的煤气通过火炬燃烧出来,待解决了生产事故后在接气生产。工艺废气还可以通过燃烧和换热进行体系内的换热循环。例如对于甲醇合成工艺流程的尾气、甲醇精馏环节回收的不凝气,其主要包括H2、CH4、CO、甲醇等。通过这些废气燃烧,为将热量送至整体的换热网络供其他用户使用。煤质甲醇生产中硫回收装置可以同时回收硫磺成品,通过把净化工段收集到的硫化氢气体进行处理,尽可能的回收硫,以保证尾气能够达标排放。
二、煤制甲醇工艺流程中水污染物主要来源以及处理措施
煤气化是煤制甲醇工艺中不可或缺的重要工艺,对于不同的煤气化工艺,产生的污染物无论是种类还是数量都有较大的差异。为了提高甲醇生产企业对于水资源的重复利用效率,绝大多数的煤制甲醇企业都将其工业废水的循环使用作为了工艺设计的重点,在降低水资源消耗的同时,也降低了污水处理系统的处理负荷。可以合理的在工艺中引入预处理系统,先在体系内部循环,再进行污水处理。例如在德士古水煤浆气化工艺中通过灰水处理装置的运用,能够将气化过程中收集的黑水通过闪蒸、沉降、压滤等工艺的处理,将绝大多数的灰水回收利用,仅将很少一部分的污水送至污水处理体统中;煤气冷凝液,能够被用来洗涤煤气。利用污染物质含量低的新鲜水与循环水,减少污水系统里污染物的含量,排放污水通过换热器将潜热回收后,进入生化污水处理装置进行净化,以满足排放标准;气化工艺污水、甲醇装置污水和生活废水同直接进入污水处理装置,完成净化处理后再进入循环体系回收利用。鉴于煤制甲醇工艺污水中氨氮含量较高实际情况,结合目前行业内对于氨氮废水处理的有效方法,绝大多数的煤制甲醇生产企业都采用了预沉降+SBR+多介质过滤工艺。SBR生化净化工艺流程较为简单,处理效率高、占地面积小。此外,使用效果好,处理时间快,净化后的水质佳。并且能够根据不同工段的工艺条件,灵活的进行调整;最后,这种方式对于氮、磷物质的脱除效果好,且不易产生污泥膨胀,便于污水的循环利用。
三、煤制甲醇工艺流程中废渣污染物主要来源以及处理措施
与废水、废气相比,废渣等固体污染物对于人员以及设备的危害程度相对较低,只需要及时将污染物进行清理避免对土地资源的长期占用。在废渣存放时,应该用布遮盖污染物,避免由于天气原因造成的扬尘,影响厂区的空气质量。煤制甲醇生产中会使用到一些含贵金属催化剂废渣。应该将这些废渣收集起来返回至生产厂家回收利用。对无法加以回收利用,有具有危险性的废渣,需委托具有危险污染物处理资质的企业进行处置。
四、结论
综上所述,用煤炭为基本原料制备甲醇的工艺,生产流程十分复杂,并且各个环节中产生的污染物种类也很多,只有切实研究污染物的基本类型和来源,有针对性的采取合理有效的污染物防治措施,一方面能够将甲醇生产过程中产生的污染物排放控制在合理的范围内,保护了化工企业周围环境;另一方面通过对污染物的治理也能够提高热量和物料的回收利用率,提高了企业生产中的经济回报。
参考文献
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[3]曹金胜,张兴无,翁希旭.煤制甲醇装置水治理工作经验总结[J].科技资讯.2011(29).
关键词:甲醇;污水处理厂;应用;投加
中图分类号:R123文献标识码: A
一、应用背景
1、背景:
近年来.由于大量的含氮生活污水和工业废水排入水体,以及农用化肥的过度使用等原因,加速了河流湖泊的富营养化,因此,开发有效的脱氮技术成为研究的热点。在国家最近颁布的《污水综合排放标准》中,对氮磷的控制越来越严格,十二五计划也制定了在今后的污水排放标准将进一步的提高。因此,污水脱氮在污水厂中将越来越重要。
2、碳源选择
目前大多数污水脱氮工艺的研究中都是采用低分子有机物类(如甲醇、乙醇、乙酸)和糖类物质(如葡萄糖、蔗糖)作为液体碳源。
甲醇是应用和研究最为广泛的反硝化碳源。甲醇作为基质时本身不含有营养物质(如氮、磷),PH显中性,可减少对污水中微生物的影响,同时甲醇能够被完全氧化,分解后的产物为CO2和HO2,不留任何难降解的中间产物,其去除硝酸盐的最佳碳氮比较低,且反应较快、产泥量较低,因此作为外加碳源比葡萄糖和其他的一些液态有有机物更为常用,很多国内外专家研究了不同碳源物质对污染饮用水脱氮过程的影响。试验结果表明,进水硝酸盐质量浓度为240~1300mg/L条件下,以甲醇为碳源时.氮去除率为95%~97%.以乙醇为碳源时.氮的去除率为88%~92%;以甲醇为外加碳源可显著提高固定化反硝化菌的反硝化效率。还有专家分别以甲醇、乙醇、葡萄糖为外加碳源,研究了SBR工艺处理肉类加工废水的脱氮效果.结果发现以甲醇为外加碳源时脱氮效果最好.工艺最终出水的COD和氨氮浓度最低。
3、市场前景
在国家颁布的“十二五计划”在环保方面将进一步加大投资,重点项目中就包括城镇污水处理。在“十二五”期间,全国重点流域城市,县污水厂要求达到一级B标准,重点流域省会城市及重点地市的污水处理厂要求达到一级A标准,排入封闭式水域及对近岸海域水质有直接影响的地区污水处理厂应选用具有强化除磷脱氮功能的处理工艺。
二、污水处理系统中甲醇投加量的探讨
在缺氧反硝化阶段,污水中的硝态氮(NO3-N)在反硝化菌的作用下,被还原为氮气(N2)。反硝化过程中,硝酸盐(NO3-N)为电子受体,有机物(碳源)为电子供体,当采用甲醇(CH3-OH)为碳源时,反硝化细胞合成的反应式为:
NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO30.06C5H7NO2+0.47N2+1.68H2O+CO2+OH
根据反应式可知,每去除1mg/LNO3-N所需要甲醇量是2.47g,在实际工程中,投加的甲醇量应适当加大,因为带入缺氧区的溶解氧会消耗掉一些甲醇,同时反硝化进水中仍有剩余的BOD5.美国环保局建议工程实践中典型投加剂量为1mg/LNO3-N加入3mg/L甲醇,可达到完全硝化,即95%的硝态氮转换为氮气。
三、甲醇投加方式探讨
1、投加工艺探讨
现在的一般工艺都是甲醇罐埋地安装,而加药泵安装在地面上的泵房或者安装于储罐之上,这样,对计量泵的吸程要求就很高,一般的计量泵很难达到,选用外国进口的专用特殊泵(如普罗名特Vario计量泵,米顿罗专用甲醇投加电动隔膜计量泵),成本上提高了,运行也不稳定,储罐到泵的管路也不好检查维修。而现在一些文献,很多专家研究出了一种储罐和泵房都埋地的工艺,如下图
此种工艺不但解决了大部分计量泵吸程不足的问题,也利于管理,由于都属于埋地,危险系数降低了,发生意外不会影响到污水厂其他的建筑物,泵房也无需再做保温,使整个系统能够稳定,安全的运行,日常的维护,检修也比较方便。
目前使用最多的甲醇投加工艺有卧式填埋甲醇投加和立式内浮顶投加,由于甲醇易燃、易爆,容易挥发,而且有强烈的毒性,所以要合理设计甲醇投加系统,下图为卧式填埋甲醇投加系统图:
一般甲醇投加主要由储罐,投加系统组成,储罐上一般有进药口,液位计,安全阀,阻火器(目前市面上有卖安全阻火器,集安全阀与阻火器于一体的装置),人孔(太平洋系统只设一个人孔,而石油化工标准中石油储罐设两个人孔)。投加系统主要就是计量泵及其附件,标定系统,稀释系统等。
上述两种工艺投加甲醇溶液时,都应用计量泵,这样在计量泵的选型及防护上,我们必须考虑其安全防爆型。而最近有另一种投加系统则更环保、更安全。
甲醇投加及稀释系统:本系统选用进口品牌的水力比例驱动泵进行甲醇的计量投加。该泵无需用电,属于本质安全设备,它以水作为动力,将甲醇从储罐内抽出并与动力水按精确的比例混合,为非易燃易爆流体,可以使用常规管路。甲醇的抽出量与动力水流量成正比,不受水的压力波动影响。该泵同时完成甲醇抽取与在线稀释及的功能。甲醇与水的混合液为非易燃易爆流体,可以使用常规管路输送。
2、甲醇储罐的设计探讨
甲醇储罐应按照预留用地的大小,并结合一定的储备来配置,一般工程按照7天的甲醇储存量来设计,并采用卧式地下填埋安装。
根据《建筑设计防火规范》(GB50016—2006),投加泵房和甲醇储罐应分体设计,并保持一定的防火间距。由于甲醇按防火类属于甲类液体,规范中要求埋地式储罐与其泵房之间的防火间距不应该小于15m,且防火间距与罐容有关。同时根据规范要求,两排卧式储罐之间的防火距离不应小于3m。
甲醇储罐的设计要求甲醇从顶部进入储罐,进料管应伸至罐底部,距低不大于100mm,以减少静电的产生。可通过快速接头,从槽车上经管道直接卸到储罐里。
甲醇储罐的壁厚应考虑其压力承受,一般地下填埋式储罐规定壁厚要大于或等于8mm。
甲醇储罐的防腐须在制造完成并经压力试验合格后进行,采用罐体材质为Q245R或Q235A,对于卧式地下填埋储罐,内外作喷砂除锈,除锈等级为Sa2级。外壁防腐为底漆-面漆-玻璃布-面漆-玻璃布-面漆-玻璃布-两层漆,总厚度大于或等于0.6mm。
甲醇储罐应设有防爆型液位指示装置,并有高低液位报警。
3、泵房设计要点
由于甲醇的火灾危险性,甲醇投加泵房与厂区道路应设置一定的防火间距,如与厂区主要道路路边的防火间距为10m,与厂区次要道路路边的防火间距为5m,与其他建筑物的防火间距根据建筑物的性质及耐火等级考虑,如甲醇投加泵房与其他甲类厂房的防火间距为12m,与厂区民用建筑的防火间距为25m。
投加泵房间内应该装有消防喷淋系统,包括水喷头、传动装置、喷水管网、雨淋阀等。投加泵房还应设灭火系统,常用的灭火剂为二氧化碳灭火器,干粉灭火剂等。
4、甲醇投加安全注意事项
甲醇为甲类火灾危险性可燃液体,危险等级为中级,罐区内建筑物(配电室、控制室、管夹等)的耐火等级应按二级考虑,所用建筑材料应为非燃烧体。
甲醇储罐与加药泵房附近严禁火源,应有明显的防火防爆警示牌,严格执行动火制度。设备和管路应根据甲醇的火灾危险性和操作条件,设置相应的仪表,报警讯号,自动连锁保护系统或紧急停车措施。通风管处,人孔,法兰,阀门,机泵的密封垫等易泄漏部位通常应设置固定式甲醇气体检测报警器,以随时监测泄露情况,漏气时必须迅速消除。当甲醇蒸气在空气中浓度达其爆炸下限的20%-25%(1.5%)时,声光信号报警,提示尽快排险,当浓度达爆炸下限的40%—50%(3%)时,报警并同时与消防水泵、喷淋冷却水、固定灭火系统等联锁并投入动作。
《红楼梦》,兼备历史图景的描摹,思想精神的深刻,宽广,人物形象的典型塑造。《红楼梦》其中主要的,次要的,闪过即逝的人物不下千百,但却反而不杂,亦决非一般小说中千人一面,多而不乱,每个人人物的性格,言语,行为乃至诗词歌赋皆有其个性。
独领悟《红楼梦》中的一个人。
她并非葬花独吟“质本洁来还洁去,强于污淖陷渠沟”的林黛玉,又非冷香袭人空诵“好风频借力,送我上青云”的薜宝钗。
她兼有宝钗停机之德,黛玉咏絮之才,熙凤理家之能。
她的名字,便是贾探春。
探春是一个自主,独立,敢说敢为德女子。
黛玉初见探春时,以二十八字描摹其神貌:“削肩细腰,长挑身材,鸭蛋脸面,俊眼修眉,顾盼神飞,文采精华,见之忘俗。”“削肩”二字想是从曹植《洛神赋》中“肩若削成”四字化来,可见探春容貌之美丽脱俗。“文采精华”四字,既勾勒出一个气质超凡的女子形象,有暗隐探春之文才。
由探春发起成立了海棠诗社(后改名桃花诗社)。诗社诸人各有雅号,如黛玉的“潇湘妃子”。宝钗的“蘅芜君”。探春为自己取得雅号是“蕉下客”,她说自己最爱芭蕉。“蕉下客”,别致超然,足见心境。
探春的诗歌不似宝钗的自写身份,暗含讽刺,温雅沉着。以品行为先才技为末;亦不似黛玉的风流别致,逸才仙品,超凡脱俗,读来口齿盈香。
她的诗格调更高,更为超脱。探春真是如此,任凭别人如何说如何看,她只做自己认为对的事情,纵然无人理解无人支持,她仍会坚持走自己的路,一直走下去。
探春也是一个有管理才干的女子,于熙凤不分伯仲,径较熙风更沉静些。毕竟她是个大家小姐。
探春理家之时,面对府中各个利益集团各种积蓄已久的矛盾冲突的一次次大爆发,她克服了诸多困难,兴利除宿弊,充分发挥了自己的才能,亦是万里挑一的英雄。她曾说:“我但凡是个男人。可以出得去,我必早走了,立了一番事业,到时自有我一番道理。”可见她虽是女子,却志存高远,远胜于男子。有一条批说,若探春不远嫁,那么贾府遭遇灭顶之灾时,她并能使贾家子孙不致离散。这等本领,恐为钗,凤等所不及吧!
“寿怡红群芳开夜宴”,探春掣着杏花之签,瑶池仙品。诗云日边红杏倚云栽。注中:得此签者,必得贵婿。伏后文中探春远嫁。然探春远嫁何方?其夫当真“贵婿”哉?依众人笑言“我们家已有了个王妃。难道你也是王妃不成”一句猜测,探春今后的身份可能是王妃。那么是哪个王妃呢?她的未来,究竟如何?怅然的是,曹翁以逝,红楼以残……
《红楼梦》一书,宝,黛之情极为突出。然而,探春的爱情,只字未提。探春。作为一个曹翁极为珍爱的艺术角色,为什么在她整个生命旅程中,没有爱情的芬芳呢?也许曹翁太珍爱这个几近完美的角色,以至难以找到一个相当的男子来匹配罢!有或许,如探春这般女子,人生之重心并不在此,且心比天高,又极为有才,难寻知音。
探春在《金陵十二钗正册》中位列第四,仅次于钗黛及对贾府兴衰起到极端键作用的贾元春。关于探春的册页,画得是两人放风筝,一片大海,一只大船,船中有一女子掩面泣涕。诗云才自精明志自高,生于末世运偏消。
词曲.探春词
一帆风雨路三千,
把骨肉家园齐来抛闪.
恐哭损残年,
告爹娘,
休把儿悬念.
自古穷通皆有定,
离合岂无缘?
从今分两地,
各自保平安.
奴去也,
莫牵连
她就像断了线的风筝,飘飘摇摇,独在异乡,举目无亲,空叹“春恨秋悲皆自惹,花容月貌为谁妍”。
凤姐满心惭愧,但她素性要强护短,听探春如此说,便道:“现如今外头称专家的遍地都是,依你说都是支架子说大话诳人骗人的?”探春道:“理财专家就像咱们的状元、举人,那是十年寒窗读出来的,还有专门的考试要参加呢。像那些个什么CFP、CFA,CPA考试,可不是一朝一夕之功。”凤姐讶然失色道:“这些考试,当真我们是搞不明白的,可是这一心只读理财书,恐怕也不是实战之道吧?”
探春又道:“还要亲自上阵才行啊。还有更厉害的呢。俗话说牡丹虽好,全仗绿叶扶持,理财专家要担得起专家的名儿,还亏了他们背后有研究团队辛苦出力。上至国家的宏观经济,再到各行各业的起起伏伏,下至每个上市公司、每只债券的情况,政策的变化,利息的高低,资金的进出,都得通过上万份境内外优秀证券研究机构的报告、对重点上市公司的实地调研和各种投资分析软件工具来判断……”
凤姐啧啧叹道:“但理财专家既是如此了得,想必不是寻常人家请得起的罢?”探春笑道,“其实容易得紧。像是基金、银行理财产品、券商理财产品那些个,只要花个千把元万把元,你的待遇也和大户无异。你不用再日日钻研财经资讯或者打听各类消息,那些个投资理财专家自然会帮你打理钱财,替你选最有潜质的股票作投资;连证券买卖那些繁琐的投资手续,也都由基金公司、银行及券商的专人打点。而为获得统共这些服务,比如基金,你付给基金公司的只是每年15元的管理费而已。”
平儿在旁提醒道:“这会子想法子填窟窿才是正经,怎么倒拉扯上这起没要紧的事来?”凤姐又着忙起来,急得跺脚道:“可不是这话! 府里上上下下都等着发月例呢!”探春道:“眼下无计可施。不如和老太太趁势说明,论理府里也该改改了。就这样没个成算,任意开销,必至后手不接。索性挑明,大家痛下决心,说不定倒兢兢业业地治起家来。”凤姐仔细一想,真正无可奈何,只得低头不语。
话说探春自去米国哈佛大学深造,心无旁骛,用心读书,四年光阴一晃而过,终于考出了理财规划师、金融分析师等等各色证书。待毕业典礼一结束,她便忙忙地打点行装,买了机票,启程回家。
这日探春正在纽约机场等着转机,忽见一人迎面过来,口内说:“天底下竟有这样巧的事!”探春仔细一瞅,此人却是金陵古董店的总经理冷子兴,经常四处走动,因探春曾到其店里欣赏古玩而相识。探春听得他刚从国内出来,忙问:“冷老板可知我家里近况如何?”
冷子兴叹道:“贵府老太太嫌弃我在外头说贾家的坏话,早不让我登门了呢。我哪里知道贵府的事呢?”探春笑道:“你别诳我了。你是京城里有名的消息灵通人士,还有你不知的事么?”冷子兴笑道:“现如今,贵府起了翻天覆地的变化,京城里可是一桩大新闻呢,路人皆知,更何况我?如今你那些姐妹们,可都出息了呢。先说你琏二嫂子,成立了一家‘大观园旅游发展股份有限公司’,把个大观园开发成了京城最有名的旅游景点,她自己也成了京城里数一数二的女强人,还上了《名人》杂志的封面呢。”说着,冷子兴从公文包里抽出一本杂志。果然,封面上的王熙凤粉面含春、含威不露,正对着探春微笑呢。探春道:“凤姐姐原就是脂粉队里的英雄,这也不稀奇。那其他人呢?”冷子兴又道:“府上还出了几位名人呢。林黛玉现下是炙手可热的网络美女作家,一本《葬花诗集》卖到脱销,博客点击率也都超过千万了!”探春听了,纳罕道:“林妹妹的博客为什么如此受欢迎?”冷子兴笑道:“大家都关心她和宝玉到底怎样发展啊。还有一位是你想不到的,就是你四妹惜春,如今也是小有名气的少女画家了。她的那幅‘大观园的回忆’被很多画廊看中,争着购买,大观园也因此而名气倍增呢。还有薛宝钗和史湘云,她们如今可都是‘白骨精’一流的人物。”探春诧异道:“这是什么称谓?”冷子兴笑道:“白领身份、公司骨干、社会精英是也!”探春也笑道:“看来姐姐妹妹们全都站起来了,可喜可贺。只是二哥哥呢?”冷子兴叹道:“宝玉旧脾气不改,还是爱在姐妹堆里混,对自己的工作三天打鱼两天晒网,没个常性。”探春听了,不禁皱眉。
冷子兴又道:“三小姐此番游学海外,可有什么感受?”探春道:“我最大的体会是留学期间也要学会理财。我一方面想法子节流,比如到旧货市场采购衣服,在离学校比较远但交通方便的地方租房等等;另一方面,则是在开源上动足脑筋,我从第二学期就开始寻找各种机会打工了,后面几年的学费准备金也买了货币市场基金,回国前,我甚至还用盈余在美国股市上博了一把。留学理财不仅可以让我过得宽裕些,更要紧的是,锻炼了我规划人生的能力。”冷子兴笑道:“三小姐说得极是。现如今,自费留学的每年超过10万人,留学生在国外怎么省钱、怎么赚钱,大有一番讲究呢。”又道:“三小姐如今可是理财高手,回国后可要大展拳脚了。”两人又叙了一会,遂各自作别而去。
未知后事,下回分解。