制氢装置TP水回收工艺技术研究开发验收报告2000..doc

文献概述 1.1 前言 近几十年来，随着现代化的工业特别是有机化工、石油化工、医药、杀虫剂以及除草剂等生产工业的迅速发展，有机化合物的产量和种类与日俱增，目前已知的化合物约有700万种，且每年以成百上千的速度在增加。这导致天然水体中污染物的种类急剧增加。在进入水体的品种繁多的化合物中，有机物在数量上占绝对优势。而且含有有机污染物的工业废水的排放量逐年增加，这些有机物只有少部分在自然环境中自行降解，大部分是难降解的物质，对生态环境和人体健康有很大程度的危害。据有关报道，全世界每年排放工业废水和污水约4260吨，大部分没有净化处理和重复利用，直接排放到江河湖泊和近海海洋中[1]。现在应用色谱—质谱（GC—MS）分析技术检测到原水中有2221种有机物，约有756种存在于饮用水中，其中有20种致癌物，23种可疑致癌物，18种促癌物，56种致突变物[2]。这些有机物中不少对人体有急性或慢性、直接或间接的致毒作用，有的可能积累在组织内部，改变细胞的DNA结构，对人体组织产生致癌变，致畸变和突变作用。流行病学调查表明，某些癌症的发病率与饮水的质量间存在着相关性，一般认为饮用水中致癌的危险性可能是来自具有协同相加或抑制效应的多种物质。 在世界范围的环境质量普遍下降的同时，处在工业化和城镇快速发展时期的中国，水环境形势十分严峻。一方面，我国是一个水资源贫乏的国家，水资源危机日益严重,城市化的发展和人口密集更加重了这一矛盾。根据联合国可持续发展委员会1997年对世界153个国家和地区水资源的统计，我国年径流总量约2.62万亿m3，居世界第六位，但人均径流量仅为2400m3,居世界第110位，约为世界人均水平的1/4.5，属世界上13个贫水国家之一[3]。另一方面，随着工业的发展我国的水体污染问题日趋严重。1997年的统计表明，我国的年总排污量为353亿m3，合CODMn约760万吨，而处理率仅为23.6%。对全国131条流经城市的河流水质按“地面水环境质量标准”进行水质评价的统计结果表明，严重污染的有26条，重污染的11条，中度污染的28条。其中符合I类水体标准的9条，符合II类水体标准的4条，符合III类水体标准的46条，属IV、V类水体标准的72条占54.96%，部分河段所受的污染尤为严重[4]。近年来，虽然我国在水污染防治方面做了大量的工作，但是不少江河、湖泊和水库的水质仍呈恶化趋势。水源污染、生态环境破坏已严重地制约经济发展，威胁人民健康。 废水处理的基本任务，实际上就是采用各种手段和技术，将废水中的污染物分离出来，或将其转化为无害的物质，从而使废水得到净化。 工业废水的种类繁多，不同企业的废水的性质与成分差异很大，甚至对于同一类企业，也因原料、生产工艺等条件不同而异，对于不同的废水，其处理方法也不同。扬子石油化工公司芳烃厂联合装置制氢单元以Ni/Al2O3为转化催化剂，高温下进行轻油裂解制氢。为了加速轻油裂解过程中产生的甲烷的转化和CO的变换，需要加入大量的水蒸气，这些水蒸气经过冷凝和分离即生成所谓TP水。装置满负荷生产生成TP水量为每小时51.62吨。这种水中含有无机离子，同时含有相当量的有机物，例如甲醇、甲醛、甲酸等，虽经空气气提装置吹脱处理，但作为软水补给锅炉用水仍引起离子交换树脂的交换容量的降低，并引起炉水质量下降。该装置从开车至今对TP水脱气塔采取了一些技改措施，如增加SL、SM汽提和TP水中注TP水进行现场排放，不但造成环境污染，同时，也增加了装置的能耗。,进而解决实际问题。因此我们确定本项目研究的方案为，对汽提塔进行模拟计算，以期降低TP水中有机物的浓度。以甲醇为氧化降解的目标物质，研究化学氧化和各种高级氧化技术降解有机物的反应装置、反应条件、反应机理，以确定合适的氧化工艺条件，为TP水处理的工程化提供依据。TP水是一种含有机物浓度极低的工业废水，各种处理方法可以归纳为：物理处理法、化学处理法、生物处理法三类；近年来，高级氧化技术以其操作简单，反应选择性低，氧化废水中有机物彻底高效等特点越来越受到人们的重视，已发展为第四类水处理技术。本课题旨在通过高级氧化过程对水中的有机物进行分析处理，得出高级氧化过程的氧化反应规律,进而提出TP水处理工艺及工艺参数。 1.2 物理处理法 1.2.1 汽提、空气吹脱法 空气吹脱法原理和工艺简单，能耗少，简单易行，可以对水中沸点较低而挥发性高的有机物如醇、醚等进行有效的去除[4]。但空气吹脱法仅局限于去除水中易挥发的有机物，不适于挥发性不高的有机物的去除。含甲醇的废水可以用空气在填料塔中进行吹脱处理，吹脱气中的甲醇可用焚烧法处理去除之[5]。废水中的甲醇在75℃经汽提后，其去除率为95%[5]。用此法进行TP水的处理，可以有效去除甲醛、甲醇，因此可以作为TP水的预处理。 1