煤气酚水预蒸焚燃工艺技术研究

【摘要】： 煤气发生站都会产生大量的有毒煤气酚水,酚水毒性极大,如果直接排放将造成严重的环境污染。本文在调研煤气酚水处理技术现状的基础上,首先结合目前固定床煤气站的工艺设备特点,提出了预蒸焚燃工艺,然后对预蒸焚燃工艺进行了探讨和可行性分析,通过实验室的酚水蒸发试验得到酚水的蒸发特性,在此基础上,对酚水蒸发器进行选型、计算和设计,随后对酚类物质的焚烧特性进行全面的理论和试验研究,为能彻底处理煤气酚水提供了强有力的支持。 研究结果表明:预蒸焚燃工艺利用煤气炉下段煤气显热强制蒸发酚水技术与含酚蒸汽回注焚燃技术相结合,不仅达到治理含酚污水的目的,而且在不增加单元设备的同时把下段煤气显热充分利用,提高了煤气炉的整体热效率,实现节能减排的目的,为企业创造出巨大的经济效益、环保效益和社会效益;对酚水蒸发试验分析可见,煤气酚水的蒸发特性和煤气酚水的温度、焦油、盐分、浓度和灰分等因素有关,其中焦油对蒸发的稳定性影响较大;根据高温煤气性质和煤气酚水蒸发特性选择了一种适合煤气站煤气酚水蒸发的设备——盘管式直流蒸发器;本文从理论和试验角度对酚类物质彻底焚烧进行了研究和分析,850～900℃是酚类物质的分解温度,煤气炉燃烧层温度稳定在1250℃左右时,酚类物质可以完全分解,并且在通过300mm的燃烧层时可以充分反应;在理论和试验的基础上,在某工厂进行了初步试验,运行一个周期282天,安全稳定,酚水蒸发器高效节能,未发现管道和设备中焦油和灰分严重堵塞现象,证明预蒸焚燃工艺和酚水蒸发器结构是完全可行的。 【关键词】：煤气 酚水 蒸发 焚烧 节能减排
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 课题意义10-12
• 1.2 酚水处理方法12-17
• 1.2.1 生化法12-13
• 1.2.2 物理法13-14
• 1.2.3 化学法14-17
• 1.2.4 新技术展望17
• 1.3 研究内容及方法17-19
• 1.3.1 研究内容17-18
• 1.3.2 研究方法18-19
• 第二章 酚水预蒸焚燃处理工艺19-32
• 2.1 固定床两段炉的基本构造19-20
• 2.2 块煤气化工艺过程20-25
• 2.2.1 两段式煤气发生站水冷工艺24
• 2.2.2 两段式煤气发生站风冷工艺24-25
• 2.3 酚水预蒸焚燃工艺25-29
• 2.3.1 传统酚水蒸发焚燃工艺25-27
• 2.3.2 酚水预蒸焚燃工艺27-28
• 2.3.3 酚水预蒸焚燃工艺特点28
• 2.3.4 酚水预蒸焚燃工艺分析28-29
• 2.4 酚水预蒸焚燃工艺可行性研究29-32
• 2.4.1 热化学分析29-30
• 2.4.2 热量衡算分析30-31
• 2.4.3 经济效益分析31
• 2.4.4 综合评价31-32
• 第三章 酚水蒸发试验研究32-45
• 3.1 酚水废液成分32-33
• 3.2 酚水废液特性33-34
• 3.3 蒸发的热力学分析34-36
• 3.4 蒸发的动力学分析36-37
• 3.5 蒸发试验目的及试验装置37-38
• 3.5.1 蒸发试验目的37
• 3.5.2 蒸发试验装置37-38
• 3.6 酚水蒸发实验内容38
• 3.7 蒸发实验结果及分析38-45
• 3.7.1 苯酚初始浓度对蒸发特性的影响38-40
• 3.7.2 氯化钠和焦油初始浓度对蒸发特性的影响40-43
• 3.7.3 温度对蒸发特性的影响43-45
• 第四章 酚水蒸发器设计45-60
• 4.1 蒸发器的选型45-47
• 4.1.1 蒸发器选型因素45
• 4.1.2 蒸发器选型原则45-46
• 4.1.3 蒸发器选型方案46-47
• 4.2 盘管式直流蒸发器的特点47-48
• 4.3 盘管式直流蒸发器的结构设计48-49
• 4.4 盘管式直流蒸发器热力学分析49-53
• 4.4.1 各区段传热温差51-52
• 4.4.2 各区段传热系数52-53
• 4.5 盘管式直流蒸发器阻力分析53-55
• 4.5.1 一回路阻力53-54
• 4.5.2 二回路阻力54-55
• 4.6 设计方法程序实现55-60
• 4.6.1 程序界面56-57
• 4.6.2 计算示例57-60
• 第五章 酚水焚燃过程研究60-78
• 5.1 燃烧的基本原理60-62
• 5.2 燃烧反应的物理化学基础62-65
• 5.3 燃烧反应的热力学分析65-71
• 5.3.1 反应1 C+O_2=CO_267-68
• 5.3.2 反应2 2C+O_2=2CO68
• 5.3.3 反应3 2CO+O_2=2CO_268-69
• 5.3.4 反应4 C+CO_2=2CO69-71
• 5.4 燃烧反应的化学动力学分析71-76
• 5.4.1 燃烧反应基本模型71-72
• 5.4.2 燃烧反应速度72-75
• 5.4.3 苯酚燃烧反应速度75-76
• 5.5 酚水焚燃后炉内传热与传质变化76-78
• 第六章 焚燃试验及工业试验78-87
• 6.1 焚燃试验目的及试验装置78-79
• 6.1.1 焚燃试验目的78
• 6.1.2 焚燃试验装置78-79
• 6.2 焚燃试验方法及内容79-80
• 6.3 焚燃试验结果及分析80-83
• 6.3.1 不同温度下的分解试验80-81
• 6.3.2 不同苯酚浓度下的试验81-82
• 6.3.3 工业酚水焚烧试验82-83
• 6.4 工业试验83-87
• 6.4.1 工业试验方案83-84
• 6.4.2 工艺流程84
• 6.4.3 工业试验84-86
• 6.4.4 工业试验的结论和问题86-87
• 结论87-89
• 1 全文总结87-88
• 2 不足和展望88-89
• 参考文献89-92
• 附录92-94
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果94-95
• 致谢95

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