METSIM在亚熔盐铬盐清洁生产工艺流程设计中的应用_吕页清.pdfVIP

第 13 卷第 1 期 过 程 工 程 学 报 Vol.13 No.1 2013 年 2 月 The Chinese Journal of Process Engineering Feb. 2013 METSIM 在亚熔盐铬盐清洁生产工艺流程设计中的应用 1,2,3 2 2 2 2 吕页清 ， 郑诗礼 ， 王少娜 ， 杜 浩 ， 张 懿 (1. 天津大学化工学院，天津 300072 ；2. 中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室，北京 100190 ； 3. 精馏技术国家工程研究中心，天津 300072) 摘 要：针对亚熔盐铬盐清洁生产工艺能耗大、热利用率低的问题及工艺放大的需求，采用 METSIM 软件对此工艺 进行了物料和能量衡算，得到了各股物流的详细信息，为工艺放大提供参考；采用夹点技术进行换热网络优化，优化 后的热交换网络可使热公用工程及冷公用工程用量分别减少 31.5%和 31.7%，总热利用率提高 11.0%. 关键词：亚熔盐；铬盐工艺；METSIM ；流程模拟；夹点技术；换热网络 中图分类号：TQ135.1 文献标识码：A 文章编号：1009−606X(2013)01−0099−06 1 前 言 用在石油化工领域，虽然有些已应用于湿法冶金领域， 但只能模拟一些简单操作单元，且其数据库中缺乏矿物 铬盐是重要的基础工业原料，目前铬盐生产主流工 湿法冶金过程的基础数据，限制了在冶金领域的应用. 艺为有钙焙烧工艺，但该工艺铬回收率低(80%)，且生 而冶金流程模拟软件由于发展较晚，目前较成熟的软件 产 1 t 铬盐会产生 2.5∼3 t 含铬废渣，环境污染严重. 随 [8] [9] 主要有 METSIM , SysCAD 及 IDEAS 等 . METSIM 最 着各国对环境问题的日益重视和全球矿产资源的日益 初起源于一个冶金工艺的模拟程序，经过十几年的发展 枯竭，迫切需要清洁生产工艺[1]. 中国科学院过程工程 完善，现已成功应用于很多冶金领域的流程模拟. 研究所基于源头消减废弃物的思想，开发了原创性的亚 Hernandez 等[10]采用METSIM 软件对从溶液中提取 熔盐铬盐清洁生产工艺，大幅度提高了铬回收率 砷进行了工艺设计，通过对该工艺过程建立模型，并改 (95%)，铬渣排放量降至传统工艺的 1/5，铬渣中铁富 变蒸发率，得到了不同的物料衡算和能量衡算结果，最 集，可用作脱硫剂. 亚熔盐铬盐清洁生产工艺已完成了 终得到了工艺所需的操作参数. 万吨级工业示范验证，正在进行 3 万 t 产业化放大，并 Pimporn 等[11]采用 METSIM 软件对火法冶金过程− 于 2012 年被国家工信部、财政部列为铬盐生产的替代 铜生产工艺中熔炼反应器的性能进行了分析，通过改变 工艺，应用前景广阔. 铜精矿、氧气及硅的进料比例，得到了铜在反应产品及 亚熔盐铬盐清洁生产工艺为湿法冶金过程，反应体