DMF回收的原理 文档.docx

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合成革业 DMF 蒸馏回收系统中废水废渣的产生与排放研究 发布时间:2015 年 12 月 13 日 来源:印染在线 发表评论 在 PU(聚氨酯树脂)合成革行业中,DMF(二甲基甲酰胺)蒸馏回收系统具有举足轻重的地位,一方面解决了合成革湿法工艺含DMF 废水因排放造成的环境污染问题;一方面又可以通过回收高纯度的 DMF(纯度%)给企业带来可观的经济效益。但是从另一方面来看, DMF 蒸馏回收系统在使用操作过程中本身所产生的废水、废渣等环境问题,长期以来却没有得到环保部门足够的了解与重视,本文试就DMF 蒸馏回收系统的工作原理及流程,废水与废渣的产生与排放等情况作简要的介绍与粗浅的分析。 一、工作原理及流程工作原理 在合成革行业,DMF 蒸馏回收系统工作原理主要是利用DMF 回收废液中各成分(主要是水与 DMF)的沸点也即挥发性的不同(常压下DMF 沸点℃、水 100℃),通过控制系统各个操作过程的温度,形成气液分离,将水及其他杂质逐一从DMF 回收废液中分离出来, 从而达到提纯回收 DMF 的目的。在实际操作过程中,一般要使系统处于真空负压状态下, 控制一定的温度,通过不断的加热与冷凝,完成多次热交换过程,根据沸点不同,使各成 分在一定温度控制下完成由液相到气相,再由气相到液相的热交换分离过程,从而实现提 纯 DMF 的目的。 系统主要构成 在现今合成革行业中,双塔式 DMF 蒸馏回收系统以其较高的回收效率(每小时一般可回收8~10 吨废水),被合成革企业所普遍采用(温州合成革企业一般均采用该回收方式)。该系统主要构成有:(1)脱水塔(高度稍矮于精馏塔),主要作用是浓缩回收的DMF 废液,将部分水分离出来;(2)精馏塔,主要作用是通过多级蒸馏使分离更完全,实现提纯DMF 的目的;(3)蒸发器,主要作用是进行热交换,初步提纯DMF;(4)再沸器,一般有两个,分别用于加热脱水塔和精馏塔;(5)冷凝器,完成热交换,分离回收DMF 和 水;(6)脱酸和脱胺装置,主要作用是去除DMF 受热分解产生的甲酸和二甲胺等杂质; (7)真空泵等。工作流程 在合成革行业中,虽然 DMF 蒸馏回收系统的产地与出处不尽相同(国内一般以烟台和石家庄两地产为主),但其设计原理与工作流程却基本相似。一般首先是废水的排放收集过 程,在 PU 合成革湿法生产过程中,一般 DMF 溶剂要占聚氨酯树脂浆料总用量的70%以上,为了使浆料中树脂等成分在基布上形成凝固,需要通过水洗,将浆料中DMF 溶剂置换出来,当生产线凝固槽废水中的 DMF 浓度达到一定值时(视生产工艺和产品要求不同,一般在 15%~20%间),为不影响树脂的凝固性(废水中DMF 浓度越高,树脂凝固性越 差),保证产品质量,必须将该浓度的废水排放,一般首先用储罐收集,然后再进入DMF 蒸馏回收系统进行处理。接着第二步就是废水的处理过程,首先废水进入系统脱水塔,通 过再沸器加热,控制温度在 100℃以上,使液体沸腾,将部分水蒸发分离出来,经塔顶排入系统蒸发器中,达到浓缩 DMF 的目的;其次浓缩的 DMF(粗 DMF)也进入蒸发器中, 并在蒸发器内与分离出来的水(蒸汽)形成热交换,预热后的粗DMF 经旋风分离处理后, 再进入精馏塔中,水则一部分由系统向外排放,一部分继续回流至脱水塔以控制塔顶温 度,保持系统平衡,同时有部分残渣产生;最后通过再沸器加热精馏塔,一般控制温度在120℃以上,对粗 DMF 进行精馏(多级蒸馏)提纯,将水及其他杂质分离出来,水与DMF 分别经冷凝后以液态形式排放,其他杂质则以蒸馏残渣形式排放。 最后第三步是 DMF 的回收过程,经蒸馏提纯后的 DMF(纯度%)经罐装收集,但同时, 蒸馏产生的副产物-含微量 DMF 的塔顶蒸馏冷凝水,蒸馏残渣,DMF 分解物甲酸和二甲胺等也同时被排放出来。 二、废水的产生与排放 塔顶蒸馏冷凝水的产生与排放 在 DMF 蒸馏回收过程中,最主要的处理是进行脱水,在PU 合成革湿法工艺产生的废水中,其 DMF 含量一般在 15%~20%,而水的含量会在 80%左右。 DMF 的脱水过程主要在蒸馏回收系统的脱水塔和精馏塔中完成,如前所述,通过控制温度,将沸点低的水从DMF 中蒸馏出来,期间有微量(%~%)DMF 也同时挥发出来,并溶于水中,在整个脱水过程中,大约有 30%的水是由系统脱水塔完成,而约70%的水是由系统精馏塔完成的。如果D MF 蒸馏回收系统的工作能力以每小时处理8 吨废水为例,通过估算,系统每小时可排放6~7 吨蒸馏冷凝水,经温州市环境监测中心站对该水水质的监测分析(参见温州长江合成革有限公司竣工验收监测分析报告),其 COD(化学需氧量)均值为×103mg/L,而 DMF 浓度均值为×103mg

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