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探讨精馏节能技术在有机废水处理中的应用
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摘要:化工精馏技术是化工生产中最为常用的一种技术,主要是利用蒸馏釜,将不同性质物料进行分化,进而实现了各类物料的分离。精馏技术在化工领域经常使用,其利用回流与蒸发等方式将液体分离,大部分化工品都必须通过这个环节。对精馏技术进行改善,使精馏技术更加节能,可以节省更多资源。本文通过对高效节能精馏技术的应用开发进行分析,然后对该项技术的发展前景进行解析,提出合理化建议。
关键词:化工精馏;节能技术;研究
引言
在具体的化工精馏过程中,由于其基本上是在蒸馏釜中完成的,并且在蒸馏的过程中,会产生大量的热量,受到热量的作用和影响,不同性质的物质均会产生一定的导热性,进而使得物料在汽化组分的基础上,进一步完善物料分离。
1精馏技术应用的基本原理
蒸馏操作的主要原理是按照反应物所具备的不同物理性质来实现无聊的分配。一般状况下,专业的蒸馏操作大多在蒸馏塔内进行。接受汽化之后的物料,大多位于不同性质的搭板之上,利用底部蒸汽的热能传递作用,从而发生传质反应。最后,搭板上的汽化物料因为自身质量的区别而产生分离。剩下的汽化物料,能够在固定温度范围内通过蒸发而到达塔顶,再经由塔顶的冷凝水对其进行冷凝回收。一般的蒸馏工艺,位于塔顶的热量消耗量很大,这也是其能耗高的关键原因,而使用精馏技术,可以把这一部分的热量合理回收使用,有效降低能源消耗,提高了能源的使用效率,进而实现节能减排的目标,获得更多的经济效益。
2化工精馏高效节能技术开发
化工精馏高效节能技术开发主要是从以下方面进行探讨。首先是分级换热节能传统的化工精馏过程中,蒸馏釜均是采用底部加热的方式进行。这种加热方式常常需要较长时间的加热才能使得蒸馏釜内部温度达到要求。同时,在这种底部加热的情况下,极容易导致蒸馏釜中出现中部和顶部温度低、底部温度高的现象。而在化工精馏高效节能技术开发的过程中,可对这一传统的加热技术进行创新。充分利用分级换热节能技术,在蒸馏釜的中部安装多个换热器。在这种新的模式下,一旦蒸馏釜中出现了温度差异,就可以充分利用中部安装的加热器对中部进行加热,避免了传统模式下蒸馏釜内温度差异过大而导致的热量散失,进而减少了蒸馏釜底部的加热时间,降低了能源消耗。另一方面,在新技术的应用下,在进行化工精馏的过程中,无需使用大量的冷凝剂,并提高了热量的利用率,达到节能的效果。其次是提升精馏效率在进行化工精馏的过程中,为了最大限度减少热量的浪费,必须提升精馏效率,力求在短时间内,对多种物质进行快速分析,进而达到节约能源的效果。首先,投入质量较高的精馏设备,尤其是加强物质填充和分离设备,必须要选择效率较高的设备,以减少物料分离过程中所需要的时间。如此一来,就减少了物料精馏的次数,减少了热量消耗,达到节约能源的目的。
3化工精馏高效节能技术应用
3.1有效能评估
化工精馏高效节能技术应用之一是有效能评估。
热能做功时,只有部分可以转化为有用功,被称为有效能,即?。有效能是用能过程的本质和节能的关键。有效能损失反应的是系统中,过程内部有温差的传热过程、有压差的流动过程、有活度差的传质过程等不可逆损失,在数值上等于系统进出口的有效能之差。有效能损失越小,能量利用率越高。文中探索不同甲醇浓度下的最佳双效精馏方案,除了考虑经济效益,还对系统有效能损失进行计算,以分析流程的能耗情况。
3.2TAC计算结果比较
化工精馏高效节能技术应用之二是TAC计算结果比较。TAC的计算包括设备费用与能耗费用。设备费用主要包括换热器和精馏塔,能耗费用主要来自精馏塔冷凝器冷凝水与再沸器蒸汽的消耗。串联精馏流程中,第一个精馏塔的进料甲醇浓度较后一个精馏塔的进料甲醇浓度高;并联精馏流程中,进入双塔的溶液甲醇浓度相同。甲醇浓度越低,甲醇水溶液相对挥发度越大,精馏分离较容易,能耗较低。但是,计算发现,当甲醇溶液质量分数低至1%左右时,精馏能耗反而更大。甲醇质量分数为10%时,顺流串联精馏中,进入第二个塔的甲醇质量分数为1.35%,浓度极低,要得到99.85%质量分数的甲醇产品,回流比为28.16,能耗高,且高低压塔之间能量不易匹配;逆流串联精馏中,进入第二个塔的甲醇质量分数为2.76%,要得到99.85%质量分数的甲醇产品,回流比为14.94,能耗也高;与此同时,并联精馏中进入两个塔的甲醇溶液质量分数都为10%,回流比分别为4.22、3.09,能耗较小,且更易发挥双效精馏作用。因此,甲醇质量分数为10%时,并联精馏流程的能量成本更低。甲醇质量分数为30%时,顺流、逆流串联精馏中,进入第二个塔的甲醇质量分数分别为16.03%、16.27%;并联精馏中,双塔进料甲醇质量分数均为30%;由于顺流、逆流串联精馏进入第二个
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