富丽达30万吨每年含硫废气资源化利用项目12-water design水集成评估报告.docx

富丽达30万吨/年含硫废气资源化利用项目

福州大学至诚学院Theone团队

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2017年“东华科技-陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

Waterdesign水集成评估报告

张丹阳刘思琦程金星丛皓王亦寒

福州大学至诚学院zc＿TheOne团队

2017年“东华科技-陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

富丽达30万吨/年

含硫废气资源化利用项目

Waterdesign水集成评估报告

团队名称：zc_TheOne

指导老师：罗祖云、吕燕根、韩淑萃、邱挺

团队成员：张丹阳、程金星、丛皓、刘思琦、王亦寒

完成时间：2017年7月

福州大学至诚学院Theone团队

目录

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第一章用水网络概述

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1.1水集成网络

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1.2水夹点技术

1

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第二章水夹点技术原理

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第三章工艺用水分析

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第四章用水网络设计

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第五章水的再生与利用

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福州大学至诚学院Theone团队

第一章用水网络概述

化工生产除了耗能外，还是一个大量耗水的过程。本着节能减排的生产原则，降低水资源的消耗是工艺设计过程中的重点之一。本项目为富丽达30万吨/年含硫废气资源化利用项目，生产中耗水量较大，因此利用waterdesign软件对本工艺的水资源消耗过程进行优化，并建立水集成网络，最大限度降低水资源的消耗。

1.1水集成网络

工艺实际生产中一般为多杂质的情况，较为复杂，完全分离出来较为困难，水集成技术就是点是把多杂质用水过程模假设为单杂???用水过程，再利用水夹点技术对用水网络进行分析设计，以达到全系统合理用水的目的。

水集成就是把所含杂质相同、相似或对杂质要求不严格的操作单元的用水放在一起处理，形成一个新的操作单元，再将的多个不同操作单元的组成一个新的用水系统，对该系统进行水夹点分析，优化出该系统水的最大复用的用水网络。这样做的优点是避免各用水单元因所含杂质不同而造成的相互污染，降低处理难度、提高水的重复利用率、减少操作和处理费用。

1.2水夹点技术

水夹点技术是水网络集成技术的一个分支，用各操作单元的用水的负荷对浓度参数作图，得到负荷—浓度关系图。用水系统的极限复合曲线与最小供水线的交点就是的水的“夹点”。在夹点的上方，该操作单元的用水的极限进口浓度高于夹点浓度，要通过处理后利用，不能使用新鲜水，通过其他操作单元的处理用水来补充；在水夹点下方，该操作单元的极限出口浓度低于夹点浓度，不应排放废水，应将提高它的重复利用价值。这就是用水的“夹点技术”。

第二章水夹点技术原理

水夹点技术便是质量交换集成技术在用水操作上的应用，然而它并不涉及阻碍质量交换网络实施的一些实际问题。它的主要任务有：

①水夹点分析。预先判断用水系统的最小新鲜水消耗和最小废水产生量；

②水夹点综合。通过水的回用、再生回用、再生循环技术设计能达到上述分析的最小新鲜水量和最小废水量的用水网络结构；

③水夹点改造。通过改造现有的用水网络来达到最大的水回用和最小的废水产生量的效果。

一般来说，从一个用水单元的废水如果在杂质浓度，腐蚀性等方面满足另一个单元的进口要求，则可为其所用，从而达到节约新鲜水的目的。这种废水的重复利用是节水工作的主要着眼点。下面以单组分系统为例，介绍水夹点技术的基本原理。

典型的用水单元如图2-1所示。在该单元中，物料与水直接接触，物料中的杂质在传质推动力下进入水中，产生一定浓度的废水。物料传递过程的质量平衡关系由式（2-1）描述：

（2-1）

式中：

F——水的流率，t/h；

M——杂质负荷，g/h；

Cin——水的进口杂质浓度，ppm；

Cout——水的出口杂质浓度,ppm。

图2-1用水单元模型

第三章工艺用水分析

具体用水情况如下表所示：

表3-1具体用水情况表

过程序号

生产过程

生产小时