水系统逐层优化法在煤制甲醇中的应用.pdf

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1、第36卷第4期煤炭转化Vo1．36No．42013年1O月COALC0NVERSION0ct．2O13水系统逐层优化法在煤制甲醇中的应用赵晓明D李金来李士雨。摘要从工程实际出发，结合水夹点优化技术，应用水系统逐层优化法对某煤制甲醇工厂用水进行节水潜力分析．结果表明，在不添加设备的情况下，可节约新鲜水54t／h，降低废水排放54t／h．若增加浓水回收反渗透设备，则可减少新鲜水用量和降低废水排放各159t／h．水系统逐层优化法尤其适用于现有工艺用水网络改造优化．关键词水系统优化，煤制甲醇，逐层分析法中

2、图分类号TQO21．80引言流走向，尽可能利用水中杂质而非令其累积后耗能分解或处理为其他形式废物排放．近年来，我国煤化工发展迅速．由于煤化工耗水量大，加之我国煤炭资源和水资源又具有“逆向分2案例研究布”的特点，使得节水减排成为煤化工发展进程中的以煤为原料进行甲醇生产，工艺流程长(见图一个重要课题．水系统集成优化技术起源于19941)，废水排放量大．1_5本文采用水系统逐层分析法对年r1]，因其简单易行、经济前景好而成为过程工业节某6O万t煤制甲醇工厂节水潜力进行分析．水减排中的热点研究课题．经过研

3、究人员的不断完Airsep善，现对单杂质水系统集成优化的研究已经比较成．arationI圆——早熟．然而在实际设计中，水流杂质种类多，关键杂质不唯一，按照单杂质进行优化设计不可行．虽然使用————————JL—!——————一——————土—————一{[—H—y—d—r—o—g—．．L．—．—．．．ryI[WastewatertreatxnentICSulfu．．．．．ry]数学规划法可以解决包括间歇过程在内的大规模图1煤制甲醇工艺流程多杂质用水系统设计问题，但就像是黑箱操作，工程Fig．1Co

4、altOmethanolprocessflowsheet意义不明确口]，设计时不能综合考虑操作弹性和压全厂用水包括以下六个方面：生活消防水、工艺力等相关因素，难以兼顾节水成本及节水效果．_4所用水、脱盐水、循环冷却水、污水回用水及污水处理以，将水流分类并于各类中选用适宜方法进行用水水．工厂用水流程见图2，其中循环水排污水、部分工网络优化设计以集成全厂水网络具有重要意义．艺水排污水和锅炉排污水经污水回用工序处理后可1水系统逐层优化设计方法作为循环水和脱盐水补水，图2中废水经化学、物理和水系统逐层优化

5、分析法将系统用水按照水质不生化方法处理后，部分送至污水回用车间，部分外排．同进行分类，充分利用已有的各种水系统集成优化技术及工程经验，逐层分析，进而设计用水网络，使理论与实际很好地链接．水系统逐层优化分析法设计步骤如下：1)分析全厂工艺，确定可调水流；2)根据水质不同将系统用水进行分类，使得各类关键杂质唯一，该步骤应尽量减少水流类别数目；3)依据每类水流特点分别选图2工厂用水流程取工程经验和夹点法进行设计；4)对于使用夹点法Fig．2Waterflowsheetofthefactory设计的类别，

6、结合夹点思想及工程工艺要求确定水1)硕士生；2)教授级高级工程师、硕士生导师，河北工业大学化工学院，300130天津；新奥科技发展有限公司，065001河北廊坊；3)教授、硕士生导师，天津大学化工学院，300072天津收稿日期：2013—04—10；修回日期：2013—07—20第4期赵晓明等水系统逐层优化法在煤制甲醇中的应用本文从杂质含量角度进行水网络设计，故不考表1中流量为相应单元实际可供水量或需水量，并虑具有较高能量的高温高压水流的匹配．由于生活不一定是该单元进出水总量．除脱盐水净水站、污水

7、及实验废水成分复杂，水量小，水质不稳定，易降低回用调节水池和污水回用淡水池对应流量为现有装水网络柔性；而硫回收废水硫含量高，直接回用易对置可承受最大流量外，其他流量均为固定流量．图3系统其他过程产生较大影响，故上述水源直接送至为与之对应的现有水网络，由于工艺较长，为了简化污水处理工段．因此，确定可调用水为气化研磨水、网络，省略了大量操作过程，且部分人口和出口物流气化灰水补水、气化密封泵密封水、气化真空带式过没有详细标绘(图3中脱盐水站超滤装置作为工艺滤机滤液、合成车间排污水、原水制脱盐水预处理连接

8、部分绘出，不是设计中可调水流)．显然，第一类水、污水回用进水、污水回用淡水池进产水、循环水用水数目少，可采用夹点法进行设计，而第二类用水补水、锅炉排污水、脱盐水箱进水、脱盐水站冲洗水、系统水网络复杂，故采用工程经验进行设计．破渣机油冷却器循环水和循环水排污水．表1极限数据表Table1Limitingdata首先将系统用水按照关键杂质不同进行分类．InletOutletInletOutlet不难看出，所选水流主要涉及到气化用水和污水回UnitflowratefflowrateiTH