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正文內(nèi)容

滄州臨港化工園區(qū)tdi工藝廢渣利用及廢水處理清潔生產(chǎn)可行性研究報告(編輯修改稿)

2025-01-12 00:31 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 05 國道,東連環(huán)渤海的新建海防公路。目前,園區(qū)至 307 線的化工大道已正式建成通車,園區(qū)的貨物可直接運達(dá)港口。 ****位于兩條國道交匯點處,交通便利。 在化工園區(qū)南部數(shù)百米處有滄黃地方鐵路和朔黃鐵路平行通過,朔黃鐵路是為黃驊億噸煤港服務(wù)的運煤專用鐵路線,滄黃地方鐵路與京滬鐵路連接,車皮可互相調(diào)度編組,通向全國各地。 黃驊港雜貨碼頭已經(jīng)啟動, 179。 104t 級液體化工碼頭和罐區(qū)正在加緊建設(shè),其最終能力可達(dá) 5179。 104t 級,年吞吐量約 300179。 104t。 公用設(shè)施 供水 化工園區(qū)內(nèi)自建水廠,初期處理新鮮水能力 10 萬 m3/d,水廠設(shè)在園區(qū)的西南角,采用不同的水處理工藝對不同水源和水質(zhì)的新鮮水進(jìn)行處理后經(jīng)水廠輸水管線送至園區(qū)各用水單位。供水管網(wǎng)分工業(yè)用水供水系統(tǒng)和生活用水供水系統(tǒng),工業(yè)用水管網(wǎng)成環(huán)狀管網(wǎng)布置,生活用水管網(wǎng)布置成枝狀。 供電 距離園區(qū)西北約 15 公里處有 220 千伏韓村變電站;距離工業(yè)園區(qū)南部約 公里處有剛剛建成投運的中鐵渤海 220 千伏電站,主變?nèi)萘繛?2179。 24 兆伏安。園區(qū)西北 2 公里處有 110 千伏刑科莊變電站,園區(qū)北部 2 公里處建設(shè)有 35 千伏中捷變 電站一座,主變?nèi)萘繛?2179。 3150 千伏安;園區(qū)西部靠近捷虹化工集團(tuán)處有 35 千伏辛莊子變電站,主變?nèi)萘繛?1179。 6300 千伏安。 供熱 擬建工程生產(chǎn)用蒸汽主要用于焦油末料漿超臨界水解后蒸餾、可回收物料廢水蒸餾和不可催化氧化及生物降解廢水蒸餾熱源,耗蒸汽 萬 t/a,由 **內(nèi)擬建的華潤熱電廠供應(yīng),華潤熱電廠位于本工程廠址東北側(cè),距離 ,輸氣便利。在熱電廠投產(chǎn)前,工程所耗蒸汽接自 **大化5 萬噸 /年 TDI 工程。 21 環(huán)境保護(hù)條件 污水處理廠 **污水處理廠(中捷農(nóng)場污水處理廠)分二期建設(shè),一期建設(shè)規(guī)模為 5 萬 m3/d,已投入運行;二期建設(shè)規(guī)模為 10 萬 m3/d。 污水處理廠 處理工藝采用氧化溝工藝,經(jīng)污水處理廠處理后廢水,中水回用規(guī)模按污水廠處理能力的 80%考慮,用做工業(yè)用水或用于綠化、道路沖刷,其余排入一個面積為萬畝,深 ~ 左右的天然洼地,廢水得到進(jìn)一步的自然降解,廢水不排入渤海。 垃圾填埋場 化工園區(qū)內(nèi)設(shè)置生活垃圾收集點和垃圾中轉(zhuǎn)站,集中收集后生活垃圾運至農(nóng)場規(guī)劃的生活垃圾填埋場,生活垃圾運輸基本實現(xiàn)收集容器化,運輸密封化。 對于化工園區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的工業(yè)垃圾,先貯存在園區(qū)內(nèi)的臨時工業(yè)固廢貯存庫,根據(jù)工業(yè)固 廢性質(zhì)的不同,將其進(jìn)行分類堆存,對需要進(jìn)行無害化的危險廢物送往指定地點進(jìn)行焚燒或其它無害化處理,對于一般固廢及已經(jīng)無害化處理的危險廢物送往化工園區(qū)工業(yè)固體廢棄物填埋場進(jìn)行安全填埋處置,填埋場位于農(nóng)場四分場南側(cè)。 第五章 技術(shù)設(shè)備方案和工程方案 技術(shù)方案 利用 TDI 廢渣生產(chǎn) TDA項目 本工程所用焦油末是 TDI 生產(chǎn)過程中通過減壓蒸發(fā)和薄膜蒸發(fā),從高沸點焦油中去除游離甲苯二異氰酯 (TDI)后所剩余的焦油殘渣,焦油末為黑色粉狀硬脆性物質(zhì),主要成份為多聚異氰酸酯及其同系物、取代物等。TDI 工藝廢渣回收利用生產(chǎn)工藝主要包括 研磨打漿、超臨界水解、精餾提純工序,各工序簡述如下: (1)研磨打漿 焦油末主要 從 在建的 5 萬噸 /年 TDI 和擬建的 10 萬噸 /年 TDI 企業(yè)以及國內(nèi) TDI 生產(chǎn)企業(yè) 采購 ,袋裝由汽車運輸進(jìn)廠,送倉庫儲存。生產(chǎn)時,首先將焦油末通過加料口加入濕式研磨機(jī),同時加入一定量的水,焦油末與水質(zhì)量配比為 1:。焦油末通過濕式研磨機(jī)研磨成細(xì)微顆粒,研磨粒徑控制在 1000μ m 以下。研磨后焦油末顆粒通過篩式分離器分離,粒徑小于 1000μ m 的粉粒與水進(jìn)入混合器,粒徑大于 1000μ m 的粉粒返回研磨機(jī)再研磨。在混合器內(nèi)焦油末漿液與加入的 水解催化劑(NaOH)混合,進(jìn)行攪拌打漿,漿液 pH 控制在 7 以上,焦油末與水解催化劑質(zhì)量配比為 1:。 (2)超臨界水解 打漿后,漿料由高壓泵加壓( 40atm)送進(jìn)換熱器,通過換熱器進(jìn)行預(yù)加熱,換熱器熱源來自水解反應(yīng)后的高溫漿料。預(yù)加熱后的漿料在加熱器內(nèi)由 20bar 高壓蒸汽進(jìn)行加熱,漿料被加熱至 200℃后再進(jìn)入超臨界水解反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行水解反應(yīng),超臨界水解反應(yīng)控制溫度在 280~ 23 320℃之間,壓力在 100~ 200atm,反應(yīng)時間 1~ 5min。超臨界水解反應(yīng)中,焦油末中的多聚異氰酸酯在高溫高壓和水解催化劑作用下 ,與水反應(yīng)生成甲苯二胺 (TDA)和 CO2,多聚異氰酸酯超臨界水解反應(yīng)方程式及各反應(yīng)所占比重如圖 51 所示。水解后高溫漿料通過換熱器將部分熱量傳遞給新漿料,換熱后再由減壓閥降壓至 30atm 以下,然后進(jìn)入一次精餾塔進(jìn)行精餾。 TDA 生產(chǎn)主反應(yīng):占焦油末比重 % +H2O + CO2 ( 1) TDA 生產(chǎn)副反應(yīng) 1:占焦油末比重 % +H2O + CO2 ( 2) TDA 生產(chǎn)副反應(yīng) 2:占焦油末比重 % +H2O + CO2 ( 3) TDA 生產(chǎn)副反應(yīng) 3:占焦油末比重 % +H2O + CO2 ( 4) 不反應(yīng)物質(zhì):占焦油末比重 % C 186。 N H N H H2N CH3 n NH2 H2 CH3 CH3 NH2 NH2 高溫高壓 NaOH C 186。 N H N H H2N CH3 nNH2 CH3 CH3 NH2 NH2 高溫高壓 NaOH C 186。 N H N H H2N CH3 nNH2 CH3 高溫高壓 NaOHCH3 NH2 NH2 C 186。 N H N H H2N CH3 n NH2 CH3 高溫高壓 NaOH CH3 NH2 NH2 圖 51 焦油末超臨界水解反應(yīng)示意圖 (3)精餾提純 一次精餾塔內(nèi)控制壓力在 1~ 5atm 之間,上部溫度在 100~ 150℃范圍內(nèi),下部溫度在 180~ 250℃范圍內(nèi),以蒸汽為間接加熱源,塔頂餾分主要為水蒸汽和少量苯胺類物質(zhì),塔頂餾分經(jīng)冷凝器降溫,冷凝至 80℃以下,再由氣液分離器進(jìn)行氣液分離,蒸餾水返回研磨工序再利用,不凝氣經(jīng)活性炭過濾器 凈 化后通過排氣筒外排。塔底餾分主要為水解反應(yīng)生成的甲苯二胺 (TDA)、廢催化劑和焦油末不反應(yīng)殘渣。塔底餾分進(jìn)入二次精餾塔進(jìn)行減壓精餾,塔內(nèi)控制壓力在 ~ 之間,以蒸汽為間接加熱源,溫度在 100~ 320℃之間,用以防止 TDA熱解,并改善提純效果。 TDA 以氣態(tài)物流進(jìn)塔頂冷凝器內(nèi)冷凝后回收,冷凝器有少量苯胺類不凝氣產(chǎn)生,經(jīng)活性炭過濾器凈化,通過排氣筒外排。廢催化劑和焦油末不反應(yīng)殘渣由塔底排放閥排入桶內(nèi),送固液焚燒回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焚燒處理。 TDI 工藝廢渣利用生產(chǎn)工藝主要污染源為研磨機(jī)、高壓泵等設(shè)備噪聲,加料粉塵、精餾不凝氣和固液焚燒回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的煙氣和焚燒殘渣等。TDI 工藝廢渣利用生產(chǎn)工藝流程及排污節(jié)點如圖 52 所示。 焦油末 研 磨機(jī) 篩式分離器 催化劑 不凝 氣 氣液分離器 冷凝器 二次精餾塔 混合器 高壓泵 換熱器 減壓閥 一次精餾塔 高壓蒸汽 超臨界反應(yīng)釜 塔頂餾分 塔底餾分 TDA 排放閥 殘渣 固液焚燒回轉(zhuǎn)窯 噪聲 塔頂餾分 塔底餾分 噪聲、粉塵 補(bǔ)充水 冷 凝 水 加熱器 不凝 氣 煙氣、固廢 25 圖 52 TDI 工藝廢渣利用工藝流程及排污節(jié)點示意圖 高濃度有機(jī)廢水處理工程生產(chǎn)工藝流程 本工程擬處理的廢水有三部分組成,即可回收廢水中有用物料的廢水,可催化氧化和生物降解的廢水,不可催化氧化和生物降解的廢水。各類廢水處理工藝流程簡述如下: 可回收廢水中物料廢水處理工藝流程 可回收廢水中物料廢水主要來自 **市 ****大化集團(tuán)擬建的 10 萬噸 /年 TDI生產(chǎn)裝置以及 **大化股份有限公司兩個年產(chǎn) 6萬噸二硝基甲苯項目所產(chǎn)生的硝化紅水濃縮液,共 萬 m3/a。其中 萬 m3/a來自擬建的 10 萬 t/aTDI 項目; 萬 m3/a 來自擬建的二個 6 萬 t/a 二硝基甲苯項目。設(shè)計上述企業(yè)廢水均通過管道輸送進(jìn)廠,廢水水質(zhì) pH 約為 COD 為 6500mg/L、 BOD5 為 850mg/L、硝基苯酚類 為 300mg/L。 硝化紅水是二硝基甲苯生產(chǎn)中,為去除粗二硝基甲苯中雜質(zhì)及殘酸,采用堿液洗滌產(chǎn)生的廢水。廢水中的主要有機(jī)成份 為二硝 基 甲苯、不同間位的硝基甲酚。企業(yè)處理方式為對紅水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮,冷凝水返回工藝?yán)?,濃縮后廢水送企業(yè)廢水處理站處理。該類廢水中的硝基苯類物質(zhì)不再 隨水份蒸發(fā),可在低溫下經(jīng)蒸發(fā)濃縮分離回收。 回收工藝為:廢水首先經(jīng)格柵過濾浮渣,再經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì),之后進(jìn)入低溫真空蒸餾塔蒸餾,蒸餾溫度控制在 75℃, 塔內(nèi) 壓力在 ~ 之間。塔頂餾分蒸汽經(jīng)冷凝器冷凝后在氣液分離器內(nèi)進(jìn)行氣液分離,不凝氣 經(jīng)活性炭吸附后 通過排氣筒外排,冷凝水送可催化氧化和生物降解廢水處理系統(tǒng)處理。塔底餾分為廢水中的可回收物料,主要成份為 二硝 基 甲苯和 硝冷凝器 回收 基苯酚物質(zhì)。該工藝每年可回收蒸餾水 萬 m3。 可回收廢水中物料廢水處理工藝主要污染源為格柵攔截的浮渣、惡臭氣體和蒸餾不凝氣。該工藝生 產(chǎn)工藝流程及排污節(jié)點如圖 53。 可催化氧化和生物降解的廢水處理工藝流程 可催化氧化和生物降解廢水主要來自 ******大化集團(tuán) 5萬噸 /年 TDI生產(chǎn)裝置、在建的 10 萬噸 /年 TDI 生產(chǎn)裝置、 **大化股份有限公司年產(chǎn)6 萬噸二硝基甲苯項目 , 廢水主要來源于蒸發(fā)冷凝水、造氣廢水和已內(nèi)酰胺項目 精制冷凝 水 、硫銨結(jié)晶蒸發(fā)冷凝水和甲苯氧化 潷 析器醋酸 廢水 。設(shè)計廢水收集量為 萬 m3/a,廢水均通過管道由上述企業(yè)輸送進(jìn)廠 。此外,還有少量廢水來自可回收廢水中的物料廢水處理工藝和不可催化氧化和生物降解廢水處理工藝的蒸餾冷凝水 萬 m3/a。 廢水水質(zhì) pH 約為 COD 5500~ 6000mg/L、 BOD5 750~ 800mg/L、硝基苯 類 220~250mg/L。 該類廢水中有機(jī)物大部為直鏈或苯環(huán)上帶有吸電子基團(tuán),便于氧化開環(huán)的化合物。直鏈有機(jī)化合物,易生物降解,毒性較低,但在催化劑存在下不易被空氣和氧氣氧化分解,而苯環(huán)、萘環(huán)、雜環(huán)化合物,環(huán)上帶有吸電子基團(tuán)化合物,不易被生物降解,毒性較大,但在催化劑存在下,用空氣、氧氣、臭氧氧化,將環(huán)打開,轉(zhuǎn)變成直鏈有機(jī)物。擬建工程廢水處理工藝首先通過催化氧化反應(yīng)將廢水中的苯環(huán)、萘環(huán)、雜環(huán)化合物開環(huán) 氧化分解,再通過水解酸化和生物接觸氧化降解,將開環(huán)的有機(jī)物和直鏈有機(jī)物進(jìn)一步氧化分解為無機(jī)分子,廢水得到凈化處理。 ①催化氧化反應(yīng) 廢水首先經(jīng)格柵過濾浮渣,再經(jīng)調(diào)節(jié)池均衡水質(zhì),之后由污水泵打入預(yù)反應(yīng)器,通過鐵屑層將硝基苯類物質(zhì)還原為苯胺類物質(zhì), pH 為 4 左右,之后進(jìn)入中間水池與污泥脫水后的污水混合。中間水池出水經(jīng) pH 27 調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié) pH 至 7~ 9 之間,再由污水泵送至一級催化氧化反應(yīng)器內(nèi),向反應(yīng)器內(nèi)加入雙氧水,使廢水中部分苯環(huán)、萘環(huán)、雜環(huán)類有機(jī)物開環(huán),氧化降解成直鏈低分子有機(jī)物。一級催化氧化反應(yīng)器出水經(jīng)斜板沉淀池絮凝沉 淀,去除污水中懸浮物,上清液經(jīng) pH 值調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié) pH 后,進(jìn)入二級催化氧化反應(yīng)器。向二級催化氧化反應(yīng)器中加入雙氧水,將未開環(huán)有機(jī)物進(jìn)一步氧化分解,二級催化氧化反應(yīng)器出水,經(jīng)斜板沉淀池絮凝沉淀,上清液經(jīng) pH 值調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié) pH 值后進(jìn)入三級催化氧化反應(yīng)器。三級催化氧化反應(yīng)器內(nèi)再加入雙氧水,將剩余未開環(huán)有機(jī)物開環(huán)、氧化降解。三級催化氧化可使 98%以上環(huán)狀有機(jī)物開環(huán)氧化分解,三級催化氧化反應(yīng)器出水經(jīng)斜板沉淀池絮凝沉淀后, 上清液出水 水質(zhì) COD 小于500mg/L、 BOD5小于 80mg/L, 硝基苯類小于 10mg/L,處理效率在 90%以上。 各斜板沉淀池底部污泥通過管道輸送至污泥脫水機(jī)房,污泥壓濾出水返回中間池,泥餅 送 焚燒回轉(zhuǎn)窯 焚燒處理 。 ②生物氧化降解 廢水經(jīng)三級催化氧化降解后, 上清液出水 中有機(jī)物主要為直鏈有機(jī)物 ,廢水排入生物氧化降解工序繼續(xù)處理,該工序進(jìn)水水質(zhì)要求 COD 小于 500mg/L、 BOD5小于 100mg/L,硝基苯類小于 10mg/L。生物氧化降解工序為:廢水經(jīng) pH 調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)至 7~ 8,之后通過水解酸化和生物接觸氧化工藝進(jìn)行生物降解。在水解酸化池內(nèi),廢水中的直鏈高分子難降解有機(jī)物在厭氧菌和兼氧菌作用下,被斷鏈而轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī) 酸,懸浮物和膠體狀的有機(jī)物水解為可溶性物質(zhì),廢水的可生化性得到提高。生物接觸氧化池內(nèi)懸掛軟
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