企業(yè)研究論文-化學工業(yè)冷卻節(jié)水、凝液回收和污水凈化回用措施探討.doc

企業(yè)研究論文-化學工業(yè)冷卻節(jié)水、凝液回收和污水凈化回用措施探討摘要化學工業(yè)用水量大，節(jié)水是我國化學工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。尤其對位于西北和北方沿海缺乏淡水的地區(qū)，發(fā)展節(jié)水工藝技術已是當務之急。采取冷卻系統(tǒng)節(jié)水、冷凝水回收利用、污水凈化回用等措施，可有效節(jié)約化學工業(yè)用水。關鍵詞化學工業(yè)，水資源保護，水處理我國是一個水資源嚴重短缺的國家，特別是北方沿海地區(qū)和廣大西部地區(qū)是我國最缺水地區(qū)之一。考慮到北方沿海地區(qū)和西部人口增長、產業(yè)結構變化、農業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境用水需求等因素，北方沿海地區(qū)和西部地區(qū)的供水形勢還將更加嚴峻。同時，南方沿海部分地區(qū)也存在著水質性和資源性缺水狀況。我國化學工業(yè)已成為最重要的工業(yè)門類之一，2005年實現(xiàn)產值42483億元，工業(yè)增加值10256億元，實現(xiàn)利稅2059億元，分別占全國總量的16.88%，14.21%和9.9%。化學工業(yè)擁有幾十個行業(yè)、數(shù)百萬種產品，技術先進，裝備優(yōu)良，滲透到國民經濟生產和人類生活各個領域。特別是，我國目前正逐步進人能源重化工時代，化學工業(yè)作為基礎產業(yè)的地位將更加突出。化學工業(yè)高速發(fā)展已成為國民經濟持續(xù)發(fā)展的必然要求，而水資源保障不夠已成為部分地區(qū)化學工業(yè)發(fā)展的制約因素之一?；瘜W工業(yè)是用水大戶，萬元產值綜合耗水量20100t，其中煉油企業(yè)耗水量最低，為35t，石油化工耗水量較低，約為20t左右。煤化工耗水量比石油化工要高得多，萬元產值綜合耗水量約100t左右。精細化工耗水量巨大，萬元產值耗水量最高可達400500t。按我國化工行業(yè)萬元產值平均用水負荷75t計，2005年化學工業(yè)耗水量達到300億t左右，占全國耗水總量5573億t的5.3%(2005年全國水利發(fā)展統(tǒng)計公報)，工業(yè)耗水量的20%以上，是我國工業(yè)中最大的用水產業(yè)之一。目前，化工行業(yè)用水狀況與國際先進水平相比還存在著很大差距，尚有很大節(jié)水潛力。據(jù)報道，美國、加拿大和墨西哥三國化工單位產值耗水量為38m3萬元，僅為我國的二分之一。單位產值用水量的加大，不僅浪費了寶貴的水資源，更大的問題是將直接加大廢水的排放量，1t新鮮水將產生0.20.5t的廢水。由于人們對環(huán)境關注的日益加強和環(huán)境保護法規(guī)的日益嚴格，節(jié)約用水將成為化工企業(yè)改善環(huán)境影響，提高經濟效益的重要手段。從我國化學工業(yè)的布局結構看，我國現(xiàn)代石油和化學工業(yè)主要分布在發(fā)達地區(qū)，由于近年來經濟的高速發(fā)展，結構性缺水日益嚴重，在華北地區(qū)，新鮮水價格最高已達5元t以上，也就是說1t甲醇僅新鮮水費用就達到100元左右。特別是近年來由于我國能源化工需求的不斷增長、國際原油價格居高不下，我國西部地區(qū)以豐富的煤炭資源為依托，迎來了煤化工發(fā)展的新時代。但由于我國煤炭資源與水資源的逆向分布，水資源已成為西部各省發(fā)展能源化工產業(yè)發(fā)展的主要制約因素。從可持續(xù)發(fā)展出發(fā)，近年來國家特別強調全面貫徹落實科學發(fā)展觀，在“十一五”“建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”，要求“落實節(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策，建設低投入、高產出、低消耗、少排放、能循環(huán)可持續(xù)的國民經濟體系和資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會?！痹趪窠洕母鱾€環(huán)節(jié)落實“節(jié)約能源、節(jié)約用水、節(jié)約土地、節(jié)約材料、加強資源的綜合利用?！辈⑻岢隽思s束性指標，即“單位國內生產總值能源消耗降低20%左右，單位工業(yè)增加值用水量降低30%，農業(yè)灌溉用水有效利用系數(shù)提高到0.5，工業(yè)固體廢物綜合利用率提高到60%?！被瘜W工業(yè)作為用水大戶，在這樣的政策背景下，大力提倡節(jié)水是大勢所趨，節(jié)約用水已成為化學工業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟的一個重要環(huán)節(jié)。1、化學工業(yè)節(jié)水的基本途徑從化工行業(yè)自身特點來看，化工用水量最大的環(huán)節(jié)是冷卻用水、鍋爐給水和工藝用水。冷卻用水在總用水量中所占比重最大，一般占到裝置總用水量的60%70%，特別是氮肥、基本化工原料等行業(yè)。而冷卻水使用后，除溫度稍高外，一般水質清潔，無污染，只要進行水質穩(wěn)定后即可循環(huán)回用。因此，減少冷卻水的使用是化工節(jié)水的根本途徑。蒸汽凝液回收是減少鍋爐用水的主要途徑。工藝水由于直接參與化學反應，直接回收的可能性較小，選擇本質節(jié)水型工藝是減少工藝用水的主要途徑。另外對廢水排放進行深度處理，生產符合生產要求的回用水也是節(jié)水的主要途徑之一。因此化工行業(yè)節(jié)水的基本途徑為：節(jié)水型工藝；冷卻節(jié)水(高循環(huán)倍率技術、空冷技術、海水冷卻)；凝液回收；污水回用。其中節(jié)水型工藝應該是在項目前期工作中首先就要考慮的問題，并且不同化工產品生產節(jié)水工藝相差較大。本文重點討論冷卻節(jié)水、凝液回收和污水回用。2、冷卻節(jié)水2.1、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)水化工企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)基本流程一般是：給水管網(wǎng)來的新鮮水經循環(huán)水處理裝置緩蝕阻垢處理后進入循環(huán)水給水管網(wǎng)，供全廠冷換熱設備使用，換熱后水溫達到設計值后，進入循環(huán)回水管網(wǎng)，一部分經冷卻塔換熱后溫度降低10cC左右，依靠重力沉降于塔下水池，另一部分約占總水量的3%進入旁濾系統(tǒng)，過濾以降低循環(huán)水濁度，再進入塔下水池，經格柵進人吸水池，再經過緩蝕阻垢、殺菌滅藻藥劑處理，水質穩(wěn)定后，經循環(huán)水泵升壓送至循環(huán)水給水系統(tǒng)。循環(huán)水系統(tǒng)如圖1所示，2)。要減少循環(huán)水系統(tǒng)用水量，最主要的措施是提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)。循環(huán)水濃縮倍數(shù)的定義如下所示：濃縮倍率：循環(huán)冷卻水中某種鹽分的濃度補給水中某種鹽分的濃度以循環(huán)量為10000m3h、冷熱水溫差10的循環(huán)水系統(tǒng)為例，不同濃縮倍數(shù)下的補充水率、排污率和節(jié)水率如表1所示。從表1可以看出，使用循環(huán)水較使用直流水具有顯著的節(jié)水減排效果，濃縮倍數(shù)在1.5，補充水率為3.31%，折算成節(jié)水率為96.69%；污水排放率為2.23%，折算成減排率為97.77%。隨著濃縮倍數(shù)升高，節(jié)水減排效果提高，節(jié)水率和減排率提高，但提高的幅度逐漸下降。目前，由于水源緊張，水價上漲，排污收費增加，個別企業(yè)循環(huán)水濃縮倍數(shù)已提升至6以上。目前我國化工企業(yè)循環(huán)水濃縮倍率一般在2左右，如果都提高到6，可減少循環(huán)水補充水40%，減少污水排放80%。要提高循環(huán)水濃縮倍率，主要通過以下幾種方法。2.1.1、優(yōu)化水處理配方提高循環(huán)水濃縮倍率，在補充水水質不變的情況下，最顯著的結果就是循環(huán)水中的含鹽量提高，濁度增大，微生物增多等。如處理不當，將加速設備管道的腐蝕，并導致裝置利用率的降低和循環(huán)水水質的惡化。通過調整循環(huán)水處理配方，循環(huán)水濃縮倍率可以提高到3-4。循環(huán)水高濃縮倍數(shù)運行情況下。加藥、加酸設施的安全可靠是水處理的基礎，因此要求循環(huán)水系統(tǒng)有較高水平的水質在線監(jiān)測和自動加藥系統(tǒng)，因此要以系統(tǒng)運行的穩(wěn)定、可靠，減少操作波動為首要條件，選用與系統(tǒng)相適應的自動連續(xù)加藥(加酸)設備。高濃縮倍數(shù)運行時，循環(huán)水離子含量和污染物含量增加，濁度和微生物控制難度加大，需要加強旁流處理和殺菌。配備旁流過濾器，其流量為循環(huán)