什麼是造氣污水

⑴ 高中化學選修2知識點

化學選修2《化學與技術》
第一單元 走進化學工業
教學重點（難點）：
1、化工生產過程中的基本問題。
2、工業制硫酸的生產原理。平衡移動原理及其對化工生產中條件控制的意義和作用。
3、合成氨的反應原理。合成氨生產的適宜條件。
4、氨鹼法的生產原理。復雜鹽溶液中固體物質的結晶、分離和提純。
知識歸納：

1

制硫酸

反應原理

造氣：S+O2==SO2 (條件 加熱)
催化氧化：2SO2+O22SO3
吸收：SO3+H2O==H2SO4 98.3%的硫酸吸收。

原料選擇

黃鐵礦：FeS2 硫磺：S

反應條件

2SO2+O22SO3 放熱 可逆反應（低溫、高壓會提升轉化率）
轉化率、控制條件的成本、實際可能性。400℃～500℃，常壓。
釩觸媒：V2O5

三廢處理

廢氣：SO2+Ca(OH)2==CaSO3+H2O CaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2O
廢水：酸性，用鹼中和
廢渣：黃鐵礦廢渣――煉鐵、有色金屬；制水泥、制磚。
局部循環：充分利用原料

能量利用

熱交換：用反應放出的熱預熱反應物。

2

制氨氣

反應原理

N2+3H22NH3 放熱、可逆反應（低溫、高壓會提升轉化率）
反應條件：鐵觸媒 400～500℃，10MPa～30MPa

生產過程

1、造氣：N2:空氣（兩種方法，(1)液化後蒸發分離出氮氣和液氧，沸點N2－196℃，H2－183℃；(2)將氧氣燃燒為CO2再除去）。
H2:水合碳氫化合物（生成H2和CO或CO2）
2、凈化：避免催化劑中毒。
除H2S：NH3H2O+H2S==NH4HS+H2O
除CO：CO+H2O==CO2+H2 K2CO3+CO2+H2O==2KHCO3
3、氨的合成與分離：混合氣在合成塔內合成氨。出來的混合氣體中15％為氨氣，再進入冷凝器液化氨氣，剩餘原料氣體再送入合成塔。

工業發展

1、原料及原料氣的凈化。2、催化劑的改進（磁鐵礦）3、環境保護

三廢處理

廢氣：H2S－直接氧化法（選擇性催化氧化）、循環。
CO2－生產尿素、碳銨。
廢液：含氰化物污水－生化、加壓水解、氧化分解、化學沉澱、反吹回爐等。
含氨污水－蒸餾法回收氨，濃度較低可用離子交換法。
廢渣：造氣階段產生氫氣原料的廢渣。煤渣（用煤），炭黑（重油）。

3

制純鹼

氨鹼法
（索爾維）

1、CO2通入含NH3的飽和NaCl溶液中
NH3+CO2+H2O==NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3==NaHCO3↓+NH4Cl
2、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑

缺點：CO2來自CaCO3，CaO－Ca(OH)2－2NH3+CaCl2+2H2O
CaCl2的處理成為問題。和NaCl中的Cl－沒有充分利用，只有70％。CaCO3的利用不夠充分。

聯合法
（侯德榜）

與氨氣生產聯合起來：
NH3、CO2都來自於合成氨工藝；這樣NH4Cl就成為另一產品化肥。綜合利用原料、降低成本、減少環境污染，NaCl利用率達96％。

資料：
一、硫酸的用途肥料的生產。
硫酸銨（俗稱硫銨或肥田粉）：2NH3 + H2SO4＝(NH4)2SO4；
和過磷酸鈣（俗稱過磷酸石灰或普鈣）：Ca3(PO4)2 + 2H2SO4＝Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4； 濃硫酸的氧化性。
（ 1） 2Fe + 6H2SO4 (濃) Fe2 (SO4)3 + 3SO2 ­ + 6H2O （鋁一樣）
（2）C + 2H2SO4 ( 濃) 2SO2 ­ + CO2 ­+ 2H2O
S + 2H2SO4 (濃) 3SO2 ­ + 2H2O
2P + 5H2SO4(濃) 2H3PO4 + 5SO2 ­ + 2H2O
（3）H2S + H2SO4 (濃) = S + SO2 ­ + 2H2O
2HBr + H2SO4 (濃) = Br2 ­ + SO2 ­ + 2H2O
8HI + H2SO4(濃) = 4I2 + H2S ­ + 4H2O
（4）2NaBr + 3H2SO4 (濃) = 2NaHSO4 + Br2 ­ + SO2­ + 2H2O
2FeS + 6H2SO4(濃) = Fe2(SO4)3 + 2S ¯ + 3SO2 ­ + 6H2O
（5）當濃硫酸加入膽礬時，濃硫酸吸水，膽礬脫水，產生白色沉澱。

二、氨氣
1、氮肥工業原料 與酸反應生成銨鹽
2、硝酸工業原料 能被催化氧化成為NO 4NH3+5O2=4NO+6H2O （Pt-Rh 高溫）
3、用作製冷劑 易液化，汽化時吸收大量的熱
三、純鹼
燒鹼（學名氫氧化鈉）是可溶性的強鹼。它與燒鹼並列，在工業上叫做「兩鹼」。燒鹼和純鹼都易溶於水，呈強鹼性，都能提供Na＋離子。1、普通肥皂。
高級脂肪酸的鈉鹽，一般用油脂在略為過量的燒鹼作用下進行皂化而製得的。

如果直接用脂肪酸作原料，也可以用純鹼來代替燒鹼制肥皂。

第二單元 化學與資源開發利用
教學重點（難點）：
1、 天然水凈化和污水處理的化學原理，化學再水處理中的應用和意義。
硬水的軟化。中和法和沉澱法在污水處理中的應用。
2、 海水曬鹽。海水提鎂和海水提溴的原理和簡單過程。氯鹼工業的基本反應原理。
從海水中獲取有用物質的不同方法和流程。
3、 石油、煤和天然氣綜合利用的新進展。
知識歸納：

方法

原理

天然水的凈化

混凝法

混凝劑：明礬、綠礬、硫酸鋁、聚合鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵等
Al3++3H2O3H++Al(OH)3
絮狀膠體（吸附懸浮物）；帶正電（使膠體雜質聚沉）。
生活用水凈化過程：混凝沉澱－過濾－殺菌

化學軟化法

硬水：含有較多的Ca2+,Mg2+的水，較少或不含的為軟水。
不利於洗滌，易形成鍋垢，降低導熱性，局部過熱、爆炸。
暫時硬度：Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2引起的硬度。1、加熱法
永久硬度：鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物引起的硬度。
2、葯劑法：純鹼、生石灰、磷酸鹽
3、離子交換法：離子交換樹脂，不溶於水但能與同電性離子交換
2NaR+Ca2+==CaR2+2Na＋再生：CaR2+2Na＋==2NaR+Ca2+

污水處理

物理法

一級處理：格柵間、沉澱池等出去不溶解的污染物。預處理。

（微）生物法

二級處理：除去水中的可降解有機物和部分膠體污染物。

化學法

三級處理：中和法－酸性廢水（熟石灰），鹼性廢水（硫酸、CO2）
沉澱法－含重金屬離子的工業廢水（沉澱劑，如S2-）
氧化還原法。（實驗：電浮選凝聚法）

方法

原理

鹽的利用

海水制鹽

蒸發法（鹽田法）

太陽照射，海水中的水分蒸發，鹽析出。
鹽田條件：地點（海灘、遠離江河入海口）、氣候。
鹽田劃分：貯水池、蒸發池、結晶池。
苦鹵：分離出食鹽的母液。

食鹽利用

電解（氯鹼工業）

2NaCl＋2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
陽極：2Cl－-2e－＝Cl2↑ 陰極：2H++2e－＝H2↑

海水提溴

吹出法

1、氯化：Cl2＋2Br－＝2Cl－＋Br2
2、吹出：空氣（或水蒸氣）吹出Br2
3、吸收：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4 再用氯氣氧化氫溴酸。

海水提鎂

具體過程

海水―――Mg(OH)2―――MgCl2―――Mg
鹼（貝殼）/過濾 鹽酸 乾燥/電解

海水提取重水

蒸餾法、電解法、化學交換法、吸附法

了解化學交換法

化工

目的

石油

分餾（常壓、減壓）（物理）

把石油分成不同沸點范圍的蒸餾產物，得到汽油（C5~11）、煤油（C11~16）、柴油（C15~18）等輕質油，但產量較低。

裂化（化學）

獲得更多輕質油，特別是汽油。斷鏈。

列解（化學）

獲得重要有機化工原料：乙烯、丙稀、丁烯等。

煤

關注問題

提高燃燒熱效率，解決燃燒時的污染，分離提取化學原料。

干餾

隔絕空氣加熱。得焦爐氣（H2、CH4、乙烯、CO等，燃料）、煤焦油（苯等芳香族化合物，進一步提取）、焦炭（金屬冶煉）等。

氣化

利用空氣或氧氣將煤中的有機物轉化為可燃性氣體。C＋水

液化

把煤轉化為液體燃料的過程。
直接液化：與溶劑混合，高溫、高壓、催化劑與氫氣作用，得到汽油、柴油、芳香烴等。煤制油（內蒙古）。
間接液化：先轉變為CO和氫氣，再催化合成為烴類、醇類燃料。

一碳化學

以分子中只含一個碳原子的化合物（甲烷、甲醇等）為原料合成一系列化工原料和燃料的化學。
CO：煤 CH4：天然氣。

電解飽和食鹽水中。
正陽失，負陰得。
陽極：活性電極，放電順序：S2->SO32->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42->F-
陰極： Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸性溶液)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

（1）在電解飽和食鹽水中， 陽極有氣泡產生，有刺激性味道的氣體，濕潤的KI-澱粉試紙變藍。陰極有氣泡，可燃氣體。

（2）如果交換電極：如果用的都是惰性電極（石墨或鉑），那麼可以互換（反應不變）；但如果原來陰極用的是鐵棒，那麼不能互換，若互換，鐵作陽極：Fe-2e-=Fe2+，陰極：2H++2e-=H2；陰極產生的氫氧根離子會和陽極產生的亞鐵離子在溶液中反應，生成氫氧化亞鐵（白色沉澱，不穩定馬上變成灰綠色，最終變成紅褐色）。

（3）陽離子交換膜有一種特殊的性質，即它只允許陽離子通過，而阻止陰離子和氣體通過，也就是說只允許Na+通過，而Cl-、OH-和氣體則不能通過。這樣既能防止陰極產生的H2和陽極產生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒鹼的質量。

（4）陽極接在電源正極上，電源正極會不斷地吸電子，所以只能掛惰性電極，如炭棒和Pt等，若掛其他，如鐵棒，那麼電子被電源正極吸收，Fe會變成鐵離子，從而進入電解液中，你會很快看到鐵棒不見了。那至於為什麼用炭棒而不用Pt，則是價格關系。炭棒便宜。
而陰極接在電源負極上，電源負極在不斷產生電子，所以掛什麼並沒有什麼大的關系，掛鐵的話，反而保護了鐵不變為鐵離子。其實負極掛炭棒什麼的，也可。在工業生產中一般陰極不用鐵棒而做成鐵網，增大反應接觸面。而炭不易做成網狀，所以選用炭棒。

第三單元 化學與材料的發展
教學重點（難點）：
1、硅氧四面體的特殊性，一些無機非金屬材料生產的化學原理。
形成對化學與材料發展關系比較全面的認識。
2、金屬冶煉的原理，金屬腐蝕的原理和防腐方法。
電解、電鍍的原理。
3、常見高分子材料的生產原理。
知識歸納：
一、 無機非金屬材料

原料

成分

生產原理

性能、用途

傳統硅酸鹽材料

陶瓷

黏土

高溫燒制

抗氧化、抗酸鹼腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型。盛放物品、藝術品

玻璃

石英砂、石灰石、純鹼

Na2SiO3CaSiO3

Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2 CaCO3類似

光學玻璃、耐腐蝕玻璃，不同顏色玻璃。

水泥

石灰石、黏土

硅酸二三鈣鋁酸三鈣、鐵鋁酸鈣

磨成粉－煅燒－加石膏等－粉磨

水硬性，用作建築材料。
混凝土：水泥、砂子、碎石

新材料

碳化硅

SiO2,C

SiC

SiO2+CSiC+CO↑

結構與金剛石相似，硬度大，優質磨料，性質穩定，航天器塗層材料。

氮化硅

高純Si、N2

Si3N4

3Si＋2N2Si3N4
3SiCl4+2N2+6H2= Si3N4+12HCl

熔點高、硬度大、化學性質穩定，製造軸承、氣輪機葉片、發動機受熱面。

單質硅

高純焦炭、石英砂

Si

SiO2＋2CSi+2CO↑
=SiHCl3+H2
SiHCl3+H2Si+3HCl

半導體工業

金剛石

CH4

C

CH4=====C（金剛石）＋2H2

研磨材料

其餘新材料

C60（新型貯氫材料）、超導材料等

二、 金屬材料
金屬活動順序表：
標出金屬冶煉的方法及范圍：

原料

裝置

原理

煉鐵

鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣

高爐

還原劑CO的生成：C+O2==CO2 CO2+C==2CO
生鐵形成：Fe2O3+3CO==2Fe+3CO

煉鋼

生鐵

氧氣頂吹轉爐

降低C％:2C+O2=2CO 2Fe+O2=2FeO FeO+C=CO+Fe
除雜質:FeS+CaO=CaS+FeO 脫硫
添加合金元素：Cr、Mn、Ni

煉鋁

鋁土礦、純鹼、石灰、煤、燃料油

電解槽

鋁土礦溶解：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
氫氧化鋁析出：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
氫氧化鋁脫水：2Al(OH)3=Al2O3+3H2O
電解氧化鋁：2Al2O34Al+3O2↑
冰晶石(Na3AlF6)－氧化鋁熔融液,少量CaF2
陽極：6O2—12e-=3O2↑陰極：4Al3++12e-=4Al

金屬腐蝕及防護：

分類

實例

金屬腐蝕原理

化學腐蝕

氧氣、氯氣等，溫度影響較大。鋼材高溫容易氧化一層氧化皮

電化學腐蝕

原電池反應，例如鋼材
吸氧腐蝕（大多）：陰極1/2O2+H2O+2e-=2OH- 陽極Fe-2e-=Fe2+
析氫腐蝕（酸性）：陰極2H++2e-=H2 陽極Fe-2e-=Fe2+

金屬防腐方法

氧化膜

用化學方法在鋼鐵、鋁的表面形成緻密氧化膜

電鍍

鍍鉻、鋅、鎳（在空氣中不容易發生化學變化的金屬，原理）

其餘

改善環境、犧牲陽極（原電池的負極）、外加電流等

三、 高分子材料
分類：天然高分子：澱粉、纖維素、蛋白質
合成高分子：聚×××

合成方法

舉例

基本概念

加成聚合反應

聚氯乙稀：
聚苯乙烯：

單體：
鏈節：
聚合度：

縮合聚合反應

滌綸：

塑料分類

結構

性質

舉例

熱塑性

線型

溶解於一些有機溶劑，一定溫度范圍會軟化、熔融，加工成形

聚乙烯

熱固性

體型

不易溶於有機溶劑，加熱不會熔融

酚醛樹脂

高分子材料降解分類：生物降解、光降解、化學降解
廢舊高分子材料的再利用途徑：（1）再生、改性重新做成有用材料和製品；（2）熱裂解或化學處理的方法制備多種化工原料；（3）作為燃料回收利用。

化學肥料

實例

生產原理

氮肥

尿素

2NH3+CO2H2NCOONH4 H2NCOONH4H2NCONH2+H2O

硝酸銨

4NH3+5O24NO+6H2O 2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO NH3+HNO3=NH4NO3

其餘：碳酸氫銨、硫酸銨、氯化銨、氨水、硝酸鈣、硝酸鉀等

磷肥

過磷酸鈣/普鈣

硫酸處理。成分：Ca(H2PO4)2·H2O和CaSO4

其餘：重過磷酸鈣 Ca(H2PO4)2，鈣鎂磷肥、KH2PO4等

鉀肥

草木灰K2CO3，氯化鉀，硫酸鉀、硝酸鉀等

復合肥料

銨磷復合肥、硝磷復合肥、硝酸銨、 KH2PO4等

農葯

實例

作用、影響

殺蟲劑

有機氯（DDT 、六六六 、DDE）有機磷、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類等。

防治有害生物，提高農作物產量。影響生物群落、土壤、大氣、水等。

殺菌劑

波爾多液（硫酸銅、石灰）、石灰硫磺合劑等、除草劑等

植物生長調節劑

乙烯利、矮壯素等

肥皂

通式

肥皂成分

高級脂肪酸鈉（鉀）

RCOONa或RCOOK

生產原理

油脂水解/鹼性條件

去污原理

水中電離

RCOONa=RCOO-+Na+

親油基（憎水基）

RCOO-

親水基

Na+

主要作用

使肥皂、油污、水之間發生潤濕、乳化、起泡

簡單圖示

第四單元 化學與技術的發展教學重點（難點）：1、化肥為農作物補充必要的營養元素，主要化肥的生產原理；了解農葯的組成、結構和性 質是決定其防治病蟲害效果的關鍵因素。化肥、農葯的使用及其對環境的影響。2、了解肥皂、合成洗滌劑的組成、特點、性質及其生產原理。3、通過典型實例了解精細化學品的生產特點，體會化學與技術發展在滿足生產和生活需要中的不可替代作用。知識歸納:

合成洗滌劑

故態：洗衣粉 液態：洗潔凈

主要成分

烷基苯磺酸鈉

生產原理

結構優化

1、確定合適的碳鏈長度（12～18）。（過長水溶性降低，過短水溶性過強）2、不含支鏈的烴基。（容易生物降解）3、合理配方。（提高綜合性能，環境污染、增白、香味等）

工業味精：表面活性劑。用量少，能顯著降低水與空氣或其他物質的界面張力（表面張力）， 提高工業生產效率，提高產品質量和性能。

⑵ 煤化工廢水預處理的工藝

煤化工廢水預處理的工藝具體內容是什麼，下面中達咨詢為大家解答。
目前,節能環保已成為社會經濟可持續發展的必然要求,零排放理念已成為整個社會公認的環保理念。隨著國家對污染物排放的控制力度日益加強,加之我國大型煤化工基地普遍處於缺水地區,所以強化污水治理,實現廢水的循環利用和零排放,節約水資源,現已成為煤化工企業技術發展的必然趨勢和社會義務。某公司造氣裝置採用魯奇加壓氣化工藝和設備,氣化劑為純氧和中壓蒸汽。氣化過程中,一些干餾附產物及未能氣化分解的水蒸汽和煤炭的內在水分,構成了煤制氣廢水。煤制氣產生的廢水經過汽提和分離提取副產物(中油、焦油),含油量降低後的含酚廢水經萃取劑脫酚後送到生化處理裝置並經生化處理後,煤制氣廢水再被送到電廠進行沖渣處理,然後排入貯灰場,經過灰渣吸附達到國家一級排放標准後排放。由於城市煤氣用量的不斷增大以及工廠使用的原料煤煤質指標遠劣於原設計用煤的煤質指標(原滾族設計造氣用煤灰份為26%,現實際用煤平均灰份為38%,甚至有時灰份超過50%),造成造氣廢水水量、水質都已經超出了原設計指標范圍。並且原設計的造氣廢水排放指標是按《廢水綜合排放標准》中二級標准設計的(COD為200mg/L,BOD為60mg/L)。而目前原設計的技術及規模已不能滿足現在工廠造氣廢水的處理要求,從而導致排放的造氣廢水中主要污染物COD、NH3-N和揮發酚超出國家一級排放標准。雖然目前採用了新的污水預處理工藝,同時放大和改進原有污水處理裝置,來實現生化處理裝置入水指標的合格,但實際上此新工藝在運行中也存在諸多非常突出的問題。
1目前工藝條件情況簡介
煤化工腔備掘廢水是在煤的氣化、干餾、凈化及化工產品合成過程中產生的廢水。煤化工廢水的污染物濃度高,成分復雜。除含有氨、氰、硫氰根等無機污染物外,還含有酚類、萘、吡啶、喹啉、蒽等雜環及多環芳香族化合物(PAHs),是一種最難以治理的工業廢水,處理難度大,處理成本高。我們知道,要想得到符合排放標准要求的工業廢水,對廢水的前期預處理以及副產物分離是至關重要的兩個關鍵環節,其處理結果將直接影響後期的生化處理法和物理法裝置系統的穩定運行,所以要求前期預處理裝置必須運行穩定。(表1某煤化工廠污水水質分析)
2副產品分離工藝說明(除油、脫酸、脫氨)
煤化工氣化洗滌等原料污水先進入1#、2#污水槽,自然沉澱分離除油及部分機械雜質後,經原料污水泵升壓後分兩路,進入塔進行脫酸、脫氨。一路經換熱器與循環水換熱冷卻至35℃左右,作為脫酸脫氨塔填料上段冷進料,以控制塔頂溫度;另一路經三次換熱至150℃左右作為汽提塔的熱進料,進入汽提塔的相應塔板上。塔頂出來的酸性氣體CO2,H2S等經冷卻器冷卻,經分液罐分液,分液後的氣體送入氣櫃或火炬,分凝液相返回酚水罐。當塔頂采出的氣相中含水量和含氨量較低時,也可不經冷卻直接進氣櫃或火炬。
側線粗氨氣經一級冷凝器與原料水換熱至125-140℃左右後,進入一級分凝器進行氣液分離,氣氨從上部出去,經二級冷卻器與循環水換熱冷卻至85-95℃後進入二級分凝器。自二級分凝器出來的粗氨氣經三級冷卻器與循環水換熱冷卻之後進入三級分凝器,富氨氣進入氨精製系統進行精製,塔底凈化水經換熱器換熱冷卻後,進入後續裝置。
3存在問題的分析
經過一段時間的運行發現裝置運行不穩定,換熱器嚴重結垢,達不到設計溫度,蒸汽耗量也隨之上升,同時脫酸脫氨塔內由於嚴重結垢致使浮閥塔件經常堵塞,直接影響了初期的水質處理。裝置連續運行周期不足一月,後期的運行周期逐漸縮短。原因分析:主要是由於採用的煤質質量不可逆的普遍下降原因導致的。由於煤質灰分的逐漸上升,煤氣夾帶飛灰量增高,導致污水中含塵、有機懸浮雜質增高多,在升溫過程中的析出沉積在換熱設備表面形成堅硬的復合水垢導致換熱器堵塞,塔伍核板塔件被密實,從而影響裝置運行。
4解決問題
4.1 研究處理辦法消除部分懸浮類物質,同時加大塔件內流通面積,改變加熱方式。直接方法:脫酸脫氨塔的塔件更換;對換熱器進行物理、化學清洗。間接方法:加強預處理,採用強制過濾裝置(活性焦過濾器)降低結垢物質含量;部分直接加熱改為間接加熱根據季節和水質進行調節切換。
4.2 可實施的解決方法採用新型塔內件代替原有塔內件,對換熱器經行集中清理,判別主要結垢溫度條件。採用深度預處理強制過濾裝置降低水中無機鹽類及懸浮物類結垢物質,改變部分間接加熱為直接加熱。
5理論基礎原因說明
5.1 塔內件對比圖片
5.2 徑向側導噴射塔盤(CJST)工作原理及技術特點
5.2.1 徑向側導噴射塔盤(CJST)工作原理由下一層塔板上升的氣體從板孔進入帽罩,由於氣體通過板孔時被加速,能量轉化,板孔附近的靜壓強降低,致使帽罩內外兩側產生壓差,使板上液體由帽罩底部縫隙被壓入帽罩內,並與上升的高速氣流接觸後,改變方向被提升拉成環狀膜,向上運動。在此過程中, 極不穩定的液膜被高速氣流拉動撞擊分離板後被破碎成直徑不等的液滴。氣液兩相在帽罩內進行充分的接觸、混合,然後經罩體篩孔垂直噴射,氣液開始分離,氣體上升進入上一層塔板,液滴落回原塔板。
5.2.2 徑向側導噴射塔盤技術特點:①處理能力大。CJST塔板,由於帽罩的特殊結構,氣體離開罩呈水平或向下方向噴出,這拉大了氣液分離空間和時間,使氣體霧沫夾帶的可能性大為降低,這使塔板氣體通道的板孔開孔率可大幅提高,一般可達20%～30%。而在開孔率相同時可允許操作氣速比一般塔板高出1.5-2.0倍,仍能將氣體霧沫夾帶限定在允許范圍以內。其次,氣體攜帶液體並流進入帽罩,而不是像浮閥等塔板氣體穿過板上液層,因而使塔板流動的液體基本上為不含氣體的清液,故降液管液泛的可能性大為降低,即同樣截面積的降液管,液體通過能力也可提高近一倍,所以對於擴產改造項目,保留原塔體,只需更換成新型塔板就可將塔的處理量提高100%以上。②傳質效率高。CJST塔板,由於帽罩的存在,罩內液氣比大,液相在氣相中分散較好,特別是氣液混合物撞擊分離板後改變方向或折返,使液膜不斷破碎、更新,氣液接觸混合非常激烈,對於噴射段由於液體經噴射分散度更高,顆粒更小,使氣液接觸面積增大。研究證明這一階段不僅是液滴的沉降,傳質作用仍在進行,罩內外基本上都是有效傳質區域,塔板空間都得到充分利用。因此傳質、傳熱過程比浮閥內進行的充分、完全,所以可達到總的塔板傳質效率比浮閥高出15%以上的效果。③抗堵塞能力強。由於塔板板孔較大且無活動部件,一般不易被較臟或粘性物料堵塞。另外,氣液是在噴射狀態下離開帽罩的,氣速較高,對罩孔本身有較強的自沖洗能力。物流中含有的顆粒、聚合物、污垢等雜質難以在罩孔聚集並堵塞罩孔。④阻力降低。CJST塔板氣體並不穿過板上液層,只需克服被氣體提升的那部分液體的重力,所以造成的壓降要小,塔板壓降在低負荷時與F1型浮閥相當,高負荷時比F1浮閥低20%～30%,負荷愈大,壓降低的愈多。⑤操作彈性好。與普通塔板相比,這類塔板的板孔動能因子F0更大,不易出現降液管液泛和過量液沫夾帶等不正常現象,即操作上限動能因子大,其操作彈性下限與浮閥相當上限要比浮閥稍高一些。⑥通過導向噴射,大大降低塔盤上的液面梯度,使得塔盤氣體分布較為均勻,它非常適合大塔徑單溢流塔板。⑦噴出的液體方向與塔盤液體流動方向一致,從而降低了液相返混程度。⑧導向噴射減小了液面梯度和液層厚度,使得塔板的總體壓降降低。⑨操作條件適應性強,適用於高壓強與較低真空以及高液氣比與低液氣比下操作。⑩操作簡便可靠,這類塔板從開工啟動到穩定運行時間很短,並能持續穩定生產,這與它具有很好的傳質效率有關。
根據以上的特殊優越性能實現主裝置自身的長周期運行。
5.3 深度預處理強制過濾裝置(活性焦過濾器)採用此裝置,科降低水中無機鹽類及懸浮物類結垢物質,改變部分間接加熱為直接加熱。
5.3.1 活性焦過濾器優點說明目前,因國內難處理工業廢水治理市場需求較小,活性焦多活躍在焦化廢水、造紙廢水、制葯廢水等領域,主要應用於其工藝廢水中有機物脫除和脫色。隨著環保形勢日趨緊張的現實要求,加之其逐漸展現出來的處理能力,活性焦將會在煤化工綜合廢水處理中得到更廣泛的應用。
5.3.2 與我們目前所使用的活性炭(煤質破碎炭為主的系列品種)的性能相比較活性焦因結構上中孔發達,其性能指標表現在――碘值有所降低,但亞甲藍值、糖蜜值大為增高,從而在應用上表現出能吸附大分子、長鏈有機物的特性。由於資源優勢的存在,生產成本及生產得率均比破碎炭有一定的優勢,其售價還不到活性炭的50%,單純從原料成本一個角度就大大降低了工藝的運行成本。
5.3.3 活性焦產品質量指標為:
①強度Hardness (w%) 91
②亞甲藍Methylene blue(mg/g)60
③灰分Ash (w%)12.5
④裝填密度Apparent Density(g/l)540
⑤碘值Lodine No.(mg/g)620
⑥比表面積(N2吸附)Specific surface area(m2/g) 490
⑦糖蜜值 Sugar Phickness(mg/g)>200
⑧粒度 Particle size distribution(w%)
0～3.15mm:其中>1.25 92%
5.3.4 吸附原理及主要性能參數(吸附容量和吸附速率)
5.3.5 吸附原理活性焦不斷吸附水中溶質,直到吸附平衡即溶質濃度不再改變時為止。一定溫度下,達到吸附平衡時,單位重量活性焦所吸附的溶質重量和水中溶質濃度的關系曲線,稱為吸附等溫線。其曲線常用弗羅因德利希公式表示:X/M=kC1/n
式中:X為活性炭吸附的溶質量;M為所加活性焦重量;C為達到吸附平衡時,水中溶質濃度;k和n為試驗得出的常數。
5.3.6 主要性能參數(吸附容量和吸附速率)①吸附容量。吸附容量是單位重量活性焦達到吸附飽和時能吸附的溶質量,和原料、製造過程及再生方法有關。吸附容量越大,所用活性焦量越省。②吸附速率。吸附速率是指單位重量活性焦在單位時間內能吸附的溶質量。因吸附有選擇性,性能參數應由實驗測定。顆粒活性焦要有一定的機械強度和粒徑規格。
5.4 活性焦在水處理中的應用
5.4.1 非煤化工廢水應用概述活性焦最早用於去除生活用水的臭味。沼澤水常帶土味,湖泊和水庫水常帶藻類形成的臭味,用活性焦處理最為有效,並且只需在出現臭味時使用。大多用粉狀活性焦,直接投入混凝沉澱池或曝氣池內,隨污泥排除,不再回收利用。活性焦能去除水中產生臭味的物質和有機物,如酚、苯、氯、農葯、洗滌劑、三鹵甲烷等。此外,對銀、鎘、鉻酸根、氰、銻、砷、鉍、錫、汞、鉛、鎳等離子也有吸附能力。在給水處理廠中,活性焦吸附法又起完善水質的作用。
5.4.2 煤化工工藝活性焦應用說明本工藝採用的設備是以粒狀活性焦為濾料的過濾器,運行過程中須定期反復沖洗,以除去焦層中的懸游物,防止水頭損失過大(見過濾)。活性焦濾器也可採用流化床或移動床。與快濾池不同,水流均從下而上。流化床的流速會使炭層膨脹,不易阻塞。移動床內失效的炭會從池底連續排出,而新活性焦會從池頂連續補充。活性焦的再生。粒狀活性焦吸附容量耗盡後再生,常用的方法是加熱法,廢焦烘乾後在850°C左右的再生爐內焙燒。顆粒活性焦每次再生約損耗5～10%,且吸附容量逐次減少。再生效率對活性焦濾池的運行費用(也就是對水處理成本)影響極大。由於活性焦吸附水中有機物的能力特強,而微生物降解有機物的能力將起到再生活性焦的作用。同時活性焦的關鍵作用會大大降低進入換熱器和脫氨脫酚的懸浮物、大顆粒飛灰和有機物含量,從而起到預處理保護作用,實現了污水處理主要裝置的長周期的正常穩定運行。另外,轉化為固態污染物的活性焦還是良好的循環流化床燃料,可充分消除對環境污染。
6工藝改造
①脫酸脫氨塔件的改造,由原來的浮閥塔板,改造更換為徑向側導噴射塔板。②入脫酸脫氨塔前增加深度預處理強制過濾裝置(活性焦過濾器)。③適當的對塔底改變加熱方式,對含懸浮較少的塔底液進行加熱,改變來料預熱方式。改造後工藝裝置見圖4。
7取得的效果
7.1 原料水的改變煤化工制氣廢水經活性焦過濾後出水水質(mg/L)分析見表2。
7.2 運行周期變化煤化工制氣廢水預處理裝置改造前後運行後周期等對比見表3。
7.3 煤化工制氣廢水經萃取後出水水質分析見表4。
8小結
①通過以上改造後裝置達到了穩定運行,成本投資不大。
②預處理運行穩定後,出水水質連續穩定,完全滿足後續生化處理法的要求,為達標排放提供關鍵前提條件。
③對後續生化法、物理法處理裝置的穩定運行起到了重要保障,特別是採用單塔蒸汽汽提脫酸脫氨後有機溶劑萃取法提取副產物,對北方冬季煤化工污水處理裝置的連續達標穩定運行具有重要的指導意義。
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⑶ 合成氨生產有什麼氣體，廢水，固體污染物產生

合成氨生產主要的污染物有

污水：含氰污水，含氨污水，含硫污水。

廢氣：含硫化氫氣體，造氣吹風氣，一氧化碳氣體，二氧化碳氣體

固體廢物：煤灰，煤渣，銅液渣。

合成氨指由氮和氫在高溫高壓和催化劑存在下直接合成的氨，為一種基本無機化工流程。現代化學工業中，氨是化肥工業和基本有機化工的主要原料。

合成氨工業在20世紀初期形成，開始用氨作火炸葯工業的原料，為戰爭服務，第一次世界大戰結束後，轉向為農業、工業服務。隨著科學技術的發展，對氨的需要量日益增長。

主要用途

氨是重要的無機化工產品之一，在國民經濟中佔有重要地位，其中約有80%氨用來生產化學肥料，20%為其它化工產品的原料。氨主要用於製造氮肥和復合肥料，例如尿素、硝酸銨、磷酸銨、氯化銨以及各種含氮復合肥，都是以氨為原料的。氨作為工業原料和氨化飼料，用量約佔世界產量的1/2。

硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺葯、聚氨酯、聚醯胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料。

液氨常用作製冷劑，貯運商品氨中有一部分是以液態由製造廠運往外地。

此外，為保證製造廠內合成氨和氨加工車間之間的供需平衡，防止因短期事故而停產，需設置液氨庫。液氨庫根據容量大小不同，有不冷凍、半冷凍和全冷凍三種類型。液氨的運輸方式有海運、駁船運、管道運、槽車運、卡車運。