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高氨氮废水处理蒸氨塔操作

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高氨氮废水处理蒸氨塔操作

2022-03-10

      高氨氮废水的不合理排放是河流和海洋水体富营养化的主要原因之一,其去除工艺已经越来越受到行业重视。处理高氨氮含量的废水耗费企业大量环保成本,因此若能对该工段的操作进行优化并加以控制,则能降低废水处理的成本。对某煤化工企业蒸氨塔进行机理建模,寻找到进水量不同时适度的蒸汽消耗。蒸氨塔进行模拟计算,并对塔板数、进料位置、回流比与进料热状态分析比较,发现进料位置靠近塔下端有利。认为在实际操作中,不加碱工艺更为经济。本文中主要针对蒸氨塔单元过程的操作进行优化和控制研究,重点在实时优化软件与控制结构的设计,以达到效益更高且方案可执行的目的。目前针对蒸氨塔的研究主要集中单变量,并未有更为深 入的多工况优化算法及动态控制,而通过计算机应用优化算法,可快速在多变量中寻找到工况及其操作方案,动态控制则能辅助操作人员将优化方案应用到装置中去。为优化计算和实施提供了可能。

蒸氨塔

1 稳态模拟

1. 1 蒸氨塔单元工艺流程简述

蒸氨塔的基本操作流程为: 废氨水经预热器加热,补充适量碱液后通过泵打入蒸氨塔,在蒸氨塔中挥发氨随着塔板上升在塔顶增浓,同时塔底废水中的挥发氨逐步减少。塔顶冷凝系统可以实现高浓度氨水的外送和回流,塔底再沸器则为提馏段的气液交换提供了上升气相,同时排出一部分处理合格的低浓度废水,送往后续工段继续处理。


1. 2 稳态模型

蒸氨塔的稳态模拟是系统的核心,是模型参数在线修正和经济优化模型的基础。在本文中,采用Aspen Plus 建立的机理模型作为优化软件的求解器,以某企业每小时处理量 100 t 的蒸氨塔的真实运行数据为基础,建立了符合装置实际的机理模型。


蒸氨塔模型中的进料数据和塔结构数据完全依据实测值和实际塔体进行建立。模型中的流程工艺数据为机理模型根据真实数据计算而来,可以看出,机理模型与实际的相对误差基本小于 1%,表示模型可以代表装置的基本运行机理,在该模型上进行优化计算可预测装置的优化操作。


1. 3 工艺优化分析

对于上述已经建立好的机理模型,进行多变量分析。通过流程分析和与车间技术人员沟通,发现回流比和采出量是影响产品质量和收率的关键变   量,因此对不同回流比下采出/ 进料比值对装置产品质量和能耗的影响进行分析。


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