(中职)合成氨工艺及设备(项目1-9)配套教材课件汇总完整版电子教案.pptx
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合成氨工艺及设备(项目1-9)851页完整版课件正版可修改PPT项目一合成氨生产过程准备任务一认识合成氨任务要求能说出氨的用途能写出合成氨的化学反应方程式列举出氨的物理性质并能对相应的物理性质的相关知识进行分析列举出氨的化学性质并能分析化学性质与用途间的关系能根据所学的知识,充分了解我国合成氨工业的现状、发展方向、开发的重点能树立正确的人生观、价值观、学习观、发展观,掌握正确的学习方法,学好合成氨生产知识合成氨科学家们通过研究发现,氮元素也是植物营养的重要成分之一,它是植物生长的最重要的营养,给土地施含有氮的肥料,能有效地增加粮食产量。
氮气在空气中所占比例非常大(78.09%),是自然界中分布很广的气体。
但是大多数植物不能直接吸收空气中的氮气,只有当氮气与其它元素化合以后,才能被植物吸收利用,因此必须把空气中的氮气转变为氮的化合物。
把空气中的游离的氮转变为氮的化合物的过程称为固定氮。
在自然状态下固定氮的方式有两种,如图(1-2)一种是依靠固氮微生物将氮气转化为氨被植物吸收,另外一种是依靠闪电等自然能量将氮气转化为氨,随雨水降到地面被植物吸收。
但是这两种固氮方式都是依靠自然力量,效率很低,同时条件也有很大的局限性。
自然固氮图1-2自然固氮人工固氮德国化学家哈伯于1908年成功的研究出由氮气和氢气反应合成氨的方法,由于是用人工的方法将氮气转化为氨,所以称为人工固氮,这是目前应用最广泛也是最经济的固氮方法。
用人工合成的方法固氮生产氨,习惯上称之为合成氨。
合成氨是用将氮气和氢气合成的方法生产氨。
氨的化学式是NH3,现代的合成氨的方法是在高温、高压、有催化剂的条件下,把原料氮气和氢气合成氨气。
反应方程式是:
N2+3H2=2NH3+Q合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,对社会发展与进步做出了巨大贡献。
二、氨的性质2.氨极易溶于水可制成含氨15-30%的商品氨水。
氨溶解时放出大量的热。
氨的水溶液呈弱碱性,易挥发。
2准条件下,氨的相对密度为0.5971(空气中),比空气轻。
1.状态氨是具有特殊刺激性臭味的无色气体,能刺激人体器官的粘膜。
氨有强烈的毒性,空气中含有0.5%的氨,就使人在几分钟内窒息而亡。
在标1物理性质33.氨很易被液化在0.1MPa压力下将氨冷却到-33.5,或在常温下加压到0.7-0.8MPa,氨就能冷凝成无色的液体,同时放出大量的热量。
如果人与液氨接触,则会严重地冻伤皮肤。
液氨也很易气化,降低压力可急剧蒸发,并吸收大量的热。
1氨与酸或酸酐可以直接作用,生成各种铵盐,例如氯化铵、碳酸氢铵等。
氨与二氧化碳作用生成氨基甲酸铵,脱水生成尿素。
12在铂催化作用存在条件下,与氧作用生成一氧化氮,一氧化氮继续与水作用能制得硝酸。
在高温下、电火花或紫外光作用下,氨能分解成氢和氮。
1液氨或干燥的氨气对大部分物质没有腐蚀性,但在有水的条件下,对铜、银、锌等金属有腐蚀作用。
4氨与空气或氧按一定比例混合后,遇火能爆炸。
常温常压下,氨在空气中的爆炸范围为15.5%28%,在氧气中为13.5%82%。
二、氨的性质化学性质三、氨的用途氨的用途氨主要用于农业,制造各种化学肥料。
合成氨是重要的化工原料,用于制造尿素、碳铵、硝铵、氯化铵等肥料。
在化学工业中作为重要的化工原料,用于生产染料、制药、煤油、纯碱、合成纤维、合成树脂等。
液氨是常用的制冷剂,在食品工业、医疗行业、冷藏系统中作为制冷剂。
在国防工业中,是生产炸药的原料,另外可以生产导弹,作为火箭的推进剂和氧化剂。
四、合成氨发展概况A1.世界合成氨发展目前合成氨产量以中国、俄罗斯、美国、印度等国最高,约占世界总产量的一半以上。
合成氨主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤等,因以天然气为原料的合成氨装置投资低、能耗低、成本低的缘故,世界大多数合成氨装置是以天然气为原料。
但是自从石油涨价后,由煤制氨路线重新受到重视。
从目前世界燃料储量来看,煤的储量约为石油、天然气总和的10倍,所以以煤为原料合成氨仍具有潜力。
2.我国的合成氨发展我国的合成氨产量排名世界第一。
但单一设备规模较小,近年来合成氨设备的大型化是世界合成氨的主流发展趋势,因此我国也在对合成氨产业进行调整,兴建大型合成氨设备,改善中型合成氨设备,淘汰小型合成氨设备,建立区域性大型合成氨企业集团。
B五、合成氨生产工艺的特点AB2.技术要求高一方面由于制取粗原料气比较困Lo难re,m另i一ps方u面m粗原料气净化过程比较长,而且高温高压操作条件对氨合成设备要求也比较高。
CD5.与农业息息相关农业对化肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力。
E1.能量消耗高合成氨工业是能耗较高L的or行em业i,ps由u于m原料品种、生产规模和技术先进程度的差异,能耗在2866GJ之间。
3.高度连续化合成氨工业还具有高度连续化大生L产o的re特m点ip,su它m要求原料供应充足连续,有比较高的自动控制水平和科学管理水平4.生产工艺典型合成氨生产工艺中包括了流体输送L、or传em热、ip传su质m、分离、冷冻等化工单元操作,是比较典型的化学工艺过程。
任务小结思考与练习1.总结NH3的物理性质和化学性质。
2.写出工业合成氨的反应式。
(注明中文名称)3.合成氨生产包括哪几个主要步骤?
用方框图表示出合成氨生产的基本过程。
4.氨的用途有哪些?
5.通过阅读下列资料,写出自己的感想,想一想你从资料中能得到什么启示。
6.查阅合成氨工业的建立者哈伯的资料,谈一谈你的感想7.你所在的地区有没有合成氨企业?
请了解其规模任务二认识合成氨生产过程任务要求列举出合成氨生产所使用的原料.用语言叙述出合成氨生产过程包括的三个步骤.查阅资料说明我国的合成氨企业使用的原料的特点.能够准确的用方框图表示出合成氨生产的工艺过程能够查阅资料根据当地的能源特点选择合成氨原料路线与生产路线一、合成氨的原料氢气和氮气是合成氨的直接原料气,所以生产合成氨必须要制备合格的氢气和氮气。
氢气氮气氨高温高压催化剂因为氢气不能直接从其他混合物中取得,合成氨生产过程中最重要的问题是如何获取纯净的氢气,合成氨的绝大多数过程都是在制取氢气。
工业普遍采用焦炭、煤、天然气,轻油重油等燃料在高温下与水蒸汽反应的方法制取。
根据这些原料的状态不同,又把合成氨原料分为以固体燃料(焦炭、煤等)、气态烃(天然气等)和重油等。
1.氢气的来源图1-11煤图1-12天然气输送管道图1-13重油氮气在空气中的体积分数达到78.09%,空气在自然界广泛存在,是氮气的最好来源,要将空气中的氮气用于合成氨,可以通过把空气中的氧气和氮气分离的方法得到,或者将空气中的氧气通过燃烧的方式消耗掉从而得到氮气。
2.氮气的来源空分装置二、合成氨生产过程合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。
经过百年的发展,合成氨技术趋于成熟,形成了一大批各有特色的工艺流程,但都是由三个基本部分组成,即:
原料气的制备指的是由燃料经过燃烧制取氢氮混合气的过程;原料气的净化主要包括原料气脱硫、一氧化碳变换、脱碳、少量一氧化碳及二氧化碳脱除等工序,将原料气中的杂质硫化物,一氧化碳,二氧化碳等脱除,并对气体成分进行调整;气体的压缩与氨的合成指的是在高温、高压和有催化剂的条件下,将氢氮气合成为氨。
原料气的制备原料气的净化气体的压缩与氨的合成各工序的任务原料气的制备工序主要目标是由原料制备合成氨原料气-氢氮混合气,也称造气工序。
原料气的制备工序都含有硫化物。
原料气中的硫化物,不仅能腐蚀设备和管道,而且能使合成氨所用催化剂中毒。
此外,硫是一种重要的化工因此,原料气的硫化物,必须脱除干净。
脱硫工序的目标是脱除原料气中硫化物。
脱硫工序无论哪一种原料制备以含碳燃料制备的合成氨原出的合成氨原料气中,料气中,都含有一氧化碳,一氧化碳不是合成氨的直接原料气,在一氧化碳的变换工序使一氧化碳与水蒸气进行变换反应,变换反应后得到的氢气是合成氨直接原料气,得到的二氧化碳也比一原料,应当予以回收。
氧化碳更容易被除去。
同时一氧化碳对氨合成催化剂有毒害,因此原料气送往合成工序之前必须将一氧化碳清除。
一氧化碳变换是对原料气的进一步加工。
一氧化碳的变换工序脱碳中的碳指的是二氧化碳。
二氧化碳不是合成氨的直接原料,还是合成氨催化剂的毒物,因此必须加以脱除,但二氧化碳同时是一种有用的化工原料,应加以回收利用。
脱碳工序为了防止氨合成催化剂中毒,在进氨合成塔前将残余的一氧化碳和二氧化碳进一步脱除,又称为精制工序。
精制用压缩机将气体进行压缩,满足各工序的压力要求,最终将氢氮混合气压缩到合成氨所需的压力。
经过净化和压缩后的氢氮混合气在氨合成塔内合成氨,经过加工处理制得产品液氨。
压缩与合成合成氨流程方框图脱碳产品氨合成压缩精制把各工序组合起来,就构成了合成氨的工艺流程,合成氨流程方框图:
原料气的制备脱硫一氧化碳变换三、以煤为原料合成氨的工艺过程以煤为原料合成氨的工艺种类非常多,各种工艺流程的区别最主要在煤气化过程也就是原料气的制备工序。
传统的煤气化工艺以块煤固定层间歇气化法,典型的大型煤气化工艺主要包括碎煤固定层加压气化工艺、水煤浆加压气化工艺以及粉煤加压气化工艺等。
固定层间歇式气化合成氨流程被国内煤、焦炭为原料的企业所用。
连续式制气工艺对煤种的适应性比较广,而且生产大型化,规模化,是目前比较新型的合成氨工艺流程。
四、以天然气为原料合成氨的工艺过程以天然气为原料合成氨与以煤为原料合成氨的主要区别在于原料气的制备工序,需要将天然气先经脱硫,除掉硫化物,然后进入转化工序,在催化剂的作用下使天然气与空气和水蒸汽反应,通过二段转化,使之转化为粗原料气(一氧化碳、氢气、氮气混合物),再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序进行气体成分的调整,得到的氮氢混合气,再经精制工序处理后,制得氢氮比适当的纯净氢氮气,经压缩机压缩后进入氨合成工序,制得产品氨。
任务小结2.以固体燃料为原料合成氨3.以气体燃料为原料合成氨1.合成氨生产过程的三个步骤原料气的制备原料气的净化原料气的压缩与合成思考与练习1.假如你是一位工艺设计师,你正在对合成氨造气原料选取,查阅资料说明你如何选择,为什么?
2.合成氨工艺包括哪三个步骤?
分别包括哪些工序,作用是什么?
3.画出合成氨生产工艺流程方框图?
4.固体燃料合成氨的工艺过程是什么?
5.气体燃料合成氨的工艺过程是什么?
任务三合成氨生产水处理任务要求能说出水中的杂质及其危害能区分不同的水处理岗位的岗位任务能列出常用的水质指标并说明其意义能根据工艺流程图说明水处理岗位的工艺流程能说明水的处理方式及应用能分析水处理对合成氨企业的意义一、水中的杂质及其危害杂质按其在水中存在的状态分三类:
1.悬浮物质:
由大于分子尺寸的颗粒组成。
比如水中悬浮的泥沙颗粒藻类物质、细菌、原生动物等微生物。
2.胶体物质:
大小介于悬浮物质与溶解物质之间。
水中的胶体主是铝、铁、硅的化合物及有机化合物。
3.溶解物质:
水中溶解的物质分为溶解的气体和溶解的盐类。
溶解的气体比如溶解在水中的氧气,二氧化碳;溶解的盐类以各种离子的形式存在,在水中溶解量比较大的主要有钙离子、镁离子、碳酸氢根离子、氯离子、硫酸根离子等。
水中存在的杂质,不管是悬浮物、胶体物、溶解物都会对工业生产带来不利。
水中的杂质结垢在换热器或锅炉的表面,垢层存在会降低换热器的传热速率,影响设备的正常运行,严重的甚至会引起爆炸;水中溶解的氧气、氯离子等杂质可能会造成设备或换热器的腐蚀;只有进行水的处理,尽量减少有害杂质的含量,改善水中结垢离子、腐蚀离子相互间量的关系,提高水的洁净程度才能有效地减缓或稳定其危害。
另外各工序的污水也不能直接排放出系统,必须进行污水的处理,将有害的物质降低到国家标准以下才可排放,否则必然会造成环境污染。
水处理的必要性1水中由于含有悬浮及胶体状态的杂质而产生浑浊现象,水的浑浊程度可以用浑浊度来表示。
浊度综合性地反映水的混浊程度。
浊度可以采用混凝、澄清、过滤的方法去除。
浊度:
12表示水中的氢离子的浓度。
PH值以7为中性,PH值小于7说明水显酸性,越小酸性越强;PH值大于7说明水显碱性,越大碱性越强。
PH值:
1硬度(H):
水中钙离子与镁离子含量的综合叫做水的总硬度。
表示水中结垢物质的多少。
硬度越大说明水中容易造成结垢的离子越多。
化学需氧量(COD):
在一定严格的条件下,水中各种有机物质与外加的强氧化剂作用时所消耗的氧化剂量。
COD值常用于衡量水中的有机物质的量。
COD值越高表明水体中还原性物质(如有机物)含量越高,而还原性物质可降低水体中溶解氧的含量,导致水生生物缺氧以至死亡,水质腐败变臭。
另外,苯、苯酚等有机物还具有较强的毒性,会对水生生物和人体造成直接伤害。
二、常用的水质指标1生化需氧量(BOD):
在人工控制的一定条件下,使水样中的有机物在有氧的条件下被微生物分解,在此过程中消耗的溶解氧的量。
BOD常用于衡量水中的有机物质的量。
其值越高说明水中有机污染物质越多,污染也就越严重。
12氨氮(NH3-N):
是指以游离氨(NH3)和游离氨(NH4+)形式存在的氮。
氨氮是合成氨企业的一个重要指标。
1水中溶解的盐类均以离子状态存在,具有一定的导电能力。
电导率是指一定体积溶液的电导,即在25时面积为1平方厘米,间距为1厘米的两片平板电极间溶液的电导。
电导率越大说明水中的溶解盐类越多。
电导率是衡量脱盐水的重要指标。
电导率:
溶解氧(DO):
溶解在水中的分子态的氧。
二、常用的水质指标常用的水质指标物理性水质指标感官物理性状指标温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等其它物理性水质指标总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体、电导率等.化学性水质指标生物学水质指标一般的化学性水质指标pH、碱度、硬度、氨氮、各种阳离子、阴离子、总含盐量、一般有机物质等有毒的化学性水质指标各种重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等氧平衡指标溶解氧DO、化学需氧量COD、生化需氧量BOD、总需氧量TOC等微生物指标细菌总数、总大肠菌数、各种病原细菌、病毒三、水中杂质的清除方法1.水中的悬浮物及胶体的处理对于粒径较大的(0.1mm以上)的泥砂颗粒,可以利用自然沉淀将其除去;对于粒径较小的悬浮物及胶体溶液,需要采用混凝。
混凝是通过投加化学药剂来破坏胶体和悬浮物在水中形成的稳定体系,使其聚集为具有明显沉降性能的絮凝体,然后用沉降法予以分离。
常用的絮凝剂有铝盐、铁盐及有机化合物等。
澄清是利用活性泥渣与混凝处理后的水进一步接触,加速沉淀速度的过程,即澄清是混凝后的絮凝物质与水分离的过程,通常在澄清池内完成。
三、水中杂质的清除方法1.水中的悬浮物及胶体的处理过滤是水通过过滤介质时,其中的悬浮颗粒和胶体就被截留在滤料的表面和内部空隙中,这种通过粒状介质层分离不溶物的方法称为粒状介质过滤。
过滤可用于活性炭吸附和离子交换等深度处理过程之前作为预处理,也可用于化学混凝和生化处理之后作为后处理过程。
常用滤料有石英砂、无烟煤屑、大理石粒等。
图1-19过滤介质图1-20压力过滤器水的除氧处理,水中的溶解氧是引起给水系统中金属腐蚀的主要因素。
给水系统发生氧腐蚀时,表面形成许多小型鼓包,直径不一,称之为溃疡腐蚀,鼓包颜色由黄褐色至砖红色不等,次层则是黑色粉末状物,这些均为腐蚀产物,主要是铁的氧化物。
所以要进行水的除氧处理,用以降低水中的溶解氧。
除氧的方法主要有化学除氧和热力除氧。
热力除氧是水加热至沸点,使氧的溶解度减小,水中氧不断逸出,再将水面上产生的氧气连同水蒸汽一道排除,还能除掉水中各种气体(包括游离态CO2,N2),除氧后的水不会增加含盐量,也不会增加其他气体溶解量,操作控制相对容易,而且运行稳定,可靠。
化学除氧是在水中加入除氧剂,使除氧剂与氧气反应,从而除去水中的氧。
化学除氧剂有亚硫酸钠、联氨等。
三、水中杂质的清除方法1.水中的悬浮物及胶体的处理水的软化处理主要目的:
是去除或降低水中的Ca+、Mg2+等易形成难溶盐类的金属离子含量。
将硬水处理成软水的过程称为水的软化。
软化处理的方法有药剂软化法、离子交换软化法。
药剂软化工艺指按一定量投加某些药剂(如石灰、纯碱等)于原水中,使之与水中Ca2+、Mg2+反应生成沉淀物CaCO3和Mg(OH)2,从而降低水的硬度。
药剂软化法用于水软化的初步处理。
三、水中杂质的清除方法2.水的软化处理离子交换软化是指使水中的Ca2+、Mg2+与离子交换剂中的阳离子交换,Ca2+、Mg2+被交换到离子交换剂上,从而降低水的硬度,达到软化的目的。
常用的离子交换剂为离子交换树脂。
所用的设备为离子交换器。
三、水中杂质的清除方法2.水的软化处理三、水中杂质的清除方法2.水的软化处理图1-22离子交换树脂三、水中杂质的清除方法3.水的除盐处理
(1)离子交换除盐离子交换除盐是利用离子交换树脂的可离解离子对水中离子产生交换反应的特性;阳离子交换树脂交换水中钙、镁、钠等离子放出H+;阴离子交换树脂再交换水中二价硫酸根离子、氯离子、硅酸根离子等阴离子放出OH-;H+和OH-结合生成水,从而达到去除水中盐类的目的。
所用的设备为离子交换床。
阳离子交换床内装填的是阳离子交换树脂,用于将水中的阳离子杂质交换为氢离子,阴离子交换床内装填的是阴离子交换树脂,用于将水中的阴离子杂质交换为氢氧根离子,混床内装填是的阴阳离子交换树脂,用于分别处理阴阳离子杂质。
在离子交换除盐流程中通常还有脱碳塔,是通过风机的风力来吹脱水中游离CO2的设备。
脱碳塔的作用一方面减小酸性气体对锅炉,过滤器的腐蚀,如果水中含有一定的CO2那么CO2和水产生碳酸,而电离去的氢离子来腐蚀后面的各种容器,另外一个作用,如果用在阴阳离子交换器,可以减轻阴离子交换器的负荷,提高化学除盐工艺的经济性和出水水质.三、水中杂质的清除方法3.水的除盐处理
(2)电渗析法除盐电渗析法除盐是在水中置入阴、阳两个电极,并施加直流电场,则溶液中的阳离子将移向阴极,阴离子则移向阳极,在阴、阳两电极之间有离子交换膜(阳离子交换膜或阴离子交换膜),利用离子交换膜的选择透过性(即阳膜只允许阳离子透过,阴膜只允许阴离子透过),阳离子、阴离子会选择性地通过膜,通过这个过程把阴阳离子从溶液中分离出来。
图1-25多膜电渗析槽工作原理示意图三、水中杂质的清除方法3.水的除盐处理(3)反渗透除盐反渗透是采用膜分离的水处理技术,是一种新型的水处理工艺,随着膜科学研究和制造的进步已经得到普及,它是利用膜技术将水中的离子成分去除,达到脱盐的目的。
反渗透除盐的关键部件是反渗透膜。
反渗透膜是在压力驱动下,允许溶剂分子透过而不允许溶质分子透过的一种功能性的半透膜。
它是一种用化学合成高分子材料加工制成的具有半透性能的薄膜。
它能在外加压力的作用下使水溶液的某一些组分选择透过,从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的.三、水中杂质的清除方法4.水的杀菌灭藻处理微生物繁殖的主要形式是粘泥(微生物及其分泌物聚成的块)和夹杂的无机和有机杂质。
在工艺设备上沉积的微生物粘泥能明显地减少传热量,降低换热效率,金属表面的生物污垢能造腐蚀。
水的杀菌灭藻处理的方法主要是投加杀菌灭藻剂。
往冷却水系统中添加杀生剂(也称杀菌灭藻剂)是控制微生物繁殖的最有效、最常用的方法之一。
氧化性杀生剂是具有强烈氧化性的杀生药剂,通常是一种强氧化剂,对水中的微生物的杀生作用强烈。
常用的氧化性杀生剂有:
含氯化合物、过氧化合物、含溴化合物等。
三、水中杂质的清除方法5.水的生物处理水的生物处理主要用于污水处理,主要是利用微生物将污水中有机物等杂质分解,从而达到净化的目的。
具体方式有活性污泥法和生物膜法等。
活性污泥法是利用活性污泥中的活性微生物对污水中的有机物进行氧化、分解,从而使污水净化的方法。
生物膜法是使微生物在固体介质表面(滤料或某些载体)生长、繁殖,形成膜状活性污泥(生物膜),当污水与之接触时,生物膜上的微生物摄取污水中的有机物为营养,从而使污水得以净化的方法。
污水处理包括一级处理、二级处理和三级处理,一级处理主要是处理水中的悬浮固体,胶体悬浮油类,方法有物理法、中和法等。
经过一级处理的污水,达不到排放标准,还需要进行二级处理。
一级处理属于二级处理的预处理。
二级处理又称二级生物处理或生物处理,主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质,使出水的有机污染物含量达到排放标准的要求。
主要使用的方法是微生物处理法。
具体方式有活性污泥法和生物膜法。
污水经过一级处理后,已经去除了漂浮物和部分悬浮物,经过二级生物处理后,去除率可达90%以上,二沉池出水能达标排放。
三级处理又称为深度处理,主要目的是为了回用,企业用的比较少。
四、合成氨厂的水处理1.水的预处理水的预处理是除去原水(原水指未经处理的水或进入某处理工序前的水称为该工序的原水)中的悬浮物和胶体物质,从而满足锅炉给水、循环水及进入脱盐装置等的水质要求的处理过程,包括混凝、澄清、过滤等处理装置的正常运行。
水的预处理岗位的任务和内容包括:
除去水中的悬浮物,胶体物和有机物降低生物物质,如浮游生物,藻类和细菌去除重金属,如铁,锰等降低水中钙镁硬度和重碳酸根等。
图1-27预处理岗位流程图四、合成氨厂的水处理2.脱盐水岗位水的除盐处理主要目的是除去水中的溶解盐类,除盐后的水称为脱盐水,根据标准不同又分为一级脱盐水和二级脱盐水,每个企业所用的脱盐方式不同,工艺流程也不同。
脱盐水系统主要是供应锅炉用水。
四、合成氨厂的水处理3循环水处理冷却水在循环系统中不断循环使用,由于水的温度提高,水流速度的变化,水的蒸发,各种无机离子和有机物质的浓缩,冷却塔和冷水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的进入,以及设备结构和材料等多种因素的综合作用,会产生严重的沉积物的附着、设备腐蚀和微生物的大量滋生,以及由此形成的黏泥污垢塞堵管道等问题,如图1-28所示,它们会威胁和破坏工厂长周期的安全生产,甚至造成经济损失,因此必须对循环冷却水进行水处理。
图1-28管道腐蚀、结垢、黏泥沉积四、合成氨厂的水处理3循环水处理循环水岗位的主要任务是负责向各工艺装置区输送水质合格,压力、温度、流量符合工艺要求的冷却用水,再将各用户返回的热水经凉水塔冷却后,经循环水泵升压送往各用户,循环利用;循环过程中,必须连续地补充由于蒸发、散失、排污(包括用户排放的冷却水)而损失的水。
同时为循环水的加药(缓蚀剂、阻垢剂、杀菌灭藻剂等),使得水质稳定,防止循环水对设备的腐蚀、结垢及微生物的生长,保证设备安全、稳定长周期运行。
水源预处理冷水池泵换热器排污水热水凉水四、合成氨厂的水处理3循环水处理冷却塔的主要作用是:
冷却塔的目的是把热水散热,将经过换热后温度升高的循环水汇集后,自下而上由水泵输送到塔顶,热水通过与塔顶风机产生的大量冷空气逆流接触,降低水温后汇集到集水池中,再由循环水泵送到各用水点。
冷却塔热水冷水低温空气高温饱和空气四、合成氨厂的水处理3循环水处理风机的作用是产生预计的风量并将塔内的湿热空气送往高空图1-33冷却塔顶部的风机集水池的作用是汇集淋水装置落下的冷却水,调节水量。
图1-34集水四、合成氨厂的水处理4.污水处理岗位各机泵密封冷却水、锅炉排污、循环冷却水排污、过滤罐洗涤用水及脱盐水、酸碱再生废水等排放的废水最终汇集到污水处理岗位。
污水处理岗位的任务是负责将污水进行处理,使水质达到排放标准。
合成氨企业污水的特点是在合成氨生产过程中,造气、脱硫工段排放的废水主要是半水煤气洗涤水,其水质特征为高温和高污染废水,主要污染因子分别为悬浮物、氨氮、氰化物、硫化物、COD、酚类等;合成、精制工段在生产过程中会产生废稀氨水,其中污水中氨氮浓度非常高。
目前对于含氨废水的治理方法主要分为物理化学法和生化法。
物理化学法主要有化学酸碱中和法、氨气吹脱法、蒸汽汽提法等。
氨吹脱法和蒸汽汽提法在工业生产上用于处理含氮废水较为普遍,但是氨吹脱法在环境温度低于0时,无法运行,且吹脱塔填料上易产生结垢,而合成氨企业的污水的温度比较高,而蒸汽汽提法则适于氨氮含量在1000mg/L以上的高浓度含氨废水的处理。
目前应用广泛的以生物脱氮技术较多,生物脱氮的基本原理是先通过硝化将氨氮氧化成硝酸氮(NO3-N),再通过反硝化将硝酸氮还原成氮气(N2)从水中逸出。
四、合成氨厂的水处理4.污水处理岗位在传统的多级活性污泥生物脱氮法的基础上,为进一步提高脱氮效率、降低运行费用
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