雙效蒸發(fā)法治理糠醛廢水及回收醋酸鈉技術(shù)
由沈陽理工大學(xué)開發(fā)的雙效蒸發(fā)法治理糠醛廢水及回收醋酸鈉技術(shù)，適用于糠醛行業(yè)。
主要技術(shù)內(nèi)容
一、基本原理
在糠醛生產(chǎn)過程中，初餾塔塔下廢水約為糠醛產(chǎn)量的24倍，廢水的溫度在100℃左右，pH值約為2.5，含有大量的有機(jī)酸，如乙酸、蟻酸等。若按乙酸計(jì)，占廢水總量的2%～2.5%，并含有相當(dāng)數(shù)量的高沸點(diǎn)有機(jī)物。其中甲基糠醛和烯類為0.2%～0.3%、糠醛為0.05%，塔下廢水的COD值一般在18,000～23,000mg/L。直接對塔下水進(jìn)行加熱蒸發(fā)時，由于醋酸與水存在共沸，所以無法將水與醋酸完全分離開。采用氫氧化鈉作為醋酸的穩(wěn)定劑，即使醋酸與氫氧化鈉反應(yīng)生成醋酸鈉和水。反應(yīng)方程式為：
HAc + NaOH=NaAc+H2O
這樣對廢水進(jìn)行蒸發(fā)時，醋酸就被穩(wěn)定在液相中，只有水被蒸發(fā)，才能達(dá)到水與醋酸分離的目的。在糠醛生產(chǎn)中，醛氣是糠醛氣和水蒸汽等氣體的混合氣，其溫度為150℃～160℃，熱含量很高。醛氣需經(jīng)冷凝后進(jìn)入初餾塔。若將這些醛氣冷凝，每生產(chǎn)1t糠醛要耗22～26t清水。采用醛氣對糠醛廢水進(jìn)行蒸發(fā)。為了提高醛氣熱能利用率和節(jié)約冷卻水，蒸發(fā)過程采用雙效蒸發(fā)法。蒸發(fā)出的水蒸汽冷凝、生化后進(jìn)鍋爐回用，達(dá)到了生產(chǎn)廢水零排放的目的。蒸發(fā)后得到的濃縮液，經(jīng)脫色提純、冷卻結(jié)晶得到重要化工原料—工業(yè)級醋酸鈉。
二、技術(shù)關(guān)鍵
（1）設(shè)計(jì)出以醛氣為熱源的蒸發(fā)器。蒸發(fā)器的日蒸發(fā)量應(yīng)略大于日廢水量、結(jié)晶醋酸納母液和結(jié)晶醋酸鈉洗滌水等水量之和，確保日產(chǎn)廢水得到及時處理。
（2）通過向廢水中投加有機(jī)硅類消泡劑，解決連續(xù)蒸發(fā)過程中的暴沸現(xiàn)象。
（3）通過對醛氣進(jìn)行凈化處理和對蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，解決了醛氣中因?yàn)楹心z質(zhì)物質(zhì)，直接通入蒸發(fā)器后，膠質(zhì)物質(zhì)會粘附在蒸發(fā)器壁上，嚴(yán)重影響換熱效果的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了以醛氣為熱源對廢水進(jìn)行蒸發(fā)的處理工藝。
（4）采用氫氧化鈉為穩(wěn)定劑，使糠醛廢水中的醋酸與氫氧化鈉反應(yīng)生成醋酸鈉。
（5）蒸發(fā)濃縮液中，含有較多紫黑色的雜質(zhì)，要得到工業(yè)級醋酸鈉，必須進(jìn)行特殊的脫色提純處理。
典型規(guī)模 2000噸/年。
主要技術(shù)指標(biāo)及條件
一、技術(shù)指標(biāo)
（1）糠醛廢水經(jīng)治理后可實(shí)現(xiàn)零排放；
（2）廢水蒸發(fā)出的水蒸汽經(jīng)冷凝后，符合《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)-工業(yè)鍋爐水質(zhì)》（GB1576-2001）的鍋爐用水標(biāo)準(zhǔn)的軟化水，可直接進(jìn)鍋爐回用；
（3）對蒸發(fā)濃縮液進(jìn)行脫色處理后，再經(jīng)進(jìn)一步濃縮、結(jié)晶、分離、干燥等，得到符合《三水醋酸鈉執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)》（Q/NH18-1999）的工業(yè)級醋酸鈉。
二、條件
（1）日蒸發(fā)水量略大于160m3；
（2）脫色釜、結(jié)晶釜和分離設(shè)備與蒸發(fā)量相匹配；
（3）廢水pH值控制在7～7.5，添加適量添加劑，保證蒸發(fā)過程正常進(jìn)行；
（4）脫色釜中添加適量活性炭、助濾劑和脫色劑，可保證醋酸鈉的質(zhì)量和可操作性。
主要設(shè)備及運(yùn)行管理
一、主要設(shè)備
中和槽；蒸發(fā)器；脫色釜；板框過濾機(jī)；結(jié)晶釜；離心機(jī)。
二、運(yùn)行管理
要配戴勞動保護(hù)用品（工作服，耐酸堿手套、水靴，防護(hù)眼睛，口罩等）。運(yùn)行前檢查設(shè)備是否完好。
投資效益
一、投資情況
總投資200萬元，其中設(shè)備投資150萬元；主體設(shè)備壽命10年；運(yùn)行費(fèi)用195萬元/年。
二、經(jīng)濟(jì)效益（以年產(chǎn)2000噸的糠醛廠廢水治理為例）
應(yīng)用該技術(shù)治理糠醛廢水之后，可回收醋酸鈉900噸，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值270萬元，每年可獲利99.3萬元；如采用其它糠醛廢水治理技術(shù)，每年污水處理費(fèi)用約50萬元，直接經(jīng)濟(jì)效益149萬元？偼顿Y200萬元，24個月即可收回投資。因此，應(yīng)用該技術(shù)不但處理糠醛廢水可以給企業(yè)帶來非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
三、環(huán)境效益
糠醛廢水COD含量極高，一般均值都在20,000mg/L左右。利用該技術(shù)治理糠醛廢水，每噸廢水可減少COD排放量約20千克，按一般糠醛廠每天產(chǎn)生糠醛廢水150噸計(jì)算，每天可減少COD排放量約3噸，每年按330天計(jì)算，每年可減少COD排放量約990噸，因此，該技術(shù)的應(yīng)用具有非常顯著的環(huán)境效益。治理后的糠醛廢水可全部返回生產(chǎn)系統(tǒng)再利用，對于一個每天產(chǎn)生糠醛廢水150噸的糠醛廠，這些廢水全部返回生產(chǎn)系統(tǒng)后，每天可節(jié)約新鮮水約150噸，一年按330天計(jì)算，每年可節(jié)約新鮮水約49,500噸。因此，該技術(shù)的應(yīng)用具有非常顯著的節(jié)能減排效果。
該技術(shù)于2008年11月通過了遼寧省科學(xué)技術(shù)廳組織的鑒定，鑒定意見認(rèn)為該技術(shù)填補(bǔ)了國內(nèi)空白，該項(xiàng)成果達(dá)到同類研究國際先進(jìn)水平。
該技術(shù)被中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會評為2009年國家重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)（A類）。
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