化纤废水中DMAc回收工艺的研究朴香兰

]5[霍宇凝,赵岩,陆柱.聚天冬氨酸与氧化淀粉复配物的阻垢性能研究[J].华东理工大学学报,2的l,27(4:)38-53876[]杨士林,黄军礼,张玉玲等.聚天冬氨酸的合成及分子量对阻垢性能的影响[J].化工科技,2003.11(:5)24一28[7]认勺。doLuisL.PerParationofPolyasPartieAeidbyHigheTmepartuerReaetion【P].US5367047,November22,1994.[8]MiehaelSehwambom.Che而ealSynhtesisofoPlyasParties:aBidogeadrableAltemativetouC能ndyUsedpolcyabroxylateHomoandCo卯l丫mesr[J]·oPly叮犯rD铭adrationandsabtiliyt,1998,(59),3945.[9]MasayUikoTilnda,MasayoshiaYbe,uYikhaurAakrawa.PerParationConditionsandPorpe币esofBidoeghaableHdyorgels阶Pardebyi--yn习diiatonofPol卿PartieAeidsSynhtesidezbyhTeamrlpolcyondeniaston[J].oPlylr犯r,1997.38(11),2791一2795.[10]GianfraneoB,SeveorS,RemoQetia.[J].JMedhCem,2X()2,45(25):5556一5563.l[l]霍宇凝,刘珊等.聚天冬氨酸对碳酸钙阻垢性能的研究IJ].水处理技术,2001,:226一28.1121杨红健,王兰芝,赵新强等.绿色水处理剂聚天冬氨酸的合成与性质IJ].水处理技术,2005,31(:6)51一52化纤废水中DMAc回收工艺的研究朴香兰朱慎林(化学工程联合国家重点实验室(清华大学),北京100084)摘要:二甲基乙酸胺(DMcA)作为溶剂在纺丝工业中广泛使用,在纺丝过程中将产生大量的含DMcA的废水.本文对抓仿萃取处理含DMAc的化纤废水的工艺进行了研究。实验表明,氯仿萃取分配系数一般能达到1.05,因此可用萃取方法回收废水中的DMAc,经六级错流萃取后萃取率可达到99%以上。适宜的萃取条件为:温度为3)40℃、溶剂比为2一1。经化工工艺流程模拟软件PROn的计算表明,含5%DMAc的模拟废水经萃取回收流程,萃残液进行汽提回收抓仿后,最终排放的废水中DMAc的浓度可降至180Ppm.关键词:化纤废水:DMcA:萃取1前言在纤维成型的过程中产生大量的含二甲基乙酞胺的废液,其中含35~45%DMAc,~2%的盐以及水,目前的处理方法是蒸发+精馏,通过此工艺过程将高浓度废水中的二甲基乙酞胺(DMAc)回收,但DMAc浓度为5%的废水如果用精馏的方法,则其能耗巨大,而如果直接排放将污染环境,而且造成资源的浪费。尤其在扩大生产能力的需求下,选用能耗低、溶剂回收更彻底的回收方法显得尤为重要。Akade而ia等【’〕曾经研究用活性炭吸附DMAc的方法,取得了一定的进展。而溶剂萃取法可以有选择性地从废水中提取DMActz·3],然后用闪蒸的方法使萃取剂回收循环使用,这不仅对废水进行了处理,而且回收了DMAc,能耗也不高。下面研究用氯仿萃取剂萃取回收废水中DMAc的工艺过程,并确定了较好的工艺条件。2实验部分2.1实验用试剂与仪器二甲基乙酞胺:化学纯,北京亚太精细化工公司;三氯甲烷:分析纯,北京化工厂;HP一8453紫外分光光度计:HZS一D恒温水浴振荡器:LD-42A离心机2.2分析方法DMAc中的酞胺基团在紫外光区198nm处有最大吸收,且线性关系良好,可用于对DMAC浓度的定量分析。2.3实验方法1.模拟废水的制备用去离子水配制两种模拟废水,模拟废水1的组成为水77%、DMAc20%、盐3%,模拟废水2的组成为水49%、DMAcs%、盐1%。2.平衡实验单级萃取操作如下:按所需相比吸取萃取剂与废水放入锥形瓶中,置于水浴振荡器,在所需温度下,以200次Z而n的速度振荡5而n,取出混合液静置分相,将上层清液的浓度作适当稀释,并用去离子水作空白,在紫外分光光度计上测定萃余液中DMcA的浓度。3实验结果与讨论3.1OM^。在两相的萃取平衡在多组分体系中,之所以能用萃取的方法实现不同组分的提取或分离,其主要根据就是不同的组分在同一体系和操作条件下具有不同的萃取平衡分配关系。因此研究任一萃取体系的分离过程必须首先研究它们的萃取平衡问题。利用这种萃取平衡关系随外界条件的改变而发生转移的规律,就可以控制一定的条件使被萃取组分尽可能多地从水相转入有机相,即实现萃取过程。被萃取组分在水相和有机相之间的分配系数可用下式表示:分配系数=(平衡时有机相中被萃取物质的所有化学形式的总浓度)l(平衡时水相中被萃取物质的所有化学形式的总浓度)表1为溶剂对不同浓度DMAc水溶液的萃取平衡数据。表1溶剂对不同浓度叫八。水溶液的萃取平衡数据(溶剂比1:1,NH4el~1%,pH均为2“s)萃取前DMAc浓度%l萃取后DMAc浓度/%分配系数1.840.921.012,791.371.以3.981.841.16.494.2411.055,%2.8961.06由表1可见,水中DMAc浓度增加时分配系数变化较小,基本上为1.05左右。3.2温度对萃取的影响在一般情况下,萃取温度升高,溶剂的溶解能力增大,选择性降低,这是萃取温度影响萃取过程的实质。但是温度高于临界溶解温度,就不能生成两相,萃取也就不能进行。在实际生产中,在溶剂比一定的情况下,一般是保持较高的塔顶温度和适宜的塔底温度,使溶剂有足够的溶解能力和较好的选择性.而萃取温度选择在废水本身的温度附近,就不必增加热交换工序,这样会降低能耗。为了了解抓仿萃取DMAc的过程中温度的影响,本文选择了20℃、25℃、30℃、40℃用模拟废水l进行实验,实验结果如图1所示。由图1可知,分配系数随温度升高而略有降低,但在所选温度范围内分配系数随温度变化不大。考虑到工艺过程的能耗以及溶剂的萃取性能,萃取操作适宜在30一40℃进行。橄吸求臼1.8象1.2嗬走尔0.60203040温度/℃图1温度对萃取的影响卜卜一一~`___一一~一一-一,.---~--~~-...---.-Nll4CIII---奋-CaC1222盐浓度/%图2盐浓度对萃取的影晌滴盛…3.3盐浓度对萃取的影响废水中常常含有一定量的盐(Cacl:或N氏Cl),为考察盐浓度对萃取的影响,我们以溶剂比1:1、用初始DM人e浓度为5.01%的废水作了萃取实验,结果如图2。由图2可见,盐浓度增加时分配系数基本保持不变,对萃取的影响较小。3.5多级萃取实验结果由上面的单级萃取实验结果可以看到,其萃取效果是有限的,它的萃取率低,或需要消耗大童萃取剂而只能得到浓度很低的萃取液。为了满足工业生产的要求,一般采用多级错流萃取或多级逆流萃取的方式。我们在室温下处理了几种浓度的废水,结果如表2.表2多级苹取废水结果废水组成溶剂比萃取级萃取后废水中DMAc浓度扣pmDMcA浓度肠盐浓度%l(重量比)数错流实验值逆流计算值·、、1.431.11(CaC一2)2.25630印5.011.0(CaC一2)2473416204.941.0(N4HCI)2629539()4.941.0(N执CI)28148985.的1.0(N氏CI)1.512—2X()由表2可见,若废水中DMAc浓度为5%、溶剂比为2时,萃取后废水中DMAc浓度降到2X(扣pm所需错流级数为8级,而采用逆流萃取,则理论级数为7级,若理论级数为12级,则声取后废水中DM峨c浓度降至2仪扣pm所需溶剂比为1.5。表2表明,经8级逆流萃取后废水中的DMAc浓度小于2以扣pm,如要进一步降低DMAc的含t,可适当增加萃取级数或增大溶剂比,工业上一般采用多级逆流萃取的方式。3.6工艺流程设计根据小试实验结果,选择氛仿为萃取剂,设计了DMAc废水的萃取回收流程,整个工艺包括萃取过程、精馏过程、汽提过程,具体流程如图3.经化工工艺流程模拟软件PR0n的计算表明,含DM人c的模拟废水2经萃取回收流程后,绝大部分DMAc得到回收,在对萃残液进行汽提回收抓仿后,最终排放的废水组成为DMAc.0018%(180Ppm)、caclZ.093%、氛仿.0012%(120Ppm)、水99·04%。溶荆溶荆精抽塔苹取塔提塔汽溶荆相排放水图3以从c废水处理工艺流程4结论DMAc作为溶剂在纺丝工业中广泛使用,在纺丝过程中将产生大量的含DMAc的废水,若不经回收直接排放,不仅造成资源的浪费,而且严重污染周边环境。本文以DMAC废水为研究对象,用萃取方法对废水进行了处理,得到了以下几点结论:氛仿萃取DMAc的分配系数一般能达到1.05,因此可用萃取方法回收废水中的DMAc。经六级错流萃取萃取率可达到99%以上,经8级逆流萃取后废水中的DM户心浓度可降到2以丫pm以下。影响萃取的因素很多,对于不同的萃取体系,同一因素所起的作用和重要性也可能并不相同。根据DMAc废水的特点,考察了水溶液浓度、温度等因素对分配系数的影响,经实验研究发现,适宜的萃取操作条件为:温度so碎0℃、溶剂比2一1,而且在一定的DMAc浓度范围内分配系数基本不变。经化工工艺流程模拟软件PR0n的计算表明,含5%DMAc的模拟废水经萃取回收流程,萃残液进行汽提回收氛仿后,最终排放的废水中DMAc的浓度可降至180Ppm。参考文献11]Akede而ianaukSSSR.:A上ade而ianaukUkrianskolRSR.W扛set一介比di代尤tadsopriton能歇叮比ntofwasetw也rotermovedimhetylacetamideandisobuatnol.sovietjourn缸ofwaetrehe而sytrandecthnol叩y,2988,10(z):114一116l2]王文清,彭立娥,郭成等.聚芳纤维纸生产废液中二甲基乙酸胺的萃取回收.铀矿冶,1992,11(2):5卜553l[林泉,朱慎林,戴欲元.溶剂萃取法回收与处理含DMcA废水的研究.水处理技术,2的2,28(4):196自】99火力发电厂水平衡及水务管理张学勤(河北三河065202)摘要:本文以某火力发电厂水平衡测试结果为例,厂水务管理水平的意见与建议。关键词:火电厂:水平衡;水务管理:水处理:分析在水务管理工作中的优势及存在的问题,提出提高火力发电废水回用;零排放O引言水,以简单的氢2氧1的结构,支撑着生命活动所需要的一切。水对人类的重要性越来越被人们认同。随着国家对工业用水水源的限制和环保要求的日益严格,火力发电企业的水务管理水平也急待提升与跟进。通过高水平的水务管理,大幅度降低发电水耗,将对发电企业提高安全经济效益、创建节约型企业以及树立环境友好形象起到很大作用。在传统的火力发电行业管理模式中,人们对水务管理的认识还不是很清晰,从电力院校、科研单位的专业设置、培训与研究,到企业内部岗位设置及专业技术管理,一般都没有非常明确的水务综合管理的内容,这种情况成为创建节约型企业的阻碍因素,必须尽快加以解决.在一般火电厂的岗位与专业类别设置上,水工专业负责范围是给排水、水工设施及构筑物、水量平衡等,是对水的量的管理,而化学专业则是化学水处理、防腐防垢、水污染防治等,是对水的质的管理,水务综合管理的概念,应该包括水工的全部以及化学水处理的部分职能,主要是以下内容:第一,合理选择和利用水资源,既保证满足发电需要,又尽量少用水、少排水,不污染环境。第二,合理安排各生产工艺系统的生产用水及排水,按各用水系统对水质的需要,分级用水,提高水的使用效率。第三,研究各用水系统的排水量和水质,采用最合适的排水处理系统,以合理经济地满足下一级系统的水质要求。本文将以某火力发电厂水平衡测试为例,分析该火电厂在水务管理工作中的优势及存在的问题,进而以点带面,提出提高火力发电厂水务管理水平的探索性意见与建