【摘 要】
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酸性废水主要包含H2S、NH3、H2O及少量烃类化合物,酸性废水汽提工艺是石化行业主要的废水处理方式。然而典型酸性废水汽提工艺存在铵盐结晶、净化水纯度不足、能耗高等问题,且缺乏对其进行经济分析及过程控制。针对上述问题,本文在典型酸性废水汽提工艺的基础上,开发了侧线热泵精馏技术,基于该技术进行了能耗分析、经济分析及过程控制等研究。主要研究内容如下:（1）本文采用了ELECNRTL热力学模型对典型酸性
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酸性废水主要包含H2S、NH3、H2O及少量烃类化合物,酸性废水汽提工艺是石化行业主要的废水处理方式。然而典型酸性废水汽提工艺存在铵盐结晶、净化水纯度不足、能耗高等问题,且缺乏对其进行经济分析及过程控制。针对上述问题,本文在典型酸性废水汽提工艺的基础上,开发了侧线热泵精馏技术,基于该技术进行了能耗分析、经济分析及过程控制等研究。主要研究内容如下:（1）本文采用了ELECNRTL热力学模型对典型酸性废水汽提过程模拟及计算,模拟值与实际值相吻合。在该热力学模型的基础上,对酸性废水汽提过程中铵盐结晶及净化水纯度不足等问题进行了瓶颈分析,流程改进及参数优化后,酸性气中NH3、H2O质量分数分别降低至0.42%、1.4%,侧线气中NH3质量分数达到了32.36%,净化水中H2S、NH3质量浓度分别降低至5.78 mg/L、99.79 mg/L,有望解决铵盐结晶及净化水纯度不足的问题。（2）为降低能耗,开发了侧线热泵精馏技术,以年度总费用最小为目标,在满足15oC换热推动力基础上,优化后的压缩比为1.5,蒸汽出口温度为130 oC。结果表明,与无热泵工艺相比,热泵工艺的热力学效率提高了46.51%,年度总费用降低了22.74%。粗氨气经三级冷凝回收工艺并优化后,精制氨气中的氨含量为97.65%。（3）在此基础上,对热泵工艺建立了动态模型,分别采用两种控制结构,并整定了控制器参数。在S/R串级控制结构的基础上添加了QR/F前馈控制,结果表明,改进的控制结构降低了塔底净化水中H2S浓度的最大瞬时偏差,减少了塔顶酸性气中H2O含量的超调量,同时降低了灵敏板温度的调节时间,使热泵工艺具备更强的抗干扰能力。本文可为酸性废水汽提的热集成及过程控制提供参考。
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