工程废液作为新能源的开发与应用

2022-09-10

苯乙烯-丙烯腈聚合工程在日常生产过程和停车清洗过程中产生大量的废油和废溶剂, 由于废油和组分中复杂, 粘度大, 不能有效地处理回收利用, 只能委托外单位进行废液处理, 造成了巨大的浪费。废溶剂的再精制也要耗费大量的能源, 与此同时工程热媒炉的运行还要消耗大量的柴油作为能源。

本工作通过进行废油和废溶剂的组分分析确认其成分, 热值核算和配比调整设计了其工程应用的可能性, 通过设备改造实现了废油变废为宝的工程实用性。

一、废油和废溶剂的成分分析和热值核算

燃物热值高, 有较高的可利用性, 可以燃烧使用。

二、废油的粘度控制

1. 对不同种类的废油的粘度进行测试, 与柴油粘度作比较

混合后, 废油粘度:33.0 CP

结论:从粘度测试可以看出:混合后废油粘度高于柴油粘度

2. 废油粘度的处理方法

废油燃烧利用过程中成功的关键就是控制废油的粘度。解决废油粘度有两个方法:①通过脱重组分装置等设备对废油再精制改善废油的品质;②通过溶剂稀释调整废油粘度

(1) 废油精制

如上图4, 在实际的工程运行中, 发现废油的精制蒸发量不足, 而且在精制过程中苯乙烯, 丙烯腈单体极易自聚, 造成管道堵塞, 精制过程无法连续。

结论:废油精制的方法行不通。

废油通过废溶剂稀释

实验方法

废溶剂和废油以一定比例掺混, 测得混合物粘度;

以柴油为参照标准, 混合物粘度和柴油接近的, 将选定其掺混比例, 进行Pilot实验

结论:

当废油与废溶剂按3:2掺混时, 废油粘度最接近柴油粘度;由此可知, 废油与废溶剂的最佳配比为3:2。

三、工程运行控制

1. 废油移送过程中杂质的去除

由于废油内部含有一定的不能充分溶解的杂质和高聚物, 有效去除废油中的杂质和高聚物, 可以避免异物对热媒炉枪头的堵塞, 确保热媒炉的正常运行。因此移送废油到过程中在废油泵的出口增加一套棉棒过滤器。

2. 热媒炉的运行条件调整

(1) 废油和废溶剂按照3:2比例进行混合, 粘度控制在9~12cp为最佳, 目前流动性与柴油相近;

(2) 废油收集罐进入废油供应罐时, 必须经过棉棒过滤器, 棉棒过滤器每使用15天进行更换;

(3) 废油燃烧时, 控制雾化压力在3.5~4.5kg/cm2, 确保雾化效果;

(4) O2的含量控制在7~9%, 流量高时要及时调节风量, 防止缺氧冒黑烟。

四、实施效果

通过以上措施的实施, 实现了废油的再次利用, 变废为宝, 成为热媒炉的燃料, 年可以节约柴油872吨, 费用266万元。

由于废溶剂与废油掺混后使用后也不需要再次精制, 从而也节约了大量的设备运行费用和物料消耗费用, 年可节约13万元。

通过以上两项费用的节俭, 我们一年就可以节约费用279万元。

结论

1.通过废油和废溶剂GC分析测试, 确认废油和废溶剂中的组分主要是甲苯, 苯乙烯, 丙烯腈具有较高的可燃物热值, 可以作为燃料再次使用。

2.由于废油的粘度高和低聚物多, 再精制过程中由于单体的自聚导致精制过程无法正常运行, 但是通过废油和废溶剂按照3:2的比例进行调配, 粘度可以控制在9~12cp的情况下可以正常使用, 燃烧效率:1吨废油=0.88吨柴油。

3.通过废油和废溶剂的混合使用, 解决了苯乙烯-丙烯腈工程中产生的大量废液的外送处理的难题, 减少了企业的废液处理费用, 实现了变废为宝并成为热媒炉装置新的能源, 为企业的废液处理开拓了新的方向并节约了大量的燃料和物料费用。

摘要:通过对工厂内的废液不同种类废油和废溶剂的合理配比, 变废为宝, 开发成为工厂内新能源。通过新的工艺减少了工厂燃料使用量, 减少废液处理造成的环境污染, 为企业节能降耗, 清洁生产开拓了新思路。

关键词:废液,废油,废溶剂,新能源

参考文献

[1] 陈彬, 顾国疆, 武宏阳.绿色低碳化的废油处理技术研究.应用化工, 2013 (9) , 143~145.

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[3] 张燕芳.用于锅炉燃烧的废油处理工艺[J].设备管理与维修.2008 (06) .

[4] 葛胜勇, 赵立山, 王言强.废油的再利用[J].节能技术.2002 (02) .

[5] 徐先盛.我国废油再生工艺及策略[J].石油商技.1999 (05) .

化学与能源开发论文

化学工程视野下的电化学能源转换与存储

摘要:以风力/太阳能等为代表的间歇性可再生能源发电技术为能源快速发展注入了新的活和契机。为此,发展这些电能的高效转换与存储体系至关重要,已成为当今世界范围内的重大挑战性课题之一。基于此,本文讨论和展望了化学工程视野下的电化学能源转换与存储技术的未来发展方向,为解决该领域工业化发展中的关键科学和技术问题提供了有效指导,将全面促进电化学能源转换与存储领域的快速发展。文章从化学工程的视角综述了电化学能源转换与存储技术 (二次电池、超级电容器、电化学催化等) 的国内外研究发展状况,指出并剖析了该体系存在的关键科学/技术问题,主要内容包括电化学能源转换与存储领域中的三传一反、系统工程、分离工程以及绿色节能新策略等。

关键词:传递过程;电化学;反应工程;电解;分离

随着能源危机以及环境污染问题日益严峻,以石油、煤和天然气等传统化石能源为主导的能源结构逐渐无法满足世界各国不断增长的能源需求,因此开发清洁高效可再生的新能源体系迫在眉睫。近年来,太阳能、风能、核能等可再生能源发电技术得到快速发展,规模占比逐年增加,电能的价格也逐年降低,目前光伏发电价格可低至0.35CNY/(k W·h)(国家发展和改革委员会 2020 年光伏发电上网电价政策)。在新能源发电技术的迅猛发展中,弃风弃电比例逐年增加,如何将弃风弃电有效地利用起来,对于全面推动可再生能源技术的发展具有重要的理论和现实意义。由此,基于电化学的能源转换与存储技术备受关注,成为国内外挑战性的重大课题。电化学能源转换与存储主要涉及二次电池、电解水制氢、电催化CO2/N2还原、电合成精细化学品/燃料、超级电容器等体系。近年来,在高效电极材料、电催化剂、电解液、隔膜以及系统等方面均取得了较大的成绩,基本实现在实验室中材料的可控制备和系统的正常运行。但是,仍然面临着一些关键的科学和技术问题,距离其大规模工业化应用仍存在差距。事实上,在研发和工业生产的过程中,涉及了化学、化工、能源、材料等多个学科和领域,其中在化学工程领域,三传一反、产品分离以及环境等问题都不容忽视。

本文综述了化学工程的理论与方法在电化学能源转换与存储领域的应用和状况 ,重点回顾了在提高电极材料电化学活性、开发清洁高效材料制备工艺,改善体系传质性能以及开发电化学产品分离工艺等方面所取得的一系列研究成果。在此基础上,针对该领域涉及的化学工程问题进行阐述,旨在抛砖引玉,共同推动电化学能源转换与存储领域的发展。

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