化學(xué)方面論文

化學(xué)方面論文

　　化學(xué)是一門歷史悠久而又富有活力的學(xué)科，它的成就是社會文明的重要標(biāo)志，化學(xué)中存在著化學(xué)變化和物理變化兩種變化形式。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家搜集整理的關(guān)于化學(xué)方面論文的內(nèi)容，歡迎大家閱讀參考!

　　化學(xué)方面論文篇1

　　淺談化學(xué)水處理系統(tǒng)方案的比較

　　【摘要】為了更加充分、合理得利用水資源，響應(yīng)國家對水資源節(jié)約保護(hù)的各項(xiàng)政策，實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約水資源的目標(biāo)，本文針對火電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)提出了兩種方案，分別為：一級除鹽加混床(過濾器+超濾+反滲透+一級除鹽+混床)和全膜法(過濾器+超濾+一級反滲透+二級反滲透+EDI)兩種方案。同時，以工藝合理、技術(shù)先進(jìn)，能夠?qū)崿F(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，滿足環(huán)保要求，以合理的投資獲得最大的綜合經(jīng)濟(jì)效益為原則，對其進(jìn)行了詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。其中，一級除鹽加混床是一種技術(shù)成熟可靠，投資較低，運(yùn)行費(fèi)用低，系統(tǒng)穩(wěn)定的傳統(tǒng)工藝，應(yīng)用最為廣泛。全膜法是一種新型的水處理工藝系統(tǒng)，具有技術(shù)先進(jìn)、環(huán)保水平高、系統(tǒng)自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)。

　　【關(guān)鍵詞】化學(xué)水處理;系統(tǒng)方案;比較研究

　　一、引言

　　電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)在電廠的正常運(yùn)行中，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。除鹽水水質(zhì)的優(yōu)劣直接決定了發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。廢水的處理及回收利用，則是對環(huán)境保護(hù)和降低運(yùn)行成本的有利保障。根據(jù)機(jī)組的不同型式，主要包括以下幾個系統(tǒng)：鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)、工業(yè)廢水處理系統(tǒng)、循環(huán)水處理系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)加藥及取樣監(jiān)測系統(tǒng)、脫硫廢水處理系統(tǒng)、生活污水處理系統(tǒng)、含煤廢水處理系統(tǒng)等，另外根據(jù)水源及水質(zhì)的不同，有些電廠還包括海水淡化系統(tǒng)、再生水處理系統(tǒng)等。根據(jù)水源及水質(zhì)的不同，鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)工藝方案眾多，主要包括以下三種水處理工藝：過濾器+一級除鹽+混床、過濾器+反滲透+一級除鹽+混床、過濾器+超濾+反滲透+EDI 等系統(tǒng)。目前應(yīng)用較多的是后續(xù)兩種水處理工藝系統(tǒng)，本篇文章重點(diǎn)對這兩種工藝進(jìn)行技術(shù)及經(jīng)濟(jì)比較。

　　二、化學(xué)水處理系統(tǒng)方案比較

　　2.1 水源水質(zhì)

　　電廠水源較多，主要包括地表水(水庫水、河水等)、地下水、海水、城市中水等。為保護(hù)地下水資源，國家已禁止采用地下水作為電廠用水，鼓勵采用城市中水，做到水資源的循環(huán)利用。表1為中的水質(zhì)作為本篇文章的研究資料，僅供本文使用。

　　2.2 以某2X660MW 機(jī)組為例，確定鍋爐補(bǔ)給水處理容量

　　對于2X660MW機(jī)組水汽循環(huán)損失，每小時需要補(bǔ)給除鹽水56.94噸，加上由于其它蒸汽損失所需要的除鹽水每小時10噸之后，即鍋爐每小時總共需要補(bǔ)給除鹽水66.94噸。

　　2.3 選擇系統(tǒng)工藝

　　根據(jù)原水水質(zhì)特點(diǎn)及機(jī)組對水質(zhì)的要求，對以下兩個方案進(jìn)行比較選擇：方案一：水庫水(經(jīng)過澄清、過濾)→生水箱→生水泵→雙介質(zhì)過濾器→超濾裝置→超濾水箱→反滲透給水泵→反滲透裝置→淡水箱→淡水泵→強(qiáng)酸陽離子交換器→強(qiáng)堿陰離子交換器→混合離子交換器→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房。方案二：水庫水(經(jīng)過澄清、過濾)→生水箱→生水泵→雙介質(zhì)過濾器→超濾裝置→超濾水箱→一級反滲透給水泵→一級反滲透裝置→中間水箱→二級反滲透給水泵→二級反滲透裝置→淡水箱→淡水泵→EDI 裝置→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房。經(jīng)上述兩種方案處理后，鍋爐補(bǔ)給水水質(zhì)：電導(dǎo)率(25℃)≤0.15μs/cm，SiO2≤10μg/L，TOC≤200μg/L。兩種方案出水水質(zhì)均能夠滿足機(jī)組對水質(zhì)的要求。

　　2.4 兩種方案的設(shè)備規(guī)范和技術(shù)比較

　　2.4.1 兩種方案的主要設(shè)備規(guī)范

　　(1)方案一水處理系統(tǒng)設(shè)2×114t/h 的超濾裝置，2×75t/h 的反滲透，2×150t/h 的一級除鹽+混床離子交換設(shè)備，鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)主要設(shè)備規(guī)范如表2所示。

　　(2)方案二的主要設(shè)備規(guī)范如表3所示。

　　2.4.2 兩種方案的技術(shù)特點(diǎn)

　　(1)方案一技術(shù)特點(diǎn)是采用反滲透裝置用于預(yù)脫鹽工藝，脫除水質(zhì)中約97%的鹽量，剩余鹽量進(jìn)入一級除鹽加混床系統(tǒng)。一級除鹽加混床技術(shù)是一種傳統(tǒng)的成熟的離子交換除鹽系統(tǒng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。一級除鹽為單元制，共兩列。方案一為傳統(tǒng)的配置方案，具有技術(shù)成熟、可靠，且對水質(zhì)、水量的適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)出力穩(wěn)定、操作彈性大，適應(yīng)的水質(zhì)范圍廣，對運(yùn)行人員的要求低，也是目前廣泛采用也是最為可靠的除鹽方法，技術(shù)非常成熟。缺點(diǎn)是離子交換樹脂需定期進(jìn)行再生，有酸堿廢液排放，但因有反滲透預(yù)除鹽系統(tǒng)，極大延長了再生周期，酸堿排放量小。

　　(2)方案二技術(shù)特點(diǎn)：電除鹽(EDI)是利用裝填在陰、陽離子交換膜之間的離子交換樹脂來去除水中的離子，又利用電滲析的直流電場為推動力，一方面使樹脂間的水解離成H+和OH-來不斷地使樹脂再生，另一方面使樹脂再生交換下來的離子遷入另一水體。既克服了電滲析不能深度脫鹽的缺點(diǎn)，又彌補(bǔ)了離子交換不能連續(xù)工作、需消耗酸堿再生的不足，把離子交換、離子遷移、樹脂再生融為一起，達(dá)到連續(xù)除鹽連續(xù)再生的目的。該方案中EDI 系統(tǒng)出力按2×75t/h 考慮;二級RO 系統(tǒng)出力按2×84t/h 考慮;一級RO 系統(tǒng)出力按2×93t/h 考慮。系統(tǒng)中RO 和EDI 均為動態(tài)的除鹽過程，設(shè)備運(yùn)行的同時有濃水排出，二級RO 與EDI 系統(tǒng)排水由于水質(zhì)較好，均回收至前一級系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)使用，2 套設(shè)備同時運(yùn)行。

　　EDI 方案具有工藝系統(tǒng)連接簡單，自動化程度高，運(yùn)行操作和維護(hù)方便，占地面積小，不需要酸堿再生等優(yōu)點(diǎn)，對環(huán)境無污染無需排放酸堿廢水，為綠色環(huán)保技術(shù)。但EDI 采用兩級反滲透產(chǎn)水，對進(jìn)水要求較高且對水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)能力低，藥品費(fèi)及膜更換費(fèi)用高。同時，EDI 設(shè)備也存在檢修維護(hù)工作量較大的問題。

　　2.5 兩種方案占地比較

　　兩種方案的占地情況如表4所示，從表中可以看出：方案二占地面積較小。

　　2.6 兩種方案投資及運(yùn)行費(fèi)用比較

　　2.6.1 兩種方案投資比較

　　兩種方案的投資情況如表5所示。從表中可以看出，方案一投資費(fèi)用較低。

　　2.6.2 兩種方案運(yùn)行費(fèi)用比較

　　兩種方案的運(yùn)行費(fèi)用情況如表6所示。從表中可以看出，方案一運(yùn)行費(fèi)用較低。

　　三、結(jié)語

　　通過上述分析，可以得出如下結(jié)論：方案一技術(shù)成熟可靠，投資比全膜法方案低約280 萬元，運(yùn)行費(fèi)用比全膜法方案低約117.4 萬元/年。雖然有一定的酸堿消耗，但是由于采用了反滲透作為預(yù)處理措施，大大延遲了再生的頻率，降低了酸堿的消耗。酸堿廢水中和回用，幾乎不會對環(huán)境造成危害。方案一作為傳統(tǒng)的除鹽工藝，對水質(zhì)、水量的變化適應(yīng)性強(qiáng)，維護(hù)簡單。綜合上述各方面分析，兩個方案均能滿足工程的設(shè)計(jì)要求。但方案一對水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)能力強(qiáng)，檢修維護(hù)工作量小，投資及運(yùn)行費(fèi)用均較低。

　　【參考文獻(xiàn)】

　　[1] 梁建斌. 化學(xué)水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[ J ] . 河南科技，2013，4，109.

　　[2] 張海濤. 電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D].天津：天津大學(xué)，2009.

　　[3] 許琦， 楊向東， 孫國良. 電廠化學(xué)水處理DCS的應(yīng)用研究[ J]. 中國電力， 2005， 38( 7): 61- 63.

　　化學(xué)方面論文篇2

　　談燃料乙醇工藝的化學(xué)工程分析

　　【摘要】乙醇是有多種用途的有機(jī)物，在飲料、香精以及醫(yī)療上均有應(yīng)用，伴隨著世界范圍內(nèi)能源危機(jī)以及新能源的探索開發(fā)，乙醇以其成本低、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)逐漸在燃料這一用途方面得到了高度重視。本文主要探討的是關(guān)于燃料乙醇的化學(xué)工程問題，在具體的分析中首先對燃料乙醇在發(fā)酵過程中的化學(xué)工程進(jìn)行分析，其次對燃料乙醇在提純過程中的化學(xué)工程進(jìn)行分析，最后闡述了燃料乙醇發(fā)酵與分類中的化學(xué)工程。

　　【關(guān)鍵詞】燃料乙醇;化學(xué)工程;探究分析

　　乙醇作為一種燃料，不管是在生產(chǎn)過程中還是在燃燒過程中均不會產(chǎn)生污染物，屬于一種清潔能源。早期的乙醇主要是通過淀粉、纖維素等經(jīng)過長時間的發(fā)酵而來，然而燃料酒精由于其需求大，在生產(chǎn)過程中需要大規(guī)模的生產(chǎn)，在生產(chǎn)中涉及到一定的化學(xué)工程，了解這些化學(xué)工程是燃料乙醇生產(chǎn)的關(guān)鍵，同時也是該調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)。本文主要就燃料乙醇工藝的化學(xué)工程問題分析如下：

　　一、燃料乙醇發(fā)酵分析

　　1、燃料乙醇發(fā)酵的多尺度

　　燃料遺傳在發(fā)酵過程中涉及到的工程領(lǐng)域較多，其中包括微生物工程、化學(xué)工程以及生物化學(xué)工程等，因此在實(shí)際的發(fā)酵過程中化學(xué)反應(yīng)相對復(fù)雜，正是由于其發(fā)酵過程中的復(fù)雜性，在研究中僅僅從單一的角度去研究與實(shí)際要求不符，因此在生產(chǎn)過程中應(yīng)該注重多尺度問題，也就是說從多個角度對燃料乙醇的發(fā)酵過程進(jìn)行分析，這樣才能更加全面的將乙醇復(fù)雜的發(fā)酵過程顯現(xiàn)出來，因此對于燃料酒精發(fā)酵的研究應(yīng)該涉及到生物學(xué)以及化學(xué)兩個重要方面，這樣的研究才更加符合實(shí)際研究需要。

　　2、發(fā)酵中的動力學(xué)與放大

　　乙醇在發(fā)酵前期需要進(jìn)行相關(guān)的準(zhǔn)備工作，其中主要與偶乙醇原料的液化以及糖化等，然后在乙醇發(fā)酵過程中應(yīng)該做好相關(guān)特性的控制，也就是動力學(xué)問題，動力學(xué)是乙醇發(fā)酵是否可以順利發(fā)酵的基礎(chǔ)，其中涉及到兩個方面的問題，一個是本征動力學(xué)，也就是從早期的原料到發(fā)酵微生物固有速率的問題，另外一個就是宏觀動力學(xué)，這個具體的就是在發(fā)酵階段乙醇的能量傳遞情況，現(xiàn)階段對動力學(xué)研究應(yīng)用主要模型是酶催化反應(yīng)。

　　3、發(fā)酵中的發(fā)酵罐多場

　　在遺傳發(fā)酵過程中需要一定的設(shè)備，發(fā)酵罐就是主要設(shè)備，由于乙醇發(fā)酵的復(fù)雜性，同時在發(fā)酵中還會受到外界環(huán)境溫度、濕度等各方面因素的影響。這些因素的影響會造成發(fā)酵速度緩慢，影響發(fā)酵進(jìn)程，也就是溢出發(fā)酵進(jìn)程的不同在發(fā)酵罐內(nèi)形成了不同的反應(yīng)場，不同的反應(yīng)場對于發(fā)酵罐正常的發(fā)酵造成影響，最終發(fā)酵質(zhì)量也會造成影響，不過這種發(fā)酵場也有有利的一面，那就是工作人員可以在發(fā)酵中采取措施進(jìn)行干預(yù)，使發(fā)酵質(zhì)量向更高的程度靠近。

　　二、燃料乙醇提純分析

　　乙醇在經(jīng)過發(fā)酵后在發(fā)酵液中實(shí)際含有的乙醇含量非常低，據(jù)有關(guān)資料顯示，這種含量通常只能達(dá)到5.0%―12.0%，這種低含量的乙醇基本不能滿足燃料的需求，所以在發(fā)酵結(jié)束后通常還需要進(jìn)行提純，當(dāng)然提純也是乙醇生產(chǎn)中必不可少的，對于乙醇提純的技術(shù)方法較多，應(yīng)用較為廣泛的主要是蒸餾技術(shù)，蒸餾提純乙醇主要是將乙醇中大量的水分排出，當(dāng)然在具體的提純中需要多次提純才能保證乙醇的含量，不過乙醇通過蒸餾能達(dá)到的最大含量約為90.0%，因此想要進(jìn)一步提出就需要采用其它的提純方法。在實(shí)際對乙醇的提純中通常是先通過蒸餾的方法將乙醇提純到一定程度，在達(dá)到一定含量后可繼續(xù)使用萃取、吸附等提純方法進(jìn)一步提升乙醇的含量，最終達(dá)到工業(yè)乙醇要求或者實(shí)際需要的濃度[1]。

　　三、發(fā)酵與分離的耦合

　　乙醇在發(fā)酵過程中其發(fā)酵過程與早期乙醇的發(fā)酵過程有較多的相同點(diǎn)，因此其工藝研究內(nèi)容也是一些基礎(chǔ)性的東西。在發(fā)酵反應(yīng)和分離過程中進(jìn)行的耦合同樣是一個復(fù)雜過程，因此在技術(shù)水平以及操作水平上都應(yīng)該有嚴(yán)格的要求。

　　如果通過直接的化學(xué)反應(yīng)就可以得到最終的成品，那么這個過程就是一個簡單的反應(yīng)過程，而在這個反應(yīng)過程中采用的干預(yù)措施、采用的設(shè)備等就屬于反應(yīng)工程，在乙醇提純中采用一定的方法將乙醇中不需要的一些水分或者雜質(zhì)清除，在這個過程中采用的試劑、設(shè)備以及提純中遇到的實(shí)際問題均屬于分離工程。因此乙醇發(fā)酵與乙醇分離的耦合在理論上是可行的，當(dāng)然通過實(shí)驗(yàn)證明在實(shí)踐操作中也是可行的。

　　在這方面也有較多的報道，比如有學(xué)者將液體的萃取以及發(fā)酵過程結(jié)合到了一起，在進(jìn)行連續(xù)發(fā)酵過程中將油烯基乙醇作為萃取劑，最終結(jié)果表明通過這種方法提取的乙醇質(zhì)量相對于早期的提純明顯提高。也就是說將生物發(fā)酵技術(shù)可以簡單地看成是反應(yīng)與分離技術(shù)的耦合，這樣在工業(yè)乙醇生產(chǎn)過程中可大大的提高分離效率，促進(jìn)乙醇含量的提升，當(dāng)然對于大范圍的推廣乙醇生產(chǎn)具有重要意義。在乙醇發(fā)酵中可以將反應(yīng)工程學(xué)的原理以及分離學(xué)工程理論結(jié)合起來，然后研究整個耦合過程，這樣的研究對于推動整個燃料乙醇的工業(yè)生產(chǎn)起著關(guān)鍵性作用，不過當(dāng)前大多數(shù)學(xué)者的報道中報道的內(nèi)容更多的傾向于工藝條件、生物萃取劑以及膜材料等，但是涉及到多場耦合、傳遞特性等化學(xué)工程的研究卻很少，這些在一定程度上抑制了燃料乙醇的工藝生產(chǎn)[2]。

　　在未來乙醇生產(chǎn)中新型發(fā)酵設(shè)備以及分離設(shè)備都需要多場耦合的指導(dǎo)，當(dāng)然在后期的乙醇發(fā)酵中將會實(shí)現(xiàn)反應(yīng)、分離以及其其它多種分離技術(shù)設(shè)備的耦合，也就是說通過一個連續(xù)的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)乙醇發(fā)酵到成品，這樣的設(shè)備不僅提高了生產(chǎn)效率，同時乙醇的質(zhì)量也會得到明顯提高。當(dāng)然這種設(shè)備同樣的可加快燃料乙醇作為新型能源的步伐。

　　結(jié)束語

　　燃料乙醇生產(chǎn)中過多的涉及到流體流動、熱量傳遞以及發(fā)酵生化反應(yīng)等，這個過程是一個復(fù)雜的過程，同時也涉及到多學(xué)科，因此在燃燒乙醇工藝的化學(xué)工程分析中應(yīng)該從多個角度對其進(jìn)行研究，在后期較長時間內(nèi)的研究目標(biāo)應(yīng)該集中在生物發(fā)酵反應(yīng)與提純分離過程的耦合，這樣的研究可以推進(jìn)乙醇工藝生產(chǎn)的發(fā)展，有利于盡早的調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)環(huán)保綠色可持續(xù)發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]李揚(yáng)，曾健，王科，等.醋酸酯化合成乙醇工藝及經(jīng)濟(jì)性分析[J].精細(xì)化工原料及中間體，2011(11).

　　[2]陳葉濤.關(guān)于燃燒乙醇工藝的化學(xué)工程分析[J].科技風(fēng)，2014(20).