[一]、國內(nèi)焦化設(shè)備配件焦化廢水處理系統(tǒng)的可行方法
隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化加速進(jìn)行，所面臨的環(huán)境污染問題也日趨突出。而對于我國這樣一個缺水來說，水環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重化是進(jìn)一步加劇了我國水資源短缺的矛盾，成為制約我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要因素。因此，保護(hù)水資源、防治水污染、改變水環(huán)境是關(guān)乎國計民生和社會可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。焦化廢水，長期以來作為冶金焦化行業(yè)較大污染源之一，以其水量大，成分復(fù)雜，含有許多難以生物降解的物，處理難度很大的特點在行業(yè)內(nèi)一直飽受關(guān)注。
目前，國內(nèi)有焦化焦?fàn)t設(shè)備主要采用處理和二級處理，采用處理的較少。處理是指從污水中回收利用污染物，其工藝包括氨水脫酚、氨水蒸餾、終冷水脫氰等。二級處理主要指酚氰污水化處理，主要以活性污泥法為主，還包括一些生物處理技術(shù)如生物鐵法等，對提高處理效率有的作用。雖然一、二級處理工藝對酚和氰化物等易降解物有較好的處理效果，但對難降解物如多環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物的處理效果不佳，出水水質(zhì)通常濁度色度大、COD，NH3-N嚴(yán)重超標(biāo)、顏色重且有臭味，排放后對水體污染很大。如果考慮將廢水回用，將是對水資源優(yōu)化配置和節(jié)水減污的一項重要舉措。因此，采取處理的預(yù)處理組合工藝，焦化設(shè)備配件對處理進(jìn)行預(yù)處理，這樣不僅可以滿足處理進(jìn)水要求，同時使得處理出水水質(zhì)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，而且降低了處理成本。如何獲得工藝簡單、經(jīng)濟(jì)可行的處理的預(yù)處理方案是目前急待解決的課題。
吸附方法是利用多孔性吸附材料來吸取水中的雜質(zhì)，使之附著于吸附材料的表面，以期能達(dá)到降低水中雜質(zhì)之目的。該法可用于處理水中的微量雜質(zhì)，并能夠脫除水中的其它微量污染物從而提高水體的質(zhì)量。但吸附法一般費用較高，其中吸附劑的價格是制約吸附法應(yīng)用的瓶頸問題。在我國一些地區(qū)如山西、內(nèi)蒙等地蘊藏著大量的弱粘結(jié)性煤，當(dāng)?shù)鼐用衩簹夤こ檀蠖嗖捎弥绷t，副產(chǎn)大量半焦。這些半焦堆積如山，對周邊的環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。從潔凈煤技術(shù)和環(huán)境保護(hù)的角度講，魚待半焦的新用途。半焦本身具有豐富的孔隙和表面結(jié)構(gòu)，而且廉，因此考慮將其作為處理含油廢水的吸附劑。本文論證了半焦吸附處理焦化廢水的可行性，測定了半焦靜態(tài)吸附焦化廢水中各參數(shù)的影響，并針對處理對象山西某焦化企業(yè)的焦化廢水和半焦自身的物理化學(xué)性質(zhì)，探討了半焦活化的方法和活化后半焦各方面性質(zhì)的變化，考察活化后半焦對焦化廢水的靜態(tài)吸附和正交實驗吸附以及半焦的效果。
[二]、焦?fàn)t設(shè)備內(nèi)表面吸附力的影響
加熱爐爐管內(nèi)表面越粗糙，焦?fàn)t設(shè)備其吸附能力表現(xiàn)得就越高。當(dāng)原料介質(zhì)中含有數(shù)量的鹽類雜質(zhì)時，由于鹽類雜質(zhì)的逐漸沉降，使加熱爐爐管內(nèi)表面吸附能力不斷加強。而高流速介質(zhì)會使加熱爐爐管壁的吸附力減弱。
介質(zhì)在加熱爐爐管內(nèi)流動時，與爐管內(nèi)表面之間的過渡區(qū)，稱為邊界層。介質(zhì)主體溫度要比邊界層的平均溫度低，而平均速度比邊界層速度塊，且流動狀態(tài)為層流。因此，邊界層總是比介質(zhì)主體入臨界區(qū)，焦粉的濃度比介質(zhì)主體中焦粉的。
焦化設(shè)備配件加熱爐爐管內(nèi)介質(zhì)裂解的臨界溫度比邊界層的溫度高時，可以認(rèn)為基本不結(jié)焦。介質(zhì)裂解的臨界溫度與邊界層的溫度相當(dāng)時，焦炭量增加，且隨邊界層溫度的上升而增加，此時認(rèn)為加熱爐爐管開始結(jié)焦。加熱爐爐管結(jié)焦的速度不僅與邊界層的平均流速、壓力、溫度、邊界層焦粉的濃度有關(guān)，而且與邊界層的厚度有關(guān)，控制邊界層的厚度，會使結(jié)焦速度越慢。
通過加熱爐爐管內(nèi)外過程模擬可知，通常情況下，如介質(zhì)溫度420℃，管內(nèi)壁或油膜溫度450℃-460℃。油膜溫度過高會引起某段爐管內(nèi)介質(zhì)氣化加劇，當(dāng)Q/a上升到300-400，加熱爐爐管內(nèi)壁溫度將增加。當(dāng)高溫爐管與易結(jié)焦介質(zhì)接觸后，導(dǎo)致加熱爐爐管結(jié)焦速率上升。
影響生焦速率的主要因素是管壁溫度(或內(nèi)膜溫度)和表面熱強度。在的流速下，內(nèi)膜溫度升高或熱強度增大，則生焦速度會明顯加快，為了減緩生焦速率，盡力提高焦垢脫離速度，工藝上采取的主要措施是通過提高爐管注汽量，使?fàn)t管內(nèi)介質(zhì)流速增加，并使其處于湍流狀態(tài)。