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雙氧水后處理系統分離技術設計和裝置改造

成果與項目的背景及主要用途：雙氧水是重要的無機化工產品，廣泛應用于國民經濟各個領域。目前國內雙氧水生產主要采用蒽醌法，蒽醌法生產雙氧水較電解法具有能耗少、成本低和易于實現大規模生產等優點。蒽醌法雙氧水生產工藝一般包括氫化工序、氧化工序、萃取凈化工序和后處理工序及其他輔助工序，由于蒽醌法生產工作液系統循環工作的特殊性，對后處理工序的要求很高。它除脫除工作液的水分、調節 pH 值、分解萃余雙氧水外,更有對工作液進行洗滌、清除其中雜質、再生降解物的作用，是雙氧水生產中的一個關鍵工序。技術原理與工藝流程簡介： 9天津大學科技成果選編 10 在雙氧水生產過程中分離操作是非常重要的過程，主要設備有萃取分離塔、干燥器和堿分離器。若萃取塔的萃余液中雙氧水分離不好，將增加干燥塔中堿的消耗，若堿沉降器分離不好，將使白土床氧化鋁失效快，增加氧化鋁消耗和影響蒽醌降解物再生效果，并且易使整個工作液系統呈現惡性循環，給安全生產帶來隱患。針對上述情況，天津大學對雙氧水后處理系統采用先進的塑料聚集板技術，這樣大大提高分離效率，且可以減小分離器容積。這種結構油水分離器的優點是： 1、塑料波紋板是正反交錯疊置放入分離器內，作為一個多層板油水分離器，不需內部固定支撐部件的條件下，盡可能縮小板距，提高脫油效率，且安裝、檢修方便。 2、液流在波紋板組通道內的流動路程呈“之”字形，流動方向和流動截面均在不斷變化，這就為油滴在波紋板表面的粘附聚結和油滴之間的碰撞聚結，提供了更多的機會，油滴在浮升過程中聚結，在聚結過程中浮升，從而有效地提高了脫油效率。 3、可以采用波峰高度較低的波紋板，板組的當量直徑小，能在較大處理量、較短停留時間下，保持層流狀態；且板組內液流分布比較均勻，避免了由于短路和死角等造成的不良影響。 4、對于臥式分離器，在原料進入端加裝一段垂直放置的波紋板，既有利于液流分布均勻，又對固體懸浮物也有一定脫除作用。技術水平及專利與獲獎情況：國際先進水平；獲國家發明專利一項；獲天津市科技獎。本成果采用先進的分離技術和裝置對雙氧水后處理系統進行設計和改造，可以使原裝置擴產 40%～120%的條件下，干燥塔出口處堿含量低于 8 毫克/升，沉降器出口處堿含量低于 4 毫克/升，萃取塔的萃余液中雙氧水的含量低于 0.15 克/ 升。應用前景分析及效益預測：國內已有數十家企業采用蒽醌法生產雙氧水，普遍存在后處理系統落后的缺點。因此，采用先進的分離技術和裝置對雙氧水企業進行改造將具有廣闊的應用天津大學科技成果選編前景。如：某雙氧水廠原來從堿沉降器排出的碳酸鉀溶液量為 0.5m3 /h，有時萃余液含雙氧水高時，排出的碳酸鉀溶液每小時高達幾個立方米，碳酸鉀消耗量為 3.0 公斤/噸雙氧水，后續處理過程活性氧化鋁消耗量為 11.5 公斤/噸雙氧水。對干燥塔和堿沉降器進行改造后，經過安裝試運行，六個月來生產穩定，物料夾帶碳酸鉀溶液量極少，每日從堿沉降器排出的碳酸鉀溶液量為 0.08 立方米。碳酸鉀消耗量為 0.6 公斤/噸雙氧水，活性氧化鋁消耗量為 5.2 公斤/噸雙氧水；全年節省各項消耗達 132 萬元。應用領域：現有雙氧水生產企業和新建雙氧水企業。技術轉化條件（包括：原料、設備、廠房面積的要求及投資規模）：現有雙氧水生產裝置或新建雙氧水裝置設計及提供設備。合作方式及條件：技術服務和裝置內件供貨。

天津大學 2021-04-11

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