水夹点技术在钢铁企业节水减排中的应用_芦云红

“豫兴热风炉杯”011年曹妃甸绿色钢铁高峰论坛暨冶金设备管理经验交流会水夹点技术在钢铁企业节水减排中的应用芦云红李永广蔡会利普博(石家庄开发区德赛化工有限公司05035E一mail:Yong四an口i@126.eom)摘要水夹点技术是一种用于企业用水系统优化,以提高水的回用率为目标的过程集成技术。介绍了水夹点技术的基本原理和实施步骤。通过在钢铁企业的应用实例分析,节水成效显著。关键词水夹点技术;水系统集成;节水APPLICATIONOFWATERPINCHTECHNOLOGY刃NIRONANDSTEELENTERPRISESFOR军VATERSAVINGUYon佼笋a雌uLYunhongCaiHuiliLubO(hSijiazhuangDeveloPmentoZneDeasiChemiealCO.,LTD.05X()35E一amil:Yonggllang-li@126.eom)川比。妞沈hTewaterPinehteehnology15awaetr盯stemopti而zationtcehnolo盯otenhaneewatererusearteOfaPcoressoystem.hTisartieleintdorueeshtebasiePirneiPlesandimPlemenationporeeduesrofhtewaterPinehteeh-nology.Aparetiealapplieationinaniornandsteelente甲irseshowshtathteteehnologyeano腼inermakrablea-wte-rsavingefeet·Keywodsr:waetrpinehetehnolo盯,waetrsysetminte脚tion,watersaving串级供水是钢铁企业重要的节水技术之一,串级供水或串接供水是利用不同用户对水温、水质的差异,实行串联供水。如何串联最科学呢?水夹点技术的应用为串级供水提供了计算工具,使串级供水更加科学。水夹点技术是从系统工程的角度出发,将整个用水系统作为一个有机的整体进行综合考虑,对用水系统中的各种污废水的回用、再生和循环的所有可能的机会进行综合考察,采用过程系统集成的原理和技术对用水系统进行优化调度,按品质需求逐级用水,提高用水系统的重复利用率,使用水系统的新鲜水消耗量和废水排放量同时减少。水夹点技术体现了“系统着眼,按质用水,一水多用”的节水原则l[]。采用该技术,通常可节约新鲜水20%一30%,减少废水排放量20%以上。,水夹点技术简介1994年,英国Manehster理工大学(UMIS叨的Y.P.wang和Robinsmith在研究化工过程中废水最小化问题时,提出水夹点技术1。水夹点技术是过程集成领域在节水减排、环境保护方面的突破。它的应用可以使我们解决许多重要问题,比如如何设计或优化水网络,来实现新鲜水和废水的最小目标值?如何设计废水再生中的重要参数,如再生水量、再生浓度和再生后浓度?现行用水系统是否合理,不合理的环节和原因是什么?现行用水系统经济可行的节水潜力有多大?水夹点技术在国外已有成功应用。1994一1995年,英国孟山都公司首次用用了水夹点技术,使新鲜水消耗量降低了30%,新建的废水处理设施的投资从巧o万美元降至350万美元。这项措施还使孟山都公司荣获1995工艺物流川耳介盆不斗图1用水单元模型一56一“豫兴热风炉杯”2011年曹妃甸绿色钢铁高峰论坛暨冶金设备管理经验交流会年英国化学工程师学会颁发的杰出安全与环境保护奖冈。近年来,我国石化行业也开始关注水夹点技术的应用价值,有很多企业将该技术应用于企业节水减排工程实践,取得了良好的成效。2、水夹点的技术原理常规的节水策略往往是着眼于单个的单元操作或局部用水网络,这样只能实现局部节水的目的,不能使整个用水系统的新鲜水用量和废水排放量达到最小化。而水夹点技术则是着眼于整个用水系统,利用单元模型构造水夹点。呱霞供水线供水线丹汁||ù出度限浓极口图2负荷一浓度曲红利用富含杂质的过程流股来描述用水单元模型,如图1所示。水在进人过程中与物料进行质量传递,将物料中的杂质带走,产生了浓度为Cw,out的废水。此过程可看作是两股物流即系统物流(富杂质流股)和水流之间的质量传递。这个过程可以用图2所示的负荷一浓度图来表示。图2中浓度最高的为物料线,较低的为供水线。供水线斜率越大,流率越小。由图可以看出,位于物料线下方的供水线均可满足要求。但是,为了确定别的单元废水能被本单元再利用的可能性,需要指定本单元最大进口浓度。同时,为了确定所需水的最小流率,需要指定本单元最大出口浓度。这样就得到了该单元用水的极限曲线(图3a)。图中,C表示污染物浓度;M表示物料。为了达到节水的全局优化,必须从整体来考虑整个系统的用水情况。所以,需