煤制甲醇過程用水網絡集成與優(yōu)化.pdf

1、新型煤化工產業(yè)作為煤炭清潔利用的一種重要方式，也是解決我國石油、天然氣不足的重要途徑之一。由于煤化工產業(yè)主要集中在煤炭資源豐富水資源匱乏的地區(qū)，而且煤化工項目是耗水量及排污量較大的項目。因此，區(qū)域水資源短缺與用水需求日益增長的矛盾成為制約煤化工發(fā)展的瓶頸。
　　本文基于傳統(tǒng)水夾點理論，從系統(tǒng)的角度提出了基于生命周期用水過程優(yōu)化設計的框架和水足跡夾點分析方法，以煤制甲醇為案例進行分析。首先確定研究對象所處的區(qū)域，處于“豐水”區(qū)域還是

2、處于“缺水”地區(qū)，在此基礎之上利用水足跡夾點分析方法對整個過程的進行節(jié)水分析。當企業(yè)處于貧水地區(qū)時，整個生命周期過程節(jié)水目標較高，即單純從生產過程角度無法達到節(jié)水目標時，需要從整個過程考慮節(jié)水，即對原料生產（煤炭生產）過程和產品生產（甲醇生產過程）進行節(jié)水。當研究對象處于豐水區(qū)域，此時整個過程的節(jié)水目標較低，此時只考慮從產品生產過程（甲醇生產過程）節(jié)水。
　　針對甲醇生產過程，對整個用水進行了詳細分析，繪制出了整個企業(yè)的用水平衡圖

3、。在此基礎上，利用逐步線性規(guī)劃法對甲醇生產過程的用水網絡進行優(yōu)化，優(yōu)化后的用水網絡消耗新鮮水量為87 t/h，節(jié)約新鮮水52.2％。
　　針對煤炭生產過程，用水級聯(lián)分析法對廢水回用的兩種方式（直接回用和再生回用）進行了分析。對于水直接回用過程，最小的新鮮消耗量和廢水排放量均為386.5 t/d，與原用水網絡相比，可以節(jié)約新鮮水48.1％。對于水再生回用過程，最小的新鮮水消耗量和廢水排放量均為196.70 t/d，可以節(jié)約新鮮水73