王立芹，張曉靜（河北正元化工工程設(shè)計(jì)有限公司，河北石家莊050061）

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雙氧水濃縮技術(shù)方案的選擇

王立芹，張曉靜
（河北正元化工工程設(shè)計(jì)有限公司，河北石家莊050061）

摘要：通過對(duì)三種雙氧水濃縮工藝技術(shù)比較分析，最終選用戴惠良研發(fā)的新型雙氧水濃縮技術(shù)路線。該工藝投資少、能耗低、產(chǎn)品純度高。

關(guān)鍵詞：雙氧水濃縮；降膜蒸發(fā)；升膜蒸發(fā)；精餾

石家莊柏坡正元化工有限公司（以下簡(jiǎn)稱柏坡正元）于2013年投產(chǎn)一套10萬t/a稀品雙氧水（27.5%）裝置，但從目前市場(chǎng)銷售反映情況來看，由于稀品雙氧水易分解，所以產(chǎn)品銷售運(yùn)輸半徑短。濃縮產(chǎn)品能增加銷售半徑，降低運(yùn)輸成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。另外，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國(guó)民生活水平不斷提高，精細(xì)雙氧水用量市場(chǎng)愈來愈廣闊，而精細(xì)雙氧水的原料都來源于濃品雙氧水。因此柏坡正元于2015年新建了一套5萬t/a雙氧水濃縮裝置，將濃度27.5%的稀品雙氧水濃縮至50%，目前也已投產(chǎn)，運(yùn)行良好。

1　雙氧水濃縮的原理

雙氧水濃縮工藝主要是蒸發(fā)加精餾，即利用過氧化氫和水的蒸汽壓不同，將稀品中的水蒸發(fā)出來，再經(jīng)過精餾除去雜質(zhì)，將稀品中的雜質(zhì)如有機(jī)物、游離酸、不揮發(fā)物等分離出來，因此濃縮過程兼具提純功能。

2　雙氧水濃縮工藝比較選擇

2.1濃縮壓力和溫度的選擇

過氧化氫是不穩(wěn)定化合物，對(duì)溫度極為敏感，為盡量減少過氧化氫的分解，應(yīng)盡量降低操作溫度。真空操作可以降低濃縮溫度，但是真空度也并不是越高越好，真空度太高，雖能降低操作溫度，但真空泵的電耗也相應(yīng)增加，而且還要考慮蒸汽噴射器的吸入量，吸入量越大，產(chǎn)品能耗越低。蒸汽噴射器的吸入量和動(dòng)力蒸汽的壓力、吸入汽的壓力有關(guān)，在動(dòng)力蒸汽的壓力一定時(shí)，吸入汽壓力越高，蒸汽噴射器的吸入量就越大，所以精餾塔頂?shù)膲毫Χ?0KPa（A）比較適宜，真空泵的吸入壓力為9.3KPa（A），這樣既能降低操作溫度，又能保證蒸汽噴射器較高的吸入量，節(jié)能效果顯著。壓力選定后，操作溫度即為此壓力下的蒸發(fā)溫度。

2.2雙氧水濃縮技術(shù)的比較

當(dāng)前國(guó)內(nèi)雙氧水濃縮工藝技術(shù)有兩種類型：一種是國(guó)內(nèi)于二十世紀(jì)80年代開發(fā)的兩段升膜蒸發(fā)加精餾技術(shù)；另一種是引進(jìn)國(guó)外的一段降膜蒸發(fā)加一段升膜蒸發(fā)再加精餾技術(shù)。

國(guó)內(nèi)的兩段升膜蒸發(fā)加精餾技術(shù)存在以下主要問題：升膜蒸發(fā)選型不當(dāng)，升膜蒸發(fā)應(yīng)該用于非熱敏性物質(zhì)的蒸發(fā)，而且要求蒸發(fā)率適中。而國(guó)內(nèi)技術(shù)的雙氧水升膜蒸發(fā)的蒸發(fā)率在0.95以上，升膜蒸發(fā)器靠高速汽拉膜。為了達(dá)到很高的蒸發(fā)汽速，換熱面積不可能做得較大，但要達(dá)到一定熱負(fù)荷，勢(shì)必提高傳熱溫差，致使傳熱溫差高達(dá)60℃，在干管部位容易發(fā)生雙氧水蒸汽過熱，導(dǎo)致雙氧水分解，這也是此技術(shù)能耗高的原因。

國(guó)外引進(jìn)的一段降膜蒸發(fā)加一段升膜蒸發(fā)再加精餾技術(shù)，雖然技術(shù)先進(jìn)，自動(dòng)化控制程度高，但設(shè)備規(guī)劃大，價(jià)格昂貴，一般中小型企業(yè)難以承受。

在對(duì)國(guó)內(nèi)外的雙氧水濃縮技術(shù)進(jìn)行了研究后，戴惠良研發(fā)了新型的雙氧水濃縮工藝流程、控制方案和成套設(shè)備［1］，該工藝技術(shù)是在吸收了國(guó)內(nèi)外雙氧水濃縮技術(shù)、設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)雙氧水行業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際開發(fā)出來的。該技術(shù)在國(guó)內(nèi)同類技術(shù)中處于領(lǐng)先水平，價(jià)格也較國(guó)外設(shè)備低廉。

該工藝技術(shù)也是采用一段降膜蒸發(fā)加一段升膜蒸發(fā)再加精餾技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）設(shè)計(jì)出了結(jié)構(gòu)極為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕的ふ舭l(fā)器的布膜器。該布膜器利用流體流動(dòng)的原理，用數(shù)控機(jī)床精確加工，各個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸的誤差小于0.1mm，因此可以認(rèn)為每個(gè)布膜器基本一樣，流體流通面積基本相同，從而保證了每個(gè)列管內(nèi)物料流量完全相同，達(dá)到布膜均勻。該布膜器的每個(gè)零件用料充盈，不會(huì)隨時(shí)間推移而發(fā)生變形，再加上對(duì)密封、固定等周密細(xì)致的設(shè)計(jì)，其性能明顯高于引進(jìn)技術(shù)。提高布膜器液位，可以加大對(duì)降膜蒸發(fā)器零部件水平偏差的糾正程度。

（2）設(shè)計(jì)的流程可以處理各種稀品，且產(chǎn)品全部符合GB1616- 2003標(biāo)準(zhǔn)。

（3）針對(duì)本裝置的精餾塔回流液流量、密度大小的特點(diǎn)，對(duì)填料的傾角、夾角及水平波紋都作了調(diào)整和增加，保證塔板效率正常。

（4）由于以上技術(shù)改進(jìn)和工藝條件優(yōu)化，本裝置適應(yīng)目前國(guó)內(nèi)機(jī)械加工水平，設(shè)備可完全國(guó)產(chǎn)化，從而降低了建設(shè)投資。

（5）加強(qiáng)了工藝條件組合，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)阻力小。

三種工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比見表1。

表1　三種5萬t/a雙氧水濃縮工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

經(jīng)過對(duì)比，柏坡正元5萬t/a雙氧水濃縮裝置的設(shè)計(jì)最終選用了戴惠良提供的工藝包。工藝流程簡(jiǎn)圖見圖1。

圖1　雙氧水濃縮新工藝的工藝流程圖

3　結(jié)論

針對(duì)三種雙氧水濃縮工藝的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比和柏坡正元公司目前的現(xiàn)狀，5萬t/a雙氧水濃縮裝置的設(shè)計(jì)最終選用了戴惠良研發(fā)的雙氧水濃縮技術(shù)，該工藝路線成熟，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，已被國(guó)內(nèi)多個(gè)廠家采用，如浙江江山雙氧水有限公司和河北新樂化肥有限公司等均采用了該項(xiàng)技術(shù)和設(shè)備。經(jīng)過生產(chǎn)考查，運(yùn)行狀態(tài)良好。

參考文獻(xiàn)

［1］戴川濤，戴惠良.新型國(guó)產(chǎn)雙氧水濃縮工藝技術(shù)的實(shí)現(xiàn)［J］.無機(jī)鹽工業(yè)，2012（7）：44- 46.

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［3］郁正容，毛光義.瑞士蘇爾壽公司雙氧水濃縮技術(shù)［J］.上?；ぃ?991（3）：34- 36.□

Selection of Process Scheme of Concentration Unit of Hydrogen Peroxide

WANG Li-qin，ZHANG Xiao-jing
（Hebei Zhengyuan Chemical Engineering Design Co.，Ltd.，Shijiazhuang050061，China）

Abstract：Through comparative and analysis three kinds of concentration process of hydrogen peroxide，this article determined finally that the design choosed the new type of concentration process of hydrogen peroxide developed by Dai Huiliang，the process has mature technology，low investment，low energy consumption and the high purity of hydrogen peroxide.

Key words：concentration ofhydrogen peroxide；fallingfilmevaporation；climbingfilmevaporation；rectification

doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2016.03.019

中圖分類號(hào)：TQ123.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1008- 553X（2016）03- 0055- 02

收稿日期：2016- 01- 21

作者簡(jiǎn)介：王立芹（1982-），女，畢業(yè)于山東科技大學(xué)，碩士，工程師，從事化工工藝設(shè)計(jì)工作，0311- 66609710，18931873128，18931873128@163.com。