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第1章 水集成1.1 水集成概述化工生产除了耗能外，还是一个大量耗水的过程。本着节能减排的生产原则，降低水资源的消耗是工艺设计过程中的重点之一。水系统集成的研究任务包括水系统的分析，综合和改造水系统的分析是指获得用水系统的最小新鲜水用量和最小废水流量目标；水系统的综合是指设计用水网络，通过水的回用、再生和循环等达到上述目标；水系统的改造是指通过改变现有的用水网络，达到最大限度限度的水回用和最小程度产生废水。本设计项目工艺流程为生产甲基丙烯酸甲酯工艺。此工艺中需要大量的工艺用水，从而在生产过程中会产生大量的废水，造成水资源的浪费，而且对环境产生严重污染，所以我们必须对废水进行净化处理。对其工艺用水重复利用，提高水利用率，增加经济效益。整个系统过程中，以硬度为基准，提取污水进出口的极限浓度及过程最小用量，如果全部利用新鲜水为水源则共需水量9154.25t/h。全厂用水网络信息如表1-1所示过程用水流量t/h入口浓度ppm出口浓度ppm杂质负荷（kg/h）车间用水14.80176019803.26公用工程用水9110280310182.82废液处理用水16.452402500.16罐区用水4.54505000.23生活用水84505000.40其他用水0.54505000.03表1-1全厂用水网络信息水夹点技术水夹点技术是水网络集成技术的一个分支，用各操作单元的用水的负荷对浓度参数作图，得到负荷浓度关系图。用水系统的极限复合曲线与最小供水线的交点就是的水的“夹点”。在夹点的上方，该操作单元的用水的极限进口浓度高于夹点浓度，要通过处理后利用，不能使用新鲜水，通过其他操作单元的处理用水来补充；在水夹点下方，该操作单元的极限出口浓度低于夹点浓度，不应排放废水，应将提高 它的重复利用价值。这就是用水的“夹点技术”。在实施所设计出的最大水复用率的用水网络时，要对某些作为中间用水过程出口水流中的部分非关键组分进行水处理，使它们的浓度达到匹配的用水单元进口浓度要求。最小供水线斜率的倒数就是系统的最小新鲜水用量。由用水系统夹点分析图可知夹点位置处最小用水量为607.87 t/h，新鲜水浓度为300.00 ppm，平均输出水浓度306.45 ppm。用水网络浓度间隔如图所示，用水组合曲线和最佳供水量如图所示：图1 用水组合曲线图2 最佳供水量水的再生与利用从系统某一单元操作中产生的废水或多个单元操作产生废水的总汇，经过全部再生和部分再生后，在对其它单元无不利影响条件下，作为该单元操作的水源，从而大幅度减少新鲜水的需求和废水处理量。废水的再生再利用中，夹点处再生可实现新鲜水用量和废水处理量最小，此时最小新鲜用水量为607.87t/h。其初步用水网络和优化后用水网络分别如图所示图3 初步用水网络图4 优化后用水网络根据上述用水网络设计，优化前和优
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