更新時間(jian)：2009-02-04 15:08 來(lai)源：環(huan)境污(wu)染(ran)與防治 作者: 周文(wen)斌 戴燁凌 閱讀：9601 網友評論0條

摘要  介紹了(le)吸附法(fa)(fa)、熱破壞法(fa)(fa)、液(ye)體吸收法(fa)(fa)、冷(leng)凝(ning)法(fa)(fa)、生物膜(mo)法(fa)(fa)和(he)(he)冷(leng)等離子法(fa)(fa)等有機廢氣(qi)處(chu)理(li)技術，分析了(le)其特點。根(gen)據丙酮一步法(fa)(fa)生產甲(jia)基(ji)異丁基(ji)甲(jia)酮裝置的(de)(de)尾氣(qi)組分，通過對(dui)各有機廢氣(qi)處(chu)理(li)技術的(de)(de)比較和(he)(he)公司的(de)(de)實際(ji)情(qing)況，確定(ding)了(le)“冷(leng)卻預處(chu)理(li)－活性炭纖維二級吸附”設計方(fang)案。通過對(dui)機組的(de)(de)壓力和(he)(he)溫(wen)度的(de)(de)調整，使機組在(zai)安全運行的(de)(de)同時達到(dao)了(le)達標排放(fang)要求(qiu)。

關鍵詞  丙(bing)酮  冷凝  吸附  活性碳纖維

1  有機廢氣處理技術及其特點

1.1  吸附法

吸(xi)附分離過程(cheng)是(shi)(shi)利(li)用有(you)機廢(fei)氣(qi)中各(ge)組分與(yu)吸(xi)附劑(ji)(ji)間結合力的不同使(shi)有(you)機組分分離的過程(cheng)。決定(ding)吸(xi)附法(fa)處理效率的關鍵是(shi)(shi)吸(xi)附劑(ji)(ji)。對吸(xi)附劑(ji)(ji)的要求(qiu)一(yi)般是(shi)(shi)具有(you)密集的細(xi)孔結構、內(nei)表面(mian)大、吸(xi)附性(xing)能好、化學性(xing)質穩定(ding)、耐(nai)酸堿、耐(nai)水、耐(nai)高溫高壓和對氣(qi)體阻力小等特(te)點(dian)。常用的吸(xi)附劑(ji)(ji)有(you)活(huo)性(xing)炭、活(huo)性(xing)氧化鋁、人工氟石和爐灰(hui)渣等。目(mu)前應用的吸(xi)附劑(ji)(ji)中活(huo)性(xing)炭性(xing)能最好，應用最廣泛(fan)。

1.2  熱破壞法

熱(re)破(po)壞(huai)(huai)(huai)法(fa)是(shi)目前工藝設備(bei)較成熟、應用較廣泛的一種方(fang)法(fa)。有機(ji)化合(he)物的熱(re)破(po)壞(huai)(huai)(huai)十分(fen)復雜，包含一系列高分(fen)子分(fen)解、聚合(he)及自由基反應，最(zui)重要的有機(ji)化合(he)物破(po)壞(huai)(huai)(huai)機(ji)制是(shi)氧化和(he)熱(re)分(fen)解。熱(re)破(po)壞(huai)(huai)(huai)法(fa)可分(fen)為直(zhi)(zhi)接火(huo)焰燃燒法(fa)、催化燃燒法(fa)和(he)蓄熱(re)式直(zhi)(zhi)接火(huo)焰燃燒法(fa)等。

1.3  液體吸收法

液(ye)(ye)體(ti)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)法也稱為(wei)氣(qi)液(ye)(ye)傳質吸(xi)(xi)(xi)收(shou)法，以液(ye)(ye)體(ti)作為(wei)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)劑(ji)(ji)，使廢(fei)氣(qi)中的(de)有害(hai)成分(fen)被液(ye)(ye)體(ti)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)，從而達到(dao)凈(jing)化的(de)目的(de)。其吸(xi)(xi)(xi)收(shou)過程是(shi)氣(qi)相(xiang)和液(ye)(ye)相(xiang)之間進(jin)行氣(qi)體(ti)分(fen)子擴散或者是(shi)湍流擴散進(jin)行物質轉移。液(ye)(ye)體(ti)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)法的(de)關鍵是(shi)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)劑(ji)(ji)的(de)選擇，一(yi)般常用的(de)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)劑(ji)(ji)為(wei)水(shui)和油。

1.4  冷凝法(fa)

冷凝法是利用氣態(tai)污染物在不同(tong)溫(wen)度(du)及壓(ya)力(li)下具有(you)不同(tong)的飽(bao)和(he)蒸汽壓(ya)，在降(jiang)低溫(wen)度(du)或(huo)提高(gao)壓(ya)力(li)下，某些有(you)機(ji)組分被(bei)凝結(jie)為液體，以達到凈化回收的目的。冷凝溫(wen)度(du)一(yi)般在需要去除的有(you)機(ji)組分露點和(he)泡點之間(jian)，越接近泡點，凈化程度(du)越高(gao)。

1.5  生物膜法(fa)

生物膜法是將(jiang)微生物固定(ding)附著(zhu)在多孔性(xing)介質填(tian)(tian)料表面，并(bing)使(shi)有機(ji)廢氣(qi)在填(tian)(tian)料床(chuang)層中(zhong)進行生物處(chu)理(li)，將(jiang)各種(zhong)有機(ji)組(zu)分除去，并(bing)使(shi)之在空隙中(zhong)降解成CO2、H2O和中(zhong)性(xing)鹽。此方法適(shi)用于低濃度有機(ji)廢氣(qi)處(chu)理(li)，是研究治(zhi)理(li)有機(ji)廢氣(qi)的前沿和熱點技術[1]。

1.6  冷等離子(zi)法

等(deng)(deng)離子(zi)(zi)(zi)(zi)體脫除有(you)機(ji)物的(de)基本(ben)原(yuan)理是通過高壓(ya)(ya)脈沖放電，在(zai)常(chang)溫(wen)常(chang)壓(ya)(ya)下獲(huo)得等(deng)(deng)離子(zi)(zi)(zi)(zi)體，其中的(de)高能電子(zi)(zi)(zi)(zi)和氧離子(zi)(zi)(zi)(zi)、氫氧根離子(zi)(zi)(zi)(zi)等(deng)(deng)活性粒子(zi)(zi)(zi)(zi)與(yu)有(you)機(ji)物進(jin)行氧化、降解反應(ying)，使(shi)污染物轉變為無害物。此法的(de)溫(wen)度(du)低于(yu)燃燒(shao)法（溫(wen)度(du)高于(yu)700 ℃）和催化燃燒(shao)（溫(wen)度(du)高于(yu)200 ℃），在(zai)等(deng)(deng)離子(zi)(zi)(zi)(zi)體內催化降解有(you)機(ji)物可在(zai)常(chang)溫(wen)常(chang)壓(ya)(ya)下進(jin)行[2]。

 有機廢氣(qi)處理(li)方法的(de)優(you)缺點比(bi)較(jiao)見表(biao)1。

表1  有機廢氣處理方法(fa)的優缺點

處理方法 優點 缺點 吸附法 可以回收有機溶劑，凈化效率高，運轉費用低，運行穩定 活性炭再生、補充費用大，設備龐大 熱破壞法 設備簡單，投資小，可回收利用熱能，凈化徹底 有燃燒爆炸危險，催化燃燒成本高，熱力燃燒需消耗燃料 液體吸收法 流程簡單，占地面積小，凈化效率高 吸收劑后處理費用大，易出現二次污染 冷凝法 設備和操作簡單，回收物質干凈，運轉和投資費用低 凈化效率低，設備龐大 生物膜法 流程簡單，運轉費用低， 占地面積較大，技術需引進 冷等離子法 設備結構緊湊、體積小，運行費用低，維護方便 技術未完全成熟

2  丙(bing)酮(tong)一步法(fa)生產甲(jia)基(ji)異(yi)丁基(ji)甲(jia)酮(tong)裝置的有機廢氣組成和(he)回(hui)收效率、安全設計難點(dian)

2.1  有機(ji)廢(fei)氣(qi)組成

鎮洋化(hua)工發展技(ji)術有(you)限(xian)公司采用丙酮一步(bu)法生產1.5萬t/a 甲(jia)基(ji)異(yi)丁(ding)基(ji)甲(jia)酮(MIBK)裝置的(de)有(you)機廢氣主要有(you)3部分組成：反應液(ye)的(de)閃蒸廢氣、反應器(qi)直接排(pai)放的(de)尾(wei)氣和丙酮輕(qing)組分塔冷凝后排(pai)放的(de)尾(wei)氣。3部分廢氣合并后進入緩沖罐待(dai)處(chu)理，其組成見表2。

表2  生產(chan)裝置(zhi)有機廢氣組(zu)分1）

 

組分 N2 H2 丙酮 MIBK DIBK IPA C6 C9 H2O 合計 摩爾分數/% 4.8 48.15 41.54 0.96 0.002 0.011 0.52 0.002 4.015 100

注：1）DIBK為(wei)二異丁(ding)基(ji)酮(tong)；IPA為(wei)異丙醇，是丙酮(tong)和(he)氫氣(qi)反應副(fu)產物。

有機廢氣正常流量 58.5 m3/h，溫度為40 ℃，壓力為0.1 MPa。

對上述尾氣(qi)的(de)組(zu)成(cheng)進行分(fen)(fen)析，其(qi)中N2、H2和(he)水(shui)為無害成(cheng)份(fen)，其(qi)余組(zu)份(fen)需要進行處理。由于(yu)廢氣(qi)中含有氫氣(qi)且氣(qi)量(liang)較小，若(ruo)采用熱分(fen)(fen)解法(fa)(fa)處理，存在(zai)浪費能源和(he)氫氧爆炸危險性；若(ruo)采用生物膜法(fa)(fa)和(he)冷(leng)等離子，則存在(zai)技(ji)術(shu)上的(de)風險。初步認為液體吸收(shou)法(fa)(fa)、吸附法(fa)(fa)和(he)冷(leng)凝法(fa)(fa)可以采用。

2.1.1  液(ye)體吸(xi)收法分析

由(you)于丙酮(tong)和IPA較(jiao)易與(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)混(hun)溶，其余(yu)有機(ji)物微與(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)混(hun)溶。通(tong)過吸收塔用水(shui)(shui)(shui)(shui)吸收廢(fei)氣中的(de)丙酮(tong)和IPA，同時水(shui)(shui)(shui)(shui)可(ke)以洗下部分DIBK、MIBK及(ji)C6、C9，H2和N2直接排入(ru)大(da)氣。主要含(han)丙酮(tong)的(de)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)可(ke)通(tong)過裝(zhuang)置(zhi)的(de)脫水(shui)(shui)(shui)(shui)塔精餾回收有機(ji)組份，脫除(chu)有機(ji)組份后的(de)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)由(you)廠內化(hua)學污水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)系統作(zuo)進一步處(chu)理(li)，使(shi)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)達(da)標(biao)排放(fang)。此處(chu)理(li)方法(fa)流程(cheng)簡單(dan)且(qie)投資相對小，但吸收水(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)較(jiao)大(da)，處(chu)理(li)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)費用較(jiao)大(da)。

2.1.2  吸(xi)附法分析

采用(yong)目前應(ying)用(yong)較(jiao)多的活性炭纖維吸(xi)附技術(shu)，廢氣通過吸(xi)附后高空直接排空。丙酮(tong)等有機物被吸(xi)附后經水蒸汽脫附，以水溶液(ye)的方式回(hui)收至裝置的脫水塔精餾回(hui)收有機組份。

2.1.3  冷(leng)凝(ning)法分析

用低溫冷(leng)凍劑(ji)與(yu)廢氣進行換熱，把廢氣中的有機組分冷(leng)凝下(xia)來。此種方法去除率較低，單獨采用此法不(bu)能(neng)達標排(pai)放(fang)。

2.2  廢氣處(chu)理(li)工藝流程設計(ji)說明

通過對液體吸收法、吸附(fu)法和冷凝(ning)法進(jin)行比較，結合(he)其各種處(chu)理方法優點(dian)，擬采取“冷卻預(yu)處(chu)理－活性炭纖維二級吸附(fu)”裝置對廢(fei)氣進(jin)行回收處(chu)理。廢(fei)氣自(zi)(zi)動化回收裝置由(you)廢(fei)氣預(yu)處(chu)理系(xi)統(tong)(tong)(tong)、一(yi)級吸附(fu)系(xi)統(tong)(tong)(tong)、二級吸附(fu)系(xi)統(tong)(tong)(tong)、解析(xi)脫附(fu)系(xi)統(tong)(tong)(tong)、干燥降(jiang)溫系(xi)統(tong)(tong)(tong)、冷凝(ning)回收系(xi)統(tong)(tong)(tong)和自(zi)(zi)動控制(zhi)系(xi)統(tong)(tong)(tong)組成。其工藝流(liu)程見圖1。

2.2.1  廢氣預處(chu)理

廢氣預(yu)處(chu)理系統的目的是通過熱交換(huan)降低尾氣溫度，以(yi)達到活(huo)性炭纖維較理想的吸附(fu)溫度，同時冷凝回收部分(fen)(fen)丙酮等(deng)有機組分(fen)(fen)。

廢氣(qi)預處(chu)(chu)理系統(tong)主要由表冷(leng)(leng)器和氟(fu)利昂(ang)深(shen)冷(leng)(leng)機組組成(cheng)。裝(zhuang)置尾(wei)氣(qi)先進(jin)入(ru)表冷(leng)(leng)器與0～5 ℃的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)凍水進(jin)行(xing)換熱預冷(leng)(leng)，此時(shi)尾(wei)氣(qi)的(de)(de)(de)進(jin)料溫度(du)為40 ℃，冷(leng)(leng)卻(que)(que)后(hou)的(de)(de)(de)尾(wei)氣(qi)出口溫度(du)約為10 ℃，此后(hou)，經表冷(leng)(leng)器冷(leng)(leng)卻(que)(que)后(hou)的(de)(de)(de)尾(wei)氣(qi)進(jin)入(ru)氟(fu)利昂(ang)深(shen)冷(leng)(leng)機組進(jin)一(yi)步(bu)冷(leng)(leng)卻(que)(que)至－15 ℃以冷(leng)(leng)凝回(hui)收尾(wei)氣(qi)中的(de)(de)(de)有機物(wu)。據初步(bu)檢(jian)測及計算，約有55%（體積分數）的(de)(de)(de)丙酮蒸(zheng)氣(qi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)成(cheng)液(ye)體進(jin)入(ru)分層槽進(jin)行(xing)分離處(chu)(chu)理，剩(sheng)余尾(wei)氣(qi)進(jin)入(ru)吸(xi)附系統(tong)進(jin)一(yi)步(bu)處(chu)(chu)理。

2.2.2  一級(ji)吸(xi)附

采用單(dan)吸附(fu)(fu)器對尾氣(qi)進(jin)行第一次吸附(fu)(fu)。經過預處理(li)的含(han)丙酮(tong)廢氣(qi)進(jin)入(ru)吸附(fu)(fu)器后，自下而上通過活性炭纖(xian)維(wei)層，丙酮(tong)等(deng)有機(ji)物被(bei)吸附(fu)(fu)在纖(xian)維(wei)層中。

經(jing)過一級吸附(fu)的(de)尾氣從設在(zai)吸附(fu)器(qi)排出口(kou)的(de)循(xun)環三通閥(fa)下口(kou)排入(ru)循(xun)環管線(xian)，繼而進(jin)入(ru)另一吸附(fu)器(qi)進(jin)行二級吸附(fu)。

2.2.3  二級吸附

同樣(yang)采用單(dan)吸(xi)附(fu)器對已經歷一級吸(xi)附(fu)的(de)尾氣(qi)(qi)進(jin)行第二次(ci)吸(xi)附(fu)。經二級吸(xi)附(fu)后的(de)尾氣(qi)(qi)成為凈(jing)化氣(qi)(qi)，從(cong)設在吸(xi)附(fu)器排出(chu)口(kou)的(de)循環(huan)三(san)通(tong)閥的(de)上口(kou)排出(chu)，進(jin)入(ru)(ru)上循環(huan)管(guan)線。其去向分(fen)為兩部(bu)分(fen)，一部(bu)分(fen)在后續的(de)降溫干(gan)(gan)燥工藝中被干(gan)(gan)燥風機重新引入(ru)(ru)吸(xi)附(fu)器，用作吸(xi)附(fu)器解析后的(de)干(gan)(gan)燥循環(huan)氣(qi)(qi)體，多余的(de)凈(jing)化氣(qi)(qi)則當(dang)系統達到一定壓力時通(tong)過打(da)開(kai)設備排出(chu)口(kou)的(de)單(dan)向閥向大(da)氣(qi)(qi)排放。

由(you)于(yu)每(mei)一級吸附(fu)(fu)(fu)床(chuang)（活性(xing)炭纖(xian)維(wei)層(ceng)）的(de)阻力(li)均低于(yu)3 000 Pa，所(suo)以(yi)一級吸附(fu)(fu)(fu)和(he)二(er)級吸附(fu)(fu)(fu)可以(yi)只憑借進料尾氣的(de)初始壓(ya)力(li)（0.1 MPa）而正(zheng)常運(yun)行。同時，在(zai)二(er)級吸附(fu)(fu)(fu)的(de)出(chu)口(kou)的(de)上循(xun)環(huan)管線(xian)處(chu)設(she)有壓(ya)力(li)傳感(gan)器，可以(yi)通過它控制N2閥門的(de)開關，保持系統始終處(chu)于(yu)微正(zheng)壓(ya)的(de)狀態(tai)，防止空氣由(you)頂部的(de)排放總管侵入。

2.2.4  解析脫附

經(jing)過兩次吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)器（或吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)器吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)飽(bao)和(he)后）自動進(jin)入(ru)(ru)解析脫附(fu)(fu)程序。通過減壓(ya)后的(de)(de)(de)飽(bao)和(he)水(shui)蒸(zheng)(zheng)氣由吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)器頂部進(jin)入(ru)(ru)環形吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)芯(xin)中心(xin)管(guan)處。通過高溫高濕的(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)氣將吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)濃(nong)縮在活性(xing)炭(tan)纖維層上的(de)(de)(de)丙酮等有機物脫附(fu)(fu)下來，同時(shi)依靠蒸(zheng)(zheng)汽的(de)(de)(de)吹掃作用，將含有水(shui)蒸(zheng)(zheng)氣和(he)有機蒸(zheng)(zheng)汽的(de)(de)(de)混合氣體吹出，送入(ru)(ru)回(hui)收系(xi)統進(jin)行(xing)冷凝。

混(hun)合氣體進(jin)入(ru)回(hui)收系統的冷凝(ning)(ning)器被(bei)冷凝(ning)(ning)成液體，流入(ru)分槽進(jin)行分層(ceng)處(chu)理。

2.2.5  吸附器的降溫(wen)干燥

解析脫(tuo)附(fu)(fu)完(wan)成(cheng)后，蒸(zheng)汽充滿了整個吸附(fu)(fu)器(qi)內部(bu)和活性(xing)炭纖維(wei)(wei)內部(bu)，溫(wen)(wen)度(du)高(gao)達100 ℃以上，含水(shui)量大，這(zhe)不利于(yu)(yu)下一步吸附(fu)(fu)階段的(de)進行。因(yin)為，自然規律要求工業化(hua)吸附(fu)(fu)溫(wen)(wen)度(du)要低于(yu)(yu)35 ℃，隨著溫(wen)(wen)度(du)的(de)降低吸附(fu)(fu)器(qi)內的(de)蒸(zheng)汽會逐(zhu)步冷凝成(cheng)水(shui)，這(zhe)又會使吸附(fu)(fu)器(qi)內形(xing)成(cheng)負壓，外界空氣(qi)很容(rong)易進入到吸附(fu)(fu)器(qi)內部(bu)造成(cheng)危險。所以利用兩次吸附(fu)(fu)后的(de)凈化(hua)氣(qi)通過(guo)干燥風機加壓吹過(guo)高(gao)溫(wen)(wen)高(gao)壓的(de)活性(xing)炭纖維(wei)(wei)層(ceng)，吹除(chu)碳(tan)纖維(wei)(wei)中的(de)水(shui)分并使其干燥并降溫(wen)(wen)是必需的(de)。

同時，還要(yao)(yao)避免吸(xi)附(fu)(fu)器內部形成(cheng)負(fu)壓(ya)(ya)，目前現場采取的(de)措施是(shi)：（1）設(she)置外部表冷器和循環(huan)(huan)風機與要(yao)(yao)干燥的(de)吸(xi)附(fu)(fu)器形成(cheng)一(yi)個閉(bi)環(huan)(huan)冷卻(que)回路(lu)，將循環(huan)(huan)氣體(ti)(ti)中(zhong)的(de)水分除掉并使氣體(ti)(ti)降溫(wen)；（2）壓(ya)(ya)力檢測控(kong)制器控(kong)制充(chong)(chong)氮(dan)回路(lu)的(de)電磁閥(fa)，使閉(bi)環(huan)(huan)冷卻(que)回路(lu)時刻處于正壓(ya)(ya)狀態。實際上N2從脫附(fu)(fu)蒸汽停止(zhi)吹掃的(de)同時就(jiu)開(kai)始補(bu)充(chong)(chong)了，但總補(bu)充(chong)(chong)量很少，比吸(xi)附(fu)(fu)器體(ti)(ti)積大一(yi)些就(jiu)夠(gou)用了；（3）在尾氣排放管道口加(jia)裝單向閥(fa)，避免空氣進(jin)入(ru)系(xi)統(tong)，保證系(xi)統(tong)安全。

2.2.6  冷凝回收

解析脫附(fu)出來(lai)的(de)水(shui)蒸(zheng)氣(qi)和有機氣(qi)體(ti)的(de)混合氣(qi)體(ti)通過(guo)第(di)一冷(leng)凝器與循環冷(leng)卻水(shui)換熱(re)后(hou)(hou)大部(bu)分(fen)冷(leng)凝成液體(ti)，為防止低沸(fei)點(dian)(dian)丙酮（沸(fei)點(dian)(dian)為56.4 ℃）的(de)二次揮發，再通過(guo)第(di)二冷(leng)凝器與冷(leng)凍水(shui)（0～5 ℃）進行深冷(leng)換熱(re)后(hou)(hou)冷(leng)凝成液相(xiang)流入(ru)分(fen)層(ceng)槽分(fen)層(ceng)。

冷凝液(ye)體自(zi)分層(ceng)槽內(nei)因比重(zhong)不同(tong)而分層(ceng)，不溶于水的(de)(de)MIBK等(deng)有機物在上(shang)層(ceng)，丙酮和IPA等(deng)水溶液(ye)在下層(ceng)。上(shang)下層(ceng)液(ye)體分別(bie)自(zi)動流入各(ge)(ge)自(zi)的(de)(de)儲(chu)槽，由(you)設在儲(chu)槽上(shang)的(de)(de)浮球液(ye)位控制器(qi)控制各(ge)(ge)自(zi)的(de)(de)磁力泵(beng)將液(ye)體輸送至MIBK裝置精餾系統(tong)進行回收處理。

根據(ju)上述描述，MIBK裝置排(pai)(pai)放的(de)(de)尾氣(qi)經冷卻(que)器0～5 ℃冷凍水冷卻(que)，從40 ℃降至15 ℃以(yi)下(xia)，按(an)丙(bing)(bing)酮飽(bao)和蒸汽濃度計算(見(jian)表3)，可(ke)回收約50%丙(bing)(bing)酮，然后(hou)按(an)活性(xing)炭纖維二級(ji)吸附(fu)(fu)進行考慮，二級(ji)吸附(fu)(fu)裝置對廢氣(qi)中有機物(wu)（尤(you)其(qi)是丙(bing)(bing)酮）的(de)(de)回收效率在99%以(yi)上。廢氣(qi)吸附(fu)(fu)處理后(hou)，最(zui)后(hou)經高為30 m、直徑(jing)為250 mm的(de)(de)排(pai)(pai)氣(qi)筒高空排(pai)(pai)放，廢氣(qi)中的(de)(de)主要污染物(wu)丙(bing)(bing)酮和MIBK的(de)(de)排(pai)(pai)放速率、年(nian)排(pai)(pai)放量和排(pai)(pai)放濃度見(jian)表4。

表3  丙酮在不同溫度下的飽(bao)和蒸(zheng)汽壓(ya)

 

溫度/℃ 蒸汽壓/Pa 質量濃度/(g·m-3) 5 11 879 305 10 15 413 395 15 22 678 581 20 30 657 786 30 37 590 964 40 49 600 1 272

表4  廢氣中各污染物排放情況(kuang)

 

序號 成分 排放速率/ 年排放量/ 排放質量濃度/ （kg·h－1） （t·a－1） （mg·m－3） 1 丙酮 0.2 1.44 80 2 MIBK 0.02 0.13 52

2.3  運行過程出(chu)現的(de)問題及(ji)解決方案

MIBK裝置(zhi)尾氣機組自(zi)運行(xing)至今，情況基本穩(wen)定，尾氣處理(li)效果基本達到設計要(yao)求。運行(xing)過程中出現(xian)的問(wen)題均(jun)已悉數解決，主要(yao)問(wen)題總結(jie)如(ru)下：

（1）尾氣(qi)(qi)機組采用自動(dong)控制系統進(jin)行(xing)日(ri)常運行(xing)控制，尾氣(qi)(qi)的進(jin)料、出(chu)料、蒸氣(qi)(qi)的進(jin)料、出(chu)料和N2的補入以及(ji)各個程(cheng)序之間的切換過程(cheng)中涉及(ji)到許多(duo)氣(qi)(qi)動(dong)閥，所以儀表氣(qi)(qi)的壓力一定要穩定在0.45～0.60 MPa，壓力過高或者波動(dong)較大都會影響(xiang)到氣(qi)(qi)動(dong)閥門的正常使用。

（2）在(zai)機組運行過程中發現(xian)尾(wei)氣進(jin)料管線（一(yi)次尾(wei)氣進(jin)料管線）內有大量的水存(cun)在(zai)，

1— 表冷(leng)(leng)器；2—深冷(leng)(leng)機組；3—換熱器；4—循環(huan)風機；5—吸附(fu)(fu)箱(xiang)一；6—吸附(fu)(fu)箱(xiang)二(er)；7—吸附(fu)(fu)箱(xiang)三；

8—冷卻器；9—深冷卻器；10—分層(ceng)槽；11—分層(ceng)槽；12—分層(ceng)槽；13—尾氣保護(hu)箱

經現(xian)場排查，推測為滯(zhi)留在吸(xi)附(fu)器內(nei)的(de)解析(xi)蒸汽由(you)于溫(wen)度較高(gao)，在干(gan)燥氣(qi)及進料尾(wei)(wei)氣(qi)低(di)(di)溫(wen)的(de)作用下冷(leng)凝成(cheng)水(shui)，并趁尾(wei)(wei)氣(qi)進料兩通(tong)閥開啟期間進入(ru)到位置較低(di)(di)處(chu)的(de)尾(wei)(wei)氣(qi)進料管(guan)線(xian)，對(dui)尾(wei)(wei)氣(qi)的(de)進料及換(huan)熱造成(cheng)影(ying)響(xiang)，并對(dui)尾(wei)(wei)氣(qi)最終的(de)排放濃度造成(cheng)影(ying)響(xiang)。之后通(tong)過尾(wei)(wei)氣(qi)進料管(guan)線(xian)兩端(duan)盲板處(chu)將水(shui)排凈，并安裝現(xian)場排凈閥，以軟管(guan)連接(jie)到冷(leng)凝液(ye)管(guan)線(xian)進回收(shou)系(xi)統分(fen)層回收(shou)，目前(qian)裝置運行情況良好(hao)。

（3）MIBK裝(zhuang)置(zhi)(zhi)尾(wei)氣(qi)機(ji)(ji)組采用3個吸(xi)(xi)附(fu)(fu)器依次循環進(jin)(jin)行(xing)一(yi)級吸(xi)(xi)附(fu)(fu)、二級吸(xi)(xi)附(fu)(fu)、解析/間(jian)(jian)(jian)(jian)隔(ge)/干(gan)燥(zao)(zao)(zao)的(de)(de)(de)運轉程序，其中在(zai)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)上(shang)：一(yi)級吸(xi)(xi)附(fu)(fu)＝二級吸(xi)(xi)附(fu)(fu)＝解析＋間(jian)(jian)(jian)(jian)隔(ge)＋干(gan)燥(zao)(zao)(zao)。因此在(zai)各個階(jie)段(duan)(duan)的(de)(de)(de)運行(xing)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)設置(zhi)(zhi)上(shang)需(xu)考慮到(dao)以(yi)下(xia)幾點因素(su)：（a）吸(xi)(xi)附(fu)(fu)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)不(bu)能(neng)過(guo)長，需(xu)明確活性碳纖(xian)維層(ceng)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)能(neng)力足以(yi)進(jin)(jin)行(xing)一(yi)級吸(xi)(xi)附(fu)(fu)加上(shang)二級吸(xi)(xi)附(fu)(fu)，不(bu)會(hui)過(guo)飽和；（b）解析時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)要足夠(gou)將活性碳纖(xian)維層(ceng)內(nei)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)升至(zhi)100 ℃左右，有(you)利于(yu)有(you)機(ji)(ji)物從纖(xian)維層(ceng)上(shang)脫附(fu)(fu)下(xia)來，但溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)過(guo)高也會(hui)影響到(dao)碳纖(xian)維層(ceng)的(de)(de)(de)性能(neng)（≤120 ℃）；（c）間(jian)(jian)(jian)(jian)隔(ge)、干(gan)燥(zao)(zao)(zao)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)需(xu)設置(zhi)(zhi)得當(dang)。由于(yu)尾(wei)氣(qi)中的(de)(de)(de)主要有(you)機(ji)(ji)物組分是(shi)丙酮，其沸(fei)點是(shi)56.4 ℃，因此在(zai)間(jian)(jian)(jian)(jian)隔(ge)及(ji)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)階(jie)段(duan)(duan)需(xu)把(ba)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)器內(nei)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)降至(zhi)56.4 ℃以(yi)下(xia)，這樣才(cai)能(neng)保證當(dang)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)器進(jin)(jin)入一(yi)級、二級吸(xi)(xi)附(fu)(fu)時(shi)(shi)不(bu)會(hui)因為內(nei)部(bu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)過(guo)高而(er)影響到(dao)丙酮的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)效(xiao)果。目前MIBK裝(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)尾(wei)氣(qi)機(ji)(ji)組經長時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)調試之后，各個階(jie)段(duan)(duan)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)設置(zhi)(zhi)已趨于(yu)穩定，干(gan)燥(zao)(zao)(zao)階(jie)段(duan)(duan)結(jie)束時(shi)(shi)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)器內(nei)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)已能(neng)達到(dao)55 ℃以(yi)下(xia)，為后續的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)階(jie)段(duan)(duan)創造了良好的(de)(de)(de)條件。

3  總  結

根據丙酮一(yi)步法生產MIBK裝置的(de)(de)尾氣組(zu)份(fen)的(de)(de)特(te)點，通過比(bi)較(jiao)各種有機(ji)廢氣處理技術(shu)的(de)(de)優缺(que)點和(he)公司的(de)(de)實際情況，確定了(le)“冷卻預處理－活(huo)性炭纖維二級吸附”設(she)計(ji)方(fang)案。通過對(dui)機(ji)組(zu)的(de)(de)壓力和(he)溫度的(de)(de)調整，使機(ji)組(zu)在(zai)安全運(yun)行的(de)(de)同時達(da)到了(le)環保排放要求(qiu)。

參考文獻：

[1] 程秀綿(mian).有機廢氣凈(jing)化(hua)工藝的(de)選擇及效果(guo)[J].礦冶，2007，16（2）：78-81.

[2] 楊瑩.新技術破解有機(ji)廢(fei)氣處理難(nan)題[J].環保產業，2007，（12）：76-78.

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