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    蓄热式热力氧化法在顺酐废气处理中的应用

    来源:admin(传梦环保整理发布)   时间:2020-01-22

    蓄热式热力氧化法在顺酐废气处理中的应用

    摘要:论述了现有顺酐废气处置工艺存在的题目,及蓄热燃烧法的工作道理、系统构成和工艺特点,阐发了顺酐废气组分及多室RTO燃烧工艺流程、燃烧装备的工程设计、废气排放浓度及排放尺度,指出,在阐发化工企业出产顺丁烯二酸酐进程中发生的有机废气的来历、组分和蔼量的根本上,经由过程安装RTO燃烧炉对该类废气进行燃烧处置,完成了对上述工艺废气的高效措置。

    0 引言

    当前,国表里有机废气的处置体例首要有生物处置法、热粉碎法、吸附法、液体吸取法、冷凝收受接管法、变压吸附分手与净化法和氧化法等工艺,此中氧化法又可分为催化氧化法和热氧化法两种,催化氧化法中的催化剂有贵金属催化剂(似Pt、Pd)和非贵金属催化剂(~13MnO2),热氧化法首要分为热力燃烧式、间壁式和蓄热式三种体例,首要区分在于热量的收受接管体例上。对出产进程中发生的有毒有害且不需收受接管的VOC(挥发性有机物)废气,热氧化法是前最合适的处置手艺和方式,且发生的余热还可综合操纵,削减能源耗损,该法现已普遍利用于电子、汽车、化工、制药等行业的废气治理范畴圈。

    1 现有顺酐废气处置工艺存在的题目

    顺丁烯二酸酐(以下简称顺酐)在出产进程中,会发生年夜量含有苯、二甲苯、顺酐、CO等污染物的气体,为削减上述污染物对周边情况的影响,原有废气处置办法为一级水夹套初冷、二级冷冻盐水夹套深冷,经由过程苯、二甲苯、顺酐的溶点低的物理特征往除年夜部门苯、二甲苯、顺酐后,再经活性炭吸附二级处置,进一步往除过苯、二甲苯、顺酐等残留物。但因该废没法从底子上解决顺酐废气处置题目,而造成苯、二甲苯不克不及稳固达标排放的首要缘由是活性炭吸附容量易饱和,出格是尾气中含水,活性炭吸水后不克不及吸附苯、二甲苯,另外活性炭吸水后与有机物结块易局部造成梗塞,系统不克不及正常运行,组成平安隐患。若将原有废气处置体例(冷凝+活性炭吸附)变动为蓄热式热氧化处置工艺,废气中的苯、二甲苯、CO、顺酐等成份将获得高效处置,从而实现稳固达标排放。

    2 蓄热燃烧法的工作道理 系统构成和工艺特点

    2.1 工作道理

    在有机废气净化方式中,蓄热燃烧法是今朝很有成长远景的VOC 废气治理方式,在欧美发财国度,RTO炉(蓄热式热力焚化炉)已在整治VOCs废气净化范畴内起来主导地位,其根基道理是VOCs与O2产生氧化反映,天生CO2和H2O,化学方程式为:

    此中a、b、c、d为方程式中的配平系数,跟着VOCs份子量的分歧而产生转变。

    该法所用的装配蓄热式热力氧化器“RegenerativeThermal Oxidizer” (简称RTO),在充实知足燃烧进程的需要前提下,燃烧法可以使有害物资到达完成燃烧氧化。它首要是由陶瓷蓄热床、主动节制阀、燃烧室和节制系统等构成固,其首要特点是蓄热床底部的主动节制阀别离与进气总管和排气总管相连,蓄热床经由过程换向阀瓜代换向,将由燃烧室出来的高温气体热量蓄留,并预热进人蓄热床的有机废气,摘用陶瓷蓄热材料吸取、保释热量,预热来必然温度的有机废气在燃烧室产生氧化反映,天生CO2和H2O,获得净化。同时,操纵燃烧室蓄热陶瓷耐高温、吸热快、散热快的特征,收受接管干净的余热利用于出产工序,节省能源的耗损,RTO热收受接管效力普通可达90%以上,因为RTO热效力很高,凡是只需弥补少许辅助燃料,当废气中有机物浓度到达必然值时便可实现自供热操纵。

    2.2 系统构成

    根基的RTO系统由1个公共燃烧室、2台或多台蓄热室、1套换向装配和相配套的节制系统构成。按照布局分歧,典型的RTO装配可分为两室RTO、三室和多室RTO等。两室RTO是实现蓄热式热量收受接管的最根基布局,热量收受接管率跨越95%,VOC 净化率可达99%,但在切换气流活动标的目的时,会有部门未经处置的VOC 逸出来年夜气中,造成二次污染;三室RTO的操纵道理是在1个蓄热室进气、1个蓄热室排气的同时,1个蓄热室处于吹扫状况,三室RTO可用于小来中等的废气流量,普通当废气量年夜于6 000 Nm3/h,为包管气流的平均散布和传热效力,应过渡来五室,当处置气量更年夜时,可用七室,本文中的废气处置量经测算到达15000 Nm3/h,气量较年夜,是以选用多室RTO炉。

    2.3 工艺特点

    RTO合用于处置2g/m3一8 g/m3浓度的有机废气,对低热值气体浓度可达12 g/m3,出格合用于难分化组分的燃烧,且净化率较高(多室>99.9%,两室95%98%),其次,RTO可顺应废气中VOCS的组分和浓度的转变波动,且对废气中夹带少许尘埃、固体颗粒不敏锐,RTO另外一个明显特点是热收受接管率高,削减燃料的弥补,节省了运行用度,是以,对处置量年夜、有机物含量低的碳氢化合物有机废气,效验十分明显,但不合用于处置含有较多硅树脂、含S、含Cl、含卤素的有机物。

    3 顺酐废气组分及多室RTO燃烧工艺流程

    3.1 顺酐废气组分 ‘

    顺酐装配的氧化催化剂在利用进程中,会跟着处置量的积累致使催化机能降落,从而会有微量苯氧化不完全,造成二次污染,顺酐车间氧化废气的首要成份为CO、CO2及少许的苯、二甲苯、顺酐等,此中CO、苯、二甲苯、顺酐为易燃物资,经由过程RTO炉进行燃烧处置具有工艺可行性。

    3.2 多室RTO燃烧工艺流程

    顺酐吸取塔废气(约45℃摆布)第一经旋风除雾器往除夹带水后,经阻火器进进气体散布室,经均匀分派落后人蓄热室1—6吸取蓄热体中贮存的热量,废气预热来650℃摆布,预热后的废气进进热氧化室高温氧化分化,在热氧化室,氧化温度坚持在800℃摆布,烟气逗留时候年夜于1.2s,确保废气中所含有机物充实氧化分化为CO 、H2O等无害气体,发生的高温烟气一部门进进蓄热室8~12经由过程直接接触放热给蓄热体贮存热量,同时烟气温度降至8O℃摆布,蓄热室出来的烟气进进气体散布室,经均匀分派后由烟道进火食囱。另外一部门高温烟气经由过程热氧化室烟道歧路进进余热汽锅换热,将4.0 MPa(压力表唆使的压力)、104℃的汽锅给水加热成2.5 MPa(压力表唆使的压力)、226℃的饱和蒸汽,换热后的烟气温度降至160℃摆布后经烟囱排放来年夜气中往。

    经由过程反吹风机抽取余热汽锅出来的部门烟气来蓄热室7进行吹扫,解除蓄热室7中残留的废气。切换时候来达后,经由过程主动节制装配,打开蓄热室1的排烟气阀门,同时封闭蓄热室7的排烟气阀门,再打开蓄热室7的废气入口阀门,封闭蓄热室8的废气入口阀门,打开蓄热室8的废气吹扫阀门,必然时候后封闭蓄热室8的废气吹扫阀门。燃烧处置工艺流程示意图见图1。

    4 工程设计

    a)燃烧炉。热氧化炉燃烧氧化温度坚持在800oC摆布,设计热氧化室燃烧主反映逗留时候,其燃烧逗留时候年夜于1.2 s;

    b)烟囱。废气排放量以15000 Nm3/h计,烟囱气流速度按10m/s~15m/s运算,现有烟囱3020mmx35000mm知足GB50051—2002烟囱设计规范要求;

    c)质酐废气经由过程蓄热式燃烧炉燃烧处置,在确保废气处置系统正常运行治理下,能年夜幅度下降废气中的有机污染物排放量;

    d)废气量评估状况见表1。

    由表1可晓,顺酐车间氧化废气中首要有机污染因子为苯、顺酐等物资,尾气中的有机成份能完成氧化分化,顺酐废气处置量为15000Nm3/h,按凉风管的透风风管流速8m/s一12m/s运算,现有进气口管路 1800mm管径知足燃烧工艺要求;

    e)按照相干设计规范进行设计 ,燃烧装备的设计参数见表2;

    f)顺酐氧化废气治理燃烧处置前后组分隋况见表3。

    5 废气排放浓度及排放尺度

    RTO燃烧炉燃烧尾气应知足GB 16297-2002年夜气污染物综合排放尺度中表2-级排放尺度[sl、GB 9078—1996512业炉窑年夜气污染物排放尺度[61、GB 14554-93恶臭污染物排放尺度问、GB 3095-2012情况空气质量尺度is]等相干要求,因废气中顺丁烯二酸不具有监测前提,改测非甲烷总烃,监测成果显示,苯和二甲苯已完全燃烧,没法检出,非甲烷总烃由燃烧前的130mg/m3削减为燃烧后的1.07mg/m ,往除率达95%以上,CO浓度由燃烧前的1.83 X 104 mg/m,年夜幅度下降为燃烧后的403mg/m ,往除率达99.9%以上,废气排放浓度及排放尺度及见表4。

    6 结语

    经由过程对顺丁烯二酸酐车间氧化废气进行燃烧处置,废气中的苯、二甲苯、顺酐处置效力到达95%以上,CO处置效力到达99%以上。鉴于蓄热式执氧化处置手艺相对传统废气处置手艺具有较着上风,该手艺在国外已很是成熟,而在国内的研究利用尚处于起步阶段,将来,以资本化轮回操纵为目标的RTO手艺将是VOCs治理手艺的成长趋向,在节省能源和削减污染的状况下,还可取得可不雅的经济效益和社会效益,远景相当广漠。

    原题目:蓄热式热力氧化法在顺酐废气处置中的利用

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