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再生氧化法处理含氯挥发性有机物废气

来源:南京工业废气处理有限公司 发布时间:2018-12-27 点击次数:
摘要:采用新型高效耐腐蚀Y床再生氧化反应器(RTO)和专用蓄热式氧化气体流量切换提升阀,对某企业氯苯、硝基氯苯等生产装置及罐区含氯废气进行集中处理。性能可靠。研究了工业废气处理装置的运行效果,确定了C型装置的最佳运行条件。当进气总烃浓度为2000~3000mgm3,氧化温度为850℃时,对总烃浓度小于10mgm3.15dam3h的净化气的生产运行和性能评价表明,净化气对有机物和非甲烷总烃的去除率很高。在氯苯化工厂和罐区采用蓄热氧化-碱洗-吸附联合工艺处理后,废气排放率达99%以上,氯苯、苯、盐酸等污染物浓度均小于10mgm3,二恶英排放达标。
    
     中石化某化工厂长期排放大量含氯挥发性有机化合物。废气来自氯苯厂和硝基氯苯厂,以及辅助原料和产品罐区。其中,氯苯装置废气经水、碱洗涤,氯化氢(HCl)和氯气(Cl2)被去除,但废气中还有苯、氯苯等污染物需要处理。废气中的苯类物质需要处理,而罐区的废气直接排放,这些废气中的污染物成分复杂、恶臭、有毒。如果未经处理直接排放,将严重超标,存在安全隐患。
    
     本研究采用大连石化研究院中国石化股份有限公司开发的RTO技术和反应器,对氯苯厂、硝基氯苯厂、辅料及产品罐区的含氯挥发性有机物(VOCs)废气进行集中处理,并对处理效果进行了分析。研究了工业废气处理装置的运行效果。
    
     目前,国内外有机化工厂苯、氯苯污染物的排放标准列于表1,我国污染物的排放标准比美国环境保护局严格。
    
     根据表1中最严格的污染物排放标准,制定了公司治理目标,即P(非甲烷总烃)不超过20mgm3;P(苯)不超过4mgm3;P(氯苯)不超过T50 mgm3;P(氯化氢)不超过30mgP(二恶英)i。s不大于0.1ng/m3。
    
     本企业废气的主要来源是氯苯装置的真空泵和硝基氯苯装置的真空泵,以及辅料和产品罐区。参见表2。废气中的主要污染物是氯苯和苯。由于硝基氯苯的凝固点(46oC)和沸点(213.5C)较高,挥发性低,且使用氯苯作为液环真空泵的工作液,故废气中硝基氯苯的浓度低于检测限。t 750-2350m3/h,其中标准状态下单位体积气体中氯苯的质量浓度为5000-30000mg/m3,苯的质量浓度为150-2000mg/m3。
    
     公司废气主要含有氯苯、苯和少量多氯苯等污染物,属于氯化挥发性有机化合物(VOC)废气,是挥发性有机化合物(VOC)废气处理难度最大的类型之一。含ne挥发性有机化合物(VOCs)主要包括回收和热氧化,其中回收方法在我国应用较多,企业采用吸收-冷凝-吸附工艺处理氯苯装置尾气,但由于该工艺不能使尾气排放达标,故对VOCs进行处理。热氧化法主要包括高温焚烧(900-1100℃)、再生氧化(800-950℃)和催化氧化(低于600℃)。在以上三种氧化方法氧化含氯挥发性有机废气时,或多或少地会产生二恶英,从处理效果、能耗、运行费用和二恶英的产生等方面考虑,再生氧化法是一种较为理想的处理含氯挥发性有机废气的方法。该装置采用VOCs的再生氧化工艺路线,洗脱HCl-活性炭,吸附二恶英。
    
     根据工艺要求,再生氧化反应器(标准状态)设计规模为15dam3/h,反应器氧化室设计温度为1000℃,反应器外壁温度小于50℃,设计压力(表压)为12kPa。大连石油化工研究院发明的d结构。它具有独特的三角形周向分布。氧化室位于顶部中心,与三个再生床相连。各床层底部设有排气入口、净化气出口和清洁气入口,分别与相应的升降阀相连,在净化气入口处设有气体分配器,证明清洗过程无死角。
    
     利用ANSYS软件对再生氧化反应器(RTO)的内部流场进行了数值模拟,设计了再生氧化反应器及其内部构件。图1分别模拟了进气再生床、出口再生床和清洁再生床的流场。空气通过下部整流板,均匀地进入再生床。氧化反应后,净化后的气体均匀地从再生床流出。清洗气体通过分配器后,能够均匀地分配,无死角。可有效净化再生器内残留的废气,避免低残留气体对净化气体标准排放的影响。
    
     再生氧化装置进出水开关阀是关键部件。由于阀门开关频率高,密封性和耐腐蚀性要求严格,是再生氧化装置的易损部件和故障点。如果设计不当,将影响设备的长期稳定运行,为了保证设备的正常稳定运行,设计开发了一种耐腐蚀气动提升阀,该提升阀由气缸驱动,具有缓冲和防震结构。阀杆采用导轮结构,阀座上设有密封圈。实现了提升阀运行过程中的低噪声和良好的密封效果,保证了长期稳定运行。
    
     在安装完成之前,对废气进行了工业侧线试验。主要考察了废气浓度、氧化温度对处理效果及氯化氢、二硫化氢生成的影响,找出了工业装置的最佳操作条件和操作参数。通过调整稀释空气量而改变。总烃浓度与处理效果的关系如表3所示。
    
     (1)在850℃的燃烧室温度下,出口净化气体中总烃含量小于10ms/m3,氯苯浓度符合GB 31571-2015标准的要求,实现了废气深度处理的目标。
    
     (2)在一定温度下,进口总烃(标准状态下,下同)为500~5300ms/m.3。波动处理后可达到标准排放,进口总烃浓度的变化不影响处理效果。
    
     (3)当进口总烃浓度超过1500ms/m3时,整个再生氧化系统无需额外燃料即可维持能量自平衡。
    
    

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