橡膠廢氣處理用催化燃燒工藝

 

在石油化工職業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)發(fā)生以揮發(fā)性有機(jī)物為***要組分的廢氣。這些有機(jī)物假如直接排入***氣，將損害人體健康污染周圍環(huán)境。因而我***《***氣污染物歸納排放規(guī)范》GB16297-1996對(duì)有機(jī)物的排放作出了嚴(yán)厲約束。

 

有機(jī)廢氣的管理辦法包含吸收、吸附、冷凝、直接燃燒、熱力燃燒和催化燃燒等。催化燃燒是理有機(jī)廢氣的一種卓有成效的辦法，它在較低的溫度下250-400℃，運(yùn)用催化劑使有機(jī)物無(wú)焰燃燒燃燒產(chǎn)品是CO2和H2O。為了保護(hù)催化劑在進(jìn)行催化燃燒處理時(shí)，常常需求依據(jù)廢氣性質(zhì)的不同，采納不同的預(yù)處理方法。

 

我***石化撫順石油化工研討院FRIPP從上世紀(jì)90年代開(kāi)端從事有機(jī)廢氣的催化燃燒管理研討，曾先后對(duì)多種有機(jī)廢氣進(jìn)行了催化燃燒實(shí)驗(yàn)室、中試及工業(yè)化使用研討。2007年進(jìn)行了橡膠廠熱塑性丁苯橡膠SBS廢氣的工業(yè)化管理研討。成果表明，選用以催化燃燒為中心的管理技能，可使凈化氣到達(dá)***家排放規(guī)范，使周圍環(huán)境空氣質(zhì)量顯著改進(jìn)。并且該技能還具有能耗低、操作便利、處理作用***等長(zhǎng)處，是有用的有機(jī)廢氣處理技能之一。

 

1.廢氣來(lái)歷及組成

 

橡膠職業(yè)排放的廢氣中一般含有環(huán)己烷、己烷以及芳烴類等。某石化企業(yè)橡膠廠SBS設(shè)備其生產(chǎn)流程包含四部分聚合單元、收回單元、凝集單元、后處理單元廢氣的發(fā)生***要會(huì)集在后處理單元。后處理單元共有四股廢氣排放分別為進(jìn)料口閃蒸氣、擠壓機(jī)出口閃蒸氣、產(chǎn)品風(fēng)力運(yùn)送排放氣以及熱風(fēng)枯燥排放氣。四股廢氣的***要污染組分均為環(huán)己烷和己烷。此外，進(jìn)料口閃蒸氣和擠壓機(jī)出口閃蒸氣中還含有很多的水蒸汽。

 

廢氣的總烴濃度遠(yuǎn)超過(guò)***家排放規(guī)范《***氣污染物歸納排放規(guī)范》中非甲烷總烴的排放限值為120mg/m3。

 

2.廢氣處理工藝

 

2.1廢氣處理流程

 

針對(duì)SBS后處理單元4股廢氣的組分FRIPP擬定了“冷凝-催化燃燒”處理工藝。

 

產(chǎn)品風(fēng)力運(yùn)送排放氣、熱風(fēng)枯燥排放氣直接進(jìn)行催化燃燒處理，進(jìn)料口閃蒸氣、擠壓機(jī)出口閃蒸氣中含有很多的水蒸汽和環(huán)己烷對(duì)這兩股廢氣***要選用兩級(jí)冷凝預(yù)處理，以收回其間的水和環(huán)己烷，兩級(jí)冷凝得到的不凝氣與風(fēng)力運(yùn)送排放氣、熱風(fēng)枯燥排放氣混和，一起進(jìn)行催化燃燒處理。混和氣順次經(jīng)過(guò)除霧器、催化風(fēng)機(jī)、換熱器冷、加熱器、催化燃燒反應(yīng)器、換熱器等處理后，收回能量，凈化氣合格排放。

 

2.2設(shè)備處理規(guī)劃的確認(rèn)

 

選用催化燃燒工藝處理以上4股廢氣時(shí)，為安全考慮，一般控制進(jìn)入催化燃燒反應(yīng)器的廢氣中有機(jī)物濃度低于25%LEL爆破下限。環(huán)己烷和正己烷的爆破下限均為1.2%體積分?jǐn)?shù)，因而二者以恣意份額混合，其混合氣的爆破下限均為1.2%體分?jǐn)?shù)則25%LEL為0.3%體積分?jǐn)?shù)即處理時(shí)應(yīng)控制廢氣濃度在3000μL/L按環(huán)己烷折算為廢氣的總烴濃度為11250mg/m3以下。從對(duì)催化劑、反應(yīng)器和換熱器等的耐溫方面歸納考慮，催化燃燒反應(yīng)器進(jìn)口廢氣的濃度按8000mg/m3規(guī)劃。

 

因而設(shè)備的處理規(guī)劃確認(rèn)為30000m3/h。經(jīng)過(guò)增加稀釋空氣來(lái)控制反應(yīng)器進(jìn)口廢氣的總烴濃度在8000mg/m3以下。

 

3.成果和評(píng)論

 

廢氣處理設(shè)備于2007年9月投入工作。選用的蜂窩狀貴金屬催化劑，由FRIPP生產(chǎn)。整套設(shè)備的控制選用PLC控制系統(tǒng)。

 

3.1預(yù)處理作用

 

設(shè)備選用的預(yù)處理辦法***要包含冷凝、除霧、過(guò)濾等。

 

一級(jí)冷凝選用循環(huán)冷卻水30℃，作為冷卻介質(zhì)，二級(jí)冷凝選用冷卻鹽水，30%CaCl2溶液-3，作為冷卻介質(zhì)，冷凝得到水和環(huán)己烷的混合液，進(jìn)入廠方的環(huán)己烷-水別離罐，別離脫水，收回環(huán)己烷。廢氣經(jīng)過(guò)冷凝預(yù)處理，廢氣中的水蒸汽含量******下降，下降了進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)的水蒸汽量，延長(zhǎng)了催化劑的運(yùn)用壽命，一起避免了廢氣在管道和設(shè)備上冷凝帶來(lái)的腐蝕問(wèn)題。

 

廢氣中含有SBS填充油油霧，這些油霧簡(jiǎn)單在氣體管道法蘭、閥門、彎頭以及過(guò)濾器、換熱器、加熱器等設(shè)備中粘附累積，下降設(shè)備功率，油霧濃度的不確認(rèn)性也給催化燃燒帶來(lái)某種程度的危險(xiǎn)因而，應(yīng)捕集去除。設(shè)備設(shè)置的油霧捕集器中以玻璃纖維濾筒為內(nèi)芯。氣體從罐進(jìn)口進(jìn)入濾筒，油霧和固體顆粒被截留，氣體穿過(guò)濾筒***部和側(cè)壁，進(jìn)入濾筒與金屬罐構(gòu)成的空間，然后從罐的出口排出。被截留的油霧和固體顆粒在重力的作用下，落到金屬罐底部，作為污油定時(shí)排出由廠方一致收回。

 

3.2廢氣處理作用

 

開(kāi)工工作期間，催化燃燒反應(yīng)器進(jìn)口溫度維持在250-300度，出口溫度在350-520度，床層空速30000h-1。因?yàn)閺U氣濃度較高，設(shè)備充分運(yùn)用了廢氣催化燃燒過(guò)程中發(fā)生的很多反應(yīng)熱用來(lái)預(yù)熱反應(yīng)器進(jìn)口的廢氣.因而,在設(shè)備工作過(guò)程中，加熱器輸出功率為零然后******下降了設(shè)備的能耗。

 

設(shè)備處理后氣體的總烴濃度為62-100mg/m3，低于120mg/m3的***家排放限值。設(shè)備投用后，污染得到有用管理，設(shè)備周圍的環(huán)境空氣質(zhì)量得到顯著改進(jìn)。

 

長(zhǎng)時(shí)間工作過(guò)程中催化燃燒處理設(shè)備的處理作用空速30000h-1。

 

在近1年的工作后，催化劑活性沒(méi)有下降痕跡。

 

3.3設(shè)備能耗

 

廢氣催化燃燒發(fā)生很多的熱量經(jīng)過(guò)高效的換熱器用來(lái)預(yù)熱反應(yīng)器進(jìn)口的待處理廢氣，以下降設(shè)備能耗。當(dāng)廢氣濃度到達(dá)必定數(shù)值時(shí)，催化燃燒反應(yīng)的進(jìn)行徹底經(jīng)過(guò)本身氧化發(fā)生的熱量來(lái)保護(hù)，不需求外加熱量。因而在設(shè)備的正常工作過(guò)程中，加熱器一向處于封閉狀況此刻設(shè)備的電耗僅為風(fēng)機(jī)的電耗以及外表、電氣等的電耗。

 

SBS廢氣濃度較高，熱值較***，反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生很多的反應(yīng)熱，發(fā)生的反應(yīng)熱除用于保護(hù)反應(yīng)本身進(jìn)行之外，還有一部分熱量還可以用于廠方的熱風(fēng)枯燥系統(tǒng)，替代現(xiàn)在運(yùn)用的水蒸汽加熱系統(tǒng)。

 

4定論

 

(1)橡膠廠SBS廢氣中含有環(huán)己烷、己烷等有機(jī)物，廢氣的總烴濃度高達(dá)20000mg/m3，遠(yuǎn)超過(guò)***家排放規(guī)范。

 

(2)使用“冷凝-催化燃燒”技能處理橡膠廢氣，在催化燃燒反應(yīng)器進(jìn)口溫度250-300度，床層空速30000h-1的條件下，凈化氣中總烴濃度在100mg/m3以下，契合***家排放規(guī)范。

 

(3)設(shè)備充分運(yùn)用了本身發(fā)生的反應(yīng)熱，在正常工作過(guò)程中加熱器輸出功率為零，******下降了設(shè)備的能耗。