淺談雙氧水氧化尾氣節(jié)能處理
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摘要：本文介紹了雙氧水的生產(chǎn)方法及其氧化尾氣處理原理，著重研究雙氧水氧化尾氣節(jié)能處理技術(shù)。采用特定方法對氧化尾氣進(jìn)行分離處理，可充分回收尾氣中的重芳烴，確保尾氣處理優(yōu)化節(jié)能，達(dá)標(biāo)排放。
關(guān)鍵詞：雙氧水；氧化尾氣；節(jié)能處理
引言
雙氧水應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，我國生產(chǎn)雙氧水的能力巨大，廠家競爭激烈，節(jié)能減排、環(huán)保高效、低成本高效益是企業(yè)在眾多競爭中脫穎而出的根本。目前雙氧水氧化尾氣處理效果還有很大提升空間，本文針對雙氧水氧化尾氣的處理問題，深入研究力求提供一種節(jié)能高效的處理方法。
1.雙氧水氧化尾氣的概述
(1)雙氧水的工業(yè)生產(chǎn)方法傳統(tǒng)雙氧水生產(chǎn)方法有電解法、蒽醌法、陰極陽極還原法以及氫氧直接化合法等。電解法具有工作效率高、工藝流程短、產(chǎn)品質(zhì)量高的優(yōu)勢，但其耗電量較大，生產(chǎn)成本偏高，不適合企業(yè)用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)雙氧水，已逐漸被市場淘汰。而陰極陽極還原法是利用水和空氣作為生產(chǎn)原料，投資成本低、節(jié)能環(huán)保，但目前這個(gè)方法也無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)?，F(xiàn)在企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)雙氧水的主要方法是蒽醌（EAQ）法，利用催化劑作用，2-乙基蒽醌和氫氣反應(yīng)生成2-乙基氫蒽醌，在一定溫度壓力下2-乙基氫蒽醌和氧發(fā)生氧化反應(yīng)，生成2-乙基蒽醌和過氧化氫。最后經(jīng)過萃取得到雙氧水溶液。蒽醌法是目前國內(nèi)外工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)雙氧水最主要的方法。(2)雙氧水氧化尾氣的形成蒽醌法雙氧水的生產(chǎn)是利用烷基蒽醌為溶劑組成工作液，工作液在雙氧水的生產(chǎn)系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。氧化反應(yīng)分離后的氣即氧化尾氣，其成份主要有氮?dú)?、氧氣、重芳烴蒸汽和水蒸汽，其中的重芳烴蒸汽是雙氧水生產(chǎn)中工作液的重要溶劑，現(xiàn)有的方法很難得到良好的回收效率，排放不能滿足安全標(biāo)準(zhǔn)，工作液溶劑的消耗過高，無法避免污染大氣，對環(huán)境造成不良影響。(3)雙氧水氧化尾氣處理方法雙氧水氧化尾氣處理常見的是冰機(jī)法、活性炭纖維吸附法和渦輪膨脹機(jī)法，三種方法都不能完美達(dá)到要求。因?yàn)楝F(xiàn)在國內(nèi)的雙氧水生產(chǎn)企業(yè)大都采用蒽醌法生產(chǎn)雙氧水，氧化尾氣的處理一般采用渦輪膨脹機(jī)組制冷回收重芳烴，但回收技術(shù)和處理效果并不理想，尾氣的排放中仍存在大量的重芳烴，污染空氣更增加了企業(yè)的資源損耗。采用活性炭纖維吸附法回收效率高，但是活性碳纖維需要定期更換，運(yùn)行維護(hù)成本較高。從社會價(jià)值和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益角度出發(fā)，雙氧水生產(chǎn)企業(yè)適宜先利用膨脹機(jī)組制冷再結(jié)合活性炭纖維吸附法的氧化尾氣混合處理方式，生產(chǎn)實(shí)踐證明這種混合方法處理效果更好。尾氣中含有的重芳烴主要成分是三甲苯異構(gòu)體，三甲苯異構(gòu)體排放到空氣中會導(dǎo)致人們的中樞神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能紊亂,濃度過高時(shí)還會影響人類的呼吸中樞神經(jīng)系統(tǒng)，麻痹神經(jīng),引發(fā)身體不適，嚴(yán)重情況下還會引起中毒死亡。因此，實(shí)際應(yīng)用中需要一種能更多的回收重芳烴、實(shí)現(xiàn)氧化尾氣的達(dá)標(biāo)排放的節(jié)能處理技術(shù)，可以解決現(xiàn)實(shí)中的安全環(huán)保問題，較好地促進(jìn)氧化尾氣的綜合利用。
2.雙氧水氧化尾氣節(jié)能處理
(1)膨脹機(jī)組制冷處理雙氧水氧化尾氣采用先分離后膨脹的工藝流程，不僅壓力較高時(shí)溶劑易于冷凝，冷凝分離效率高，而且避免了膨脹機(jī)組在腐蝕性介質(zhì)中運(yùn)行，膨脹機(jī)組只起制冷作用。改善膨脹機(jī)組的工作條件，設(shè)備使用壽命得到延長，并得到盡量低的出口溫度。為使分離器的尾氣進(jìn)口保持在合適的溫度范圍之內(nèi)，避免發(fā)生冷凍堵塞現(xiàn)象，設(shè)置溫度自動控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，保護(hù)膨脹機(jī)組在氧化尾氣的合理工作情況下安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、工作效率高。膨脹機(jī)組連同吸附系統(tǒng)，安裝體積小，運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡單方便。雙氧水氧化尾氣通過冷凝器，冷凝到5℃～30℃時(shí)，通入一級分離器、二級分離器以及去烴水分離器進(jìn)行分離，產(chǎn)生的冷凝液進(jìn)入去烴水分離器，回收的重芳烴可以返回生成系統(tǒng)，凈化后的氣體可達(dá)標(biāo)排放。其中，所述分離器中的膜采用中空纖維復(fù)合有機(jī)材料，膜孔徑為0.01um～1.0um，內(nèi)徑為0.1mm～1.5mm，壁厚為0.1mm～1.5mm。去烴水分離器外部連接罐體和冷凝器，罐體上設(shè)置有尾氣入口和出口，回收的重芳烴可重新進(jìn)入生成系統(tǒng)循環(huán)使用。(2)活性炭吸附脫附回收利用活性碳對重芳烴分子或分子團(tuán)的吸附功能，當(dāng)氧化尾氣通過活性炭時(shí)，吸附介質(zhì)會阻留所含的有機(jī)溶劑，從而達(dá)到凈化處理尾氣的效果。首先利用分子熱運(yùn)動原理，增加活性炭吸附體系的熱能，提高被吸附的重芳烴分子的熱運(yùn)動能量。然后在重芳烴分子的熱運(yùn)動力大于活性炭的吸附力時(shí)，尾氣含有的重芳烴分子擺脫吸附體系出來，完成重芳烴的脫附。尾氣處理的主體設(shè)備是活性炭吸附床，活性炭吸附床內(nèi)設(shè)有活性炭，設(shè)備利用新型活性炭作為吸附、脫附材料。氧化尾氣通過活性炭吸附床時(shí)，尾氣含有的重芳烴被吸附、脫附并回收。氧化尾氣最后經(jīng)科學(xué)處理后，重芳烴含量達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)排入大氣。脫附后的重芳烴可以通過水蒸氣進(jìn)入新一輪工序中循環(huán)使用，蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝后，工作液溶劑和冷凝水進(jìn)入分離器。利用工作液溶劑和冷凝水的比重差，實(shí)現(xiàn)分離溶劑和冷凝水，溶劑單獨(dú)進(jìn)入重芳烴貯槽中，冷凝水進(jìn)入曝氣槽，然后尾氣經(jīng)處理后放空，重芳烴氣體重新回到設(shè)備循環(huán)使用。全套設(shè)備設(shè)有兩個(gè)活性炭吸附裝置，每個(gè)活性炭吸附裝置按照提前設(shè)定的工作時(shí)間進(jìn)行吸附、脫附、回收，并可以自動切換。
3.氧化尾氣節(jié)能處理要點(diǎn)
(1)尾氣在膨脹機(jī)組中冷卻溫度的選擇在混合式節(jié)能處理工藝中，特別重要的是工藝參數(shù)，在各種工藝參數(shù)中最為重要的就是尾氣在膨脹機(jī)組中的冷卻溫度。尾氣在膨脹機(jī)組中的冷卻溫度需要嚴(yán)格控制在科學(xué)的范圍內(nèi)。因?yàn)殡p氧水氧化尾氣的溫度越低，排出的尾氣中重芳烴飽和蒸汽壓也越低。尾氣的冷卻溫度對重芳烴飽和含量的影響，需要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際尾氣的溫度情況進(jìn)行具體分析。在實(shí)踐中，當(dāng)尾氣溫度從5℃下降到-10℃時(shí)，重芳烴飽和含量會隨著溫度降低而降低，但重芳烴回收率沒有顯著影響。但尾氣溫度在45℃時(shí)，重芳烴可達(dá)到飽和狀態(tài)。當(dāng)尾氣溫度降低到5℃時(shí)，重芳烴的回收率是91.7%，溫度降低到-5℃時(shí)，重芳烴的回收率可達(dá)96%，但-5℃的低溫下回收重芳烴處理成本偏高，制冷耗電量會增加50%。當(dāng)出口溫度設(shè)置在0℃以下時(shí)，尾氣中夾帶的水分在后面的換熱器中可能會結(jié)冰，發(fā)生阻塞氣路的故障，嚴(yán)重時(shí)可能會對換熱器造成破壞，導(dǎo)致尾氣處理過程無法連續(xù)有效地運(yùn)行。通過在實(shí)踐中總結(jié)可行性經(jīng)驗(yàn)，氧化尾氣在膨脹機(jī)組的冷卻溫度需要控制在3℃-5℃之間最合適。(2)活性炭吸附裝置和吸附量的選擇尾氣處理對活性炭的選擇和吸附量的確定十分重要。在活性炭對雙氧水氧化尾氣的重芳烴回收中，活性炭吸附容量決定了最終重芳烴的吸附效果。在尾氣實(shí)際處理的過程中，最大程度的提高活性炭對重芳烴的吸附容量是提高吸附效果的重要部分?？偨Y(jié)處理的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在活性炭吸附裝置使用前，提前對活性炭進(jìn)行一些預(yù)處理措施，可以進(jìn)一步提高重芳烴的吸附容量。在溫度穩(wěn)定在合理范圍的情況下，活性炭對重芳烴的吸附量可達(dá)到整體濃度的20%，重視這個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，進(jìn)行重芳烴回收和循環(huán)使用，不僅從根本上實(shí)現(xiàn)了延長活性炭的使用壽命，還可以有效降低雙氧水的生產(chǎn)成本。膨脹機(jī)組制冷和活性炭吸附相結(jié)合的處理工藝非常適合應(yīng)用在蒽醌法生產(chǎn)雙氧水技術(shù)的企業(yè)，有利于企業(yè)進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益。(3)重芳烴和水分的有效分離在重芳烴和水分分離的處理中要嚴(yán)格控制雙氧水氧化尾氣的溫度，使其降低到分離需要的合理溫度范圍內(nèi)，還要滿足重芳烴和水分離設(shè)備的高效運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)二者的有效分離。氧化尾氣經(jīng)過膨脹機(jī)組的冷卻、重芳烴和水有效分離后，尾氣出口直接連接到活性炭吸附裝置中，保證氧化尾氣處理工序的連貫進(jìn)行，嚴(yán)格中間處理工藝環(huán)節(jié)的技術(shù)管理，防止處理過程中設(shè)備或者工序發(fā)生意外狀況導(dǎo)致停滯，影響冷卻和分離工作的意義。溫度控制得不穩(wěn)定，造成分離設(shè)備不能處于最佳工作狀態(tài)，嚴(yán)重影響到后續(xù)的工序進(jìn)行，造成分離處理的無效。除了要十分重視尾氣的溫度控制，在實(shí)際生產(chǎn)處理過程中，還要特別留意溫差、含水量和板式換熱器的控制問題。尾氣分離的溫度控制是節(jié)能處理的核心技術(shù)和處理關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是非常重要的控制要點(diǎn)。企業(yè)采用膨脹機(jī)組制冷和活性炭吸附相結(jié)合的方式回收處理雙氧水氧化尾氣中的重芳烴，可明顯提高氧化尾氣節(jié)能處理的工作效率，節(jié)省氧化尾氣處理成本，顯著提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
4.雙氧水氧化尾氣節(jié)能處理效果
雙氧水氧化尾氣中重芳烴回收采用膨脹機(jī)組制冷和活性炭吸附相結(jié)合的處理方式，以新型活性炭為吸附材料，高效回收氧化尾氣中的重芳烴，回收的重芳烴可循環(huán)利用。該方法具有重芳烴吸附效率高，吸附容量大，凈化率可達(dá)95%-99%。
5.結(jié)語
以往的雙氧水氧化尾氣處理方法，普遍處理設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用較高，工藝流程繁瑣，資源消耗高，凈化處理效果無法充分滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。本文雙氧水氧化尾氣的節(jié)能處理采取膨脹機(jī)組制冷和活性炭吸附相結(jié)合的方法，可促進(jìn)重芳烴的循環(huán)利用，有效降低資源消耗，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)能確保尾氣達(dá)標(biāo)排放，減少環(huán)境污染。該方法工藝流程簡單，自動化程度高，運(yùn)行能耗低，節(jié)能效果顯著。
參考文獻(xiàn)
[3]李大為.雙氧水尾氣重芳烴回收技術(shù)淺析[J].當(dāng)代化工研究,2017(04).
[4]李偉.年產(chǎn)15萬噸雙氧水生產(chǎn)工藝技術(shù)改造[D].武漢工程大學(xué),2017.
作者：許網(wǎng) 單位：連云港市工投集團(tuán)利海化工有限公司