废气处理范文第1篇
1 技术改造前的各装置概况
1.1 氯气废气系统
氯气废气处理系统作为公司处理事故氯气的安全环保装置, 是利用18%的液碱对离子膜系统开停车、液氯包装尾气及各种事故状态下产生的事故氯气进行吸收, 目的是避免氯气尾气或事故氯气直接排放进入大气, 造成人员中毒、环境污染等安全环保事故。
离子膜开停车及各种事故状态下产生的氯气经废气处理管线进入吸收塔的下部, 与经循环液冷却器冷却后的烧碱循环液逆流接触, 对氯气进行吸收。从吸收塔顶部出来的未反应完的含氯尾气再进入尾气塔下部, 与预先配制好的18%碱液反应, 进一步除去其中的氯, 达到环保排放标准的尾气经风机排入大气中。从吸收塔底部出来的吸收碱液流入循环槽, 由吸收塔循环泵送出经循环液冷却器冷却后返回吸收塔, 与氯气继续反应, 直至循环液中含碱量 (Na OH) ≤2.0%, 送至次氯酸钠高位槽自流装车后外售。其工艺流程简图见图1.1。
1.2 次氯酸钠生产装置
公司50万吨/年次氯酸钠生产装置其生产原理是利用氢氧化钠与氯气生产次氯酸钠成品。反应原理如下:
来自离子膜电解工序的32%烧碱进入碱液储槽与纯水按比例混合均匀, 配制生成18%的稀碱液, 稀碱液用泵送至碱液高位槽后自流入一级吸收循环泵进口与一级吸收塔流出液混合, 混合液用一级吸收循环泵送至一级吸收冷却器冷却后泵入一级吸收塔循环吸收氯气。进入填料吸收塔的循环液自上而下与从塔下部进入的湿氯气在塔内逆相接触吸收, 使出填料塔的吸收液含Na Cl O浓度达到10%左右, 一级吸收塔的吸收液靠自流进入二级吸收循环槽与来自二级吸收中间槽的一部分二级吸收液混合后, 靠二级循环吸收循环泵送出, 经二级吸收冷却器冷却, 然后进入二级吸收塔继续吸收氯气并调节通氯量, 生成13%的Na Cl O (成品) 。
进入二级吸收中间槽的吸收液分为两部分:一部分通过溢流的方式作为成品送入成品配制槽, 另一部分则进入二级吸收循环槽与一级吸收液混合后继续循环吸收。其工艺流程简图见下图。
1.3 系统存在的问题
1.3.1根据《次氯酸钠溶液》国家标准 (如表1所示) , 对外销售的废气次氯酸钠, 其过碱量必须得到严格控制, 而在尾气系统运行过程中若碱液浓度过低, 一旦遇突发事故, 大量事故氯气不能得到及时的处理, 存在氯气外泄的风险。
注1:将废气处理的半成品次氯酸钠输送至次氯酸钠工段继续生产为合格的商品次氯酸钠注2:使用纯水配置废气处理所需要的碱液以及在循环槽中加入部分纯水溶解析出的盐分注3:液氯包装尾气管道上加装沉积槽, 截留管道中的铁的氧化物, 保证次氯酸钠质量注4:系统开停车过程中通过连通阀给吸收塔补充碱液, 提升废气系统安全性
1.3.2 就目前公司氯气废气系统的运行方式而言, 其吸收塔为单塔循环式吸收方式, 而在正常运行过程中的氯气废气量又是不稳定的, 那么势必会有吸收塔内部有局部过氯的情况发生, 这样会导致氯化钠的析出, 析出的氯化钠与循环液在系统内不断循环累积, 易造成板式换热器堵塞, 同时影响次氯酸钠的质量。
1.3.3 连接液氯包装抽空尾气和氯氢废气系统之间的管道为碳钢管道, 废气系统运行中不可避免的会将管道内部分铁锈、硫酸盐等吸入吸收塔内形成氢氧化铁等沉淀物, 造成次氯酸钠色泽变红, 产品无法达标。
1.3.4 公司废气处理系统碱液配置是用碱液和生产水直接进行配置, 但由于生产水的硬度比较高, 高硬度生产水的使用会在吸收塔反复循环过程中加速沉淀的产生, 进而造成板式换热器结垢堵塞。
2 改进的方案
2.1 在氯气废气处理吸收塔处设置一个废气次氯酸钠高位槽, 使生成的废气次氯酸钠通过自流的方式进入到次氯酸钠生产装置二级吸收塔进口, 在次氯酸钠装置充当母液进行再次吸收氯气, 通过控制出塔ORP保证生成合格的次氯酸钠成品。
2.2 修改氯氢废气系统工艺参数使循环液中含碱 (Na OH) >6.0%, 这样将使氯氢废气处理的安全性得到大幅提高。
2.3 将氯氢废气处理配碱所用的生产水管道改成纯水管道, 并将纯水引入到碱液循环槽中, 我们经过试验发现少量析盐可以通过加入一定的纯水进行溶解, 这样可以减少系统堵塞的可能, 同时次氯酸钠的品质也能得到提升。
2.4 在液氯包装至氯氢废气处理的管线上加装一个沉积槽, 利用杂质的自然重力使大颗粒的铁锈等沉积下来, 另外在此沉积槽内有一定的液位, 使气体与液体表面接触过程中, 将部分粉尘物质截留, 这样就能有效的减少金属杂质等对次氯酸钠成品的污染。
2.5 为了保证氯气废气系统在任何状态下的安全运行, 特别是在吸收塔内碱液不足时的紧急情况, 我们将尾气塔循环液分一部分进入到吸收塔的顶部, 并安装气动阀, 并接入DCS系统进行控制, 在紧急情况下开启此阀门还可以有效的防止在事故状态下, 因大量氯气直接进入废气处理装置, 造成短时间氯气废气处理系统无法充分吸收大量事故氯气, 进而导致各类安全环保事故的发生的情况出现。下图为改进后的废气吸收装置工艺简图。
3 技改成效
3.1 技改后的产品质量分析
技改后, 根据对某月利用废气次氯酸钠生产的次氯酸钠成品分析报告 (见表2) 的跟踪, 从报告中分析结果可以看出, 所有的次氯酸钠成品均能达到国家标准, 由此可证明经过该技改, 生成的次氯酸钠产品均合格。
3.2 技改前、后的经济性对比分析
公司氯氢废气处理系统每年使用离子膜烧碱300吨 (折百) , 这部分碱液可以生产的次氯酸钠成品为:300/0.159=1886.8吨。
技改前对于外卖的废气次氯酸钠价格约100元/吨, 技改后利用这部分碱液生产的高品质次氯酸钠产品价格约800元/吨, 那么一年内为公司即可创造的价值为: (800-100) *1886.8=132.08万元。
4 结语
对该氯气废气处置系统进行以上技改和项目优化后, 通过实际运行效果验证, 充分证明了该安全环保改造是成功的。不但使氯气废气处理装置运行更加安全、环保, 又给公司带来了一定的经济效益。
摘要：本文介绍了通过对公司氯气废气处理系统进行一系列安全环保优化改造, 提高该系统对事故氯气的处理能力的同时, 利用公司现有次氯酸钠生产装置将氯气废气处理装置产生的废气次氯酸钠生产为高品质的商品级成品, 不但提升了系统的安全环保水平, 还为企业带来一定的经济效益。
关键词：氯气废气处理,工艺改进,安全环保
参考文献
[1] 重庆天原化工有限公司次氯酸钠工艺技术规程.
[2] 重庆天原化工有限公司废气处理岗位操作法.
废气处理范文第2篇
有机溶剂是相对于无机溶剂而言的一种化学物质, 其特点大多是不溶于水, 分子量较小, 以液态形式呈现并在与其他溶质掺合的情况下化学性质稳定。常见的有机溶剂乙二醇、苯乙烯、全氯乙烯等等。
在当今世界范围内的化工行业中, 有机溶剂是不可或缺的生产资源, 在石油工业、制药工业、印刷行业等广泛地运用。而这些溶剂在化学性质上极容易挥发或见光反应, 最终进入大气形成有毒废气。
同时, 有机溶剂很容易通过人体皮肤和呼吸系统进入体内, 与血红蛋白结合, 造成骨髓、神经系统、肝肾内脏等器官的毒害, 这对在此类工作区域内的从业人员而言, 是非常严重的身体伤害。例如, 在大部分有机溶剂中存在的苯及苯类化合物, 是世界医学界公认的致癌物质, 会对人类的造血系统形成不可修复的伤害。
诸如此类有机溶剂, 尤其在发生光化学反映后, 对人体的伤害更大, 同时在排入大气中之后由于自身的稳定结构, 不容易被分解, 只能通过稀释作用来减少毒害作用。
在以往处理废气中有机溶剂的方案中, 将回收的有机溶剂和气体进行燃烧, 可以转化成无毒的气体物质 (主要是二氧化碳) , 但这种做法不仅会造成资源的浪费, 同时也形成了大量的温室气体, 对构建节约型社会和低碳经济社会并不理想, 因此要从回收利用角度重新考虑。
2 废气中有机溶剂处理及回收的工艺
在以往的处理手段中, 为了减少对环境和人员的伤害, 大多采用焚烧 (无焰) 和燃烧 (有焰) 的方式。
将废气中的有机溶剂烧掉是最简单的处理方法, 但也存在一定的危险, 针对有焰燃烧会导致爆炸事故发生, 由此转为无焰焚烧的方式。这种处理方法首先要提升有机溶剂气体的密度, 通常会用活性炭进行吸附作业, 随后将高浓度的溶剂气体进行余热, 实现无焰催化燃烧。
无论是有焰还是无焰的处理方式, 这种单纯地以降低伤害和污染的方式显然是不可取的, 尤其是在当年资源利益匮乏的情况下, 因此需要不断转化溶剂回收的工艺手段。
以下阐述几种常见的有机溶剂回收方法:
2.1 吸收法
顾名思义, 是通过特殊的液化介质来吸收气体中的有机溶剂成分, 这就要求两者之间具有同类的性质。例如柴油或柴油对溶剂中的油性物质具有溶解性, 通过高温上淋工艺不断与气体物质交融, 实现吸收。
吸收法需要对设备的依赖性较大, 我国对吸收法的利用始于上世纪其八十年代, 最初主要用于乙醚溶液, 随后逐渐扩展应用范围。在使用吸收法过程中需要考虑的问题主要是流程问题, 不同的溶剂吸收性不同, 需要严格的控制。
2.2 冷凝法
冷凝法的利用具有针对性, 一般来说, 适用于一些单一有机溶剂浓度较高的废气环境, 特别是某一种成品挥发性有机溶剂。例如在制冷设备中, 早期普遍采用氟利昂作为循环介质 (现已淘汰) , 就可以采用冷凝的方式进行分离回收;再例如汽油、柴油等成品包装环境下 (加油站油池、油罐) 发生的挥发性行为, 也同样适用冷凝法。
不难看出, 冷凝法就是利用气体对温度的反应实现的, 采用冷冻的手段降低温度, 由于气体中所包含的溶剂成分比较单一, 所以变化较为明显, 回收的物质也十分统一。
冷凝法本质上是一种简单的物理手段, 不需要对设备进行特殊的设计构造, 但同样受到气体中溶剂性质的限制, 这是其使用的局限性。同时, 使用冷凝法还要注意的是, 作用气体的饱和蒸汽气压随温度的变化不能太大。
2.3 吸附法
吸附法的使用历史非常悠久, 在早起无害处理中也使用过, 主要的工具是活性炭, 并随着活性炭的种类和性能不断发生变化。活性炭是最常用的吸收剂, 针对活性炭的性质处理后, 可以实现特定有机溶剂的回收, 简单方便快捷, 但这一方法的回收与活性炭投入有很大的关系, 性价比有待提高。
3 结语
废气中的有机溶剂处理和回收已经不单纯是消除对生态环境影响的问题, 结合当前构建节约型社会和低碳型社会的要求, 简单地消除处理会造成大量的资源浪费。因此作者认为, 通过积极的开展回收工艺的研究, 是最为妥当的解决方案。一方面, 对于整个社会来讲, 可以降低资源的浪费程度, 另一方面对于企业而言, 可以获取额外利润, 降低生产成本, 因此具有执行的可行性。总而言之, 废气中有机溶剂的处理和回收具有广阔的市场前景, 在未来有可能形成新的行业类型, 并由此加入现代工业体系。
摘要：工业废气中往往包含大量的有机溶剂, 种类多、含量大、毒性高, 在不经过处理就直接排放到大气中会造成严重的污染问题, 甚至形成毒雨、酸雨, 对动植物的生命安全造成威胁。在我国构建生态平衡发展战略和低碳经济社会的背景下, 对废气中的有机溶剂实现回收, 不仅可以减少污染, 还可以提高对资源的利用效率, 降低企业经营成本, 提高市场效益, 一举两得;本文就有机溶剂的处理和回收展开讨论, 针对这一工艺提出合理化建议。
关键词：有机溶剂,工业废气,生态环保,低碳经济
参考文献
[1] 阎勇.从工业废气中回收有机溶剂的技术[J].现代化工, 1999, 12:45-49.
[2] 李进卫.溶剂废气回收治理减轻雾霾危机绿色环保新主张[J].印刷质量与标准化, 2014, 09:8-15.
[3] 冯岩岩, 徐森, 刘大斌, 梁欢.冷凝法回收有机溶剂的优化设计[J].化学工程, 2012, 01:35-37+42.
[4] 张汉杰, 刘定华, 刘晓勤.有机废气吸附净化处理的新型工艺研究[J].污染防治技术, 2007, 01:12-14.
废气处理范文第3篇
1 化工行业有机废气处理现状
1.1 处理方法落后
化工行业的有机废气处理是一个非常复杂的过程, 一些化工企业的有机废气处理工艺不成熟, 采用的处理方法比较落后, 无法有效地治理有机废气, 有机废气中含有大量的污染物, 采用传统的冷却和清洁技术有机废气处理效果较差, 使得化工行业依然排放出大量有毒、有害的有机废气, 严重污染自然生态环境。
1.2 治理不到位
当前, 我国针对化工行业排放有机废气出台了相关的法律法规, 对有机废气排放不达标的化工企业进行处理和整顿, 对于有机废气的处理和治理发挥了一定的作用, 明显改善了有机废气排放问题。但是化工市场仍然存在很多不良企业, 相关治理措施和方案存在问题, 化工行业的有机废气处理不能一刀切, 再加上相关行政部门的监管不到位, 无法对化工企业形成强有力的威慑效果[1], 一些化工企业在处理有机废气时投机取巧, 严重影响了化工行业有机废气的治理和控制效果。
2 化工行业有机废气的处理技术应用
2.1 吸收法
吸收法主要包括化学吸收和物理吸收法, 在相同液体溶剂中不同气体的溶解度不同, 或者有机废气和溶剂可以发生化学反应, 从而实现净化废气、分离污染物的目的。例如, 化工行业可以采用液体石油、表面活性剂和水的混合试剂来处理有机废气, 其可以快速吸收H2S、NOx、SO2等污染物[2], 有效提高化工企业的经济效益。
2.2 吸附法
吸附法主要是利用具有疏松多孔结构的吸附剂, 来吸附有机废气中的污染物, 常用的吸附剂如活性炭、氧化铝、硅胶、人工沸石等, 这些吸附剂的比表面积比较大、不易破碎、化学性能比较稳定。化工企业可以结合实际排放的有机废气情况, 选择合适的吸附剂。同时, 选择合适的吸附材料, 经过实验验证, 和蜂窝状、颗粒状的吸附剂相比, 纤维状吸附剂的吸附效果较好。吸附法的能耗比较大, 操作工艺相对比较成熟, 但是如果化工行业有机废气中含有大量的污染物, 其吸附效果明显下降, 因此化工企业在使用吸附法时, 应具体问题具体分析。
2.3 热破坏法
热破坏法适合处理低浓度的化工有机废气, 在实际应用中不同操作过程, 包括催化氧化燃烧和直接火焰燃烧。催化氧化燃烧是指利用合适的催化剂, 在气流中加热有机废气, 降低有机废气的起燃温度, 使其发生化学反应, 从而去除有机废气中的污染物。直接火焰燃烧的应用范围比较广, 投资成本低, 对于有机废气的处理效果较好, 在标注时间和适当温度条件下, 热处理效率高达95%以上[3]。在使用热破坏法来处理化工有机废气时, 可以采用盐类、非贵金属类和贵金属类的催化剂, 促进有机废气的燃烧。但是这种方法在应用中容易出现催化剂中毒现象, 对于使用条件和操作工艺的要求非常高, 并且贵金属类催化剂成本比较高, 经济效益较差。
2.4 生物处理法
生物处理法主要是基于氧化分解过程, 有机废气中的某些成分作为微生物的氮源和碳源, 经过微生物的新陈代谢, 将有机废气分解为无机盐、水、二氧化碳等少污染或者无害物质。当前, 生物处理设备主要包括生物滤池、生物滴滤塔、生物洗涤器等, 这种生物处理法适合处理低浓度有机废气, 但是在未来发展过程中, 应加大对降解有机物的接种方法和细菌种类的分析和研究, 充分发挥生物处理法的应用优势。
2.5 膜隔离技术
由于化工有机废气的分压和性质不同, 其穿透膜能力也存在较大差异, 因此化工企业可以在排放有机废气的通道中设置半渗透性膜, 有机废气通过半渗透性膜的速度不同, 从而有效分离有机废气中的污染物, 膜隔离技术对于化工有机废气的净化处理效果较好, 但是这种半渗透性膜在使用过程中很容易受到污染, 增加了企业的生产运营成本。
2.6 放电等离子体
放电等离子体主要是利用高压放电过程中产生的N、OH、O等活性离子或者高能电子, 形成非热平衡等离子体, C-C和CH化学键断裂, 和有机废气中的H、F、CL等原子进行置换, 产生二氢化氧、二氧化碳等无害物质。同时, 在等离子体中加入合适的金属氧化物和Ti O2, 可有效提高化工有机废气的去除效率。放电等离子体技术的应用流程比较短, 操作简单, 具有良好的节能效益。
2.7 光催化氧化法
在正常光照环境中, WO3、Cd S、Zn O、Ti O2等半导体材料会产生自由基活性物质[4], 其氧化性非常强, 在常压、常温条件下可以将化工有机废气转换为无毒无害的无机物, 这种方法具有反应速度快、处理效果好、易回收、不受溶剂影响等优点, 可以有效降解含氯和苯系物。
3 结语
化工行业排放的大量有机废气关系着化工行业的可持续发展和人们的身体健康, 在处理化工有机废气时, 化工企业应结合有机废气的实际情况, 采取最合适的处理方法和处理技术, 在提高化工有机废气处理效果的基础上, 尽量降低成本, 提高经济效益。
摘要：有机废气处理一直是化工行业面临的一个重要问题, 大量的有机废气如果不进行有效处理, 一旦排放到空气中, 会对自然生态环境造成严重污染, 并且威胁人们的身体健康, 因此应全面了解化工行业的有机废气情况, 有针对性地采取有效处理技术, 最大程度地净化化工有机废气, 推动化工行业的可持续发展。本文分析了化工行业有机废气处理现状, 阐述了化工行业有机废气的处理技术应用, 以供参考。
关键词：化工行业,有机废气,处理技术
参考文献
[1] 朱家伍, 张杰.浅议医药化工行业的有机废气处理[J].科技展望, 2015, 03:33.
[2] 陈忠平.有机废气处理技术探讨[J].资源节约与环保, 2015, 07:120.
[3] 张正怡.浅谈化工行业有机废气处理技术[J].科技信息, 2012, 06:369.
废气处理范文第4篇
1 改良西门子法分析
现在多晶硅生产中, 大部分企业选择用改良西门子法, 即利用HCl (Cl2、H2) 与冶金级工业硅作为原料, 在高温条件下, 将HCl与粗硅粉进行合成, 制成Si HCl3 (TCS) , 并对Si CHl3进行化学精制提纯与多级精馏处理, 确保其质量分数可以达到99.99%以上[1]。经常上述处理后, 在还原炉内1050℃硅芯上用高纯H2对Si HCl3进行还原处理, 最终生成高纯多晶硅棒。在对生产尾气进行时, 即对尾气中含有的Si HCl3、Si Cl4、HCl、H2、等进行还原处理, 然后进行回收后返回生产流程内, 其中Si Cl4在氢化炉内用超高纯氢气转化成Si HCl3返回流程, 确保整个生产流程为一个闭路循环。另外, 无论是选择用何种生产方式, 在生产过程中合成Si HCl3、精馏提纯、还原以及尾气回收等工序, 均会产生一定量的废气, 其中主要包括Si HCl3、Si H2Cl2、Si Cl4、HCl、N2、H2以及少量金属氯化物, 使得废气具有毒性, 并且具有易燃、易爆等特点, 必须要采取措施对其进行有效处理, 降低其对环境的污染, 并提高生产安全性。
2 多晶硅生产废气处理技术分析
2.1 燃烧法
燃烧法的实施原理, 即在有氧与助燃条件下, 将废气通入燃烧炉内产生高温水解反应, 直接将废气转化成含有二氧化碳、氯化氢、少量氯气与蒸汽的高温烟气。谈后对产生的高温烟气进行换热、拦截以及降温吸收处理, 将其中含有的热量吸收掉, 并回收烟气中含有的盐酸与硅酸盐, 确保剩余烟气经过淋洗处理后可以达到排放标准[2]。与其他处理方法相比, 此种方法在实施上具有较高的安全性, 并且目前实施应用中有较高的自动化程度, 可以实现二氧化硅、盐酸以及蒸汽产生热量等副产物的回收。但是其所需前期投资较大, 处理工艺较多, 对设备运行与管理均有较高的要求。
2.2 碱洗法
此种废气处理方法实际应用中与水洗发具有一定相似性, 生产常用碱液包括Na OH溶液或者Ca (OH) 2溶液。在对多晶硅废气进行处理时, 即对碱液与废气中存在的氯硅烷与氯化氢在几级串联淋洗塔内或者密闭反应釜内进行水解中和反应, 产生Na Cl、Na2Si O3或者Ga2Si O4、Ca Cl2以及少量Si O2、H2O。经过处理后废气中主要含有H2、N2以及水蒸气, 可以达到正常排放要求[3]。多晶硅生产废气进入到碱液淋洗塔内, 经过反应生成Si O2、Na Si O3与Na Cl等, 然后将其输送到废水处理单元, 淋洗塔输出的尾气可直接排放。其中涉及反应:Si HCl3+2H2O→Si O2+3HCl+H2, Si H2Cl2+2H2O→Si O2+2HCl+2H2, Si Cl4+2H2O→Si O2+4HCl, HCl+Na OH→Na Cl+H2O, Si O2+2Na OH→Na2Si O3+H2O。
2.3 干法回收
还原反应后还原炉内尾气温度较高, 使其冷却到常温后, 输送到装填钯催化剂脱氧换热器内, 使得H2与O2反应生成水, 然后将剩余气体输送到下道工序。Si HCl3与Si Cl4混合物被送入到分馏塔内进行分离, 并对回流比进行控制, 可得到质量分数在99%以上的Si HCl3与质量分数在95%以上的Si Cl4。然后将分馏出的Si HCl3返回到还原炉, 用于生产多晶硅循环使用, 反应式为:3Si Cl4+Si+2H2→4Si HCl3。
3 多晶硅生产废气焚烧处理优化分析
焚烧工艺优化, 可以在保证满足环保性与安全性要求基础上, 对废气、废液等进行有效治理。处理流程为焚烧、余热回收、二氧化硅回收、急冷、盐酸回收、淋洗塔与排放。多晶硅生产废气经过缓冲后, 进入到焚烧炉内进行高温氧化反应处理, 对氯化硅烷进行彻底分解, 生成Si O2、HCl等。焚烧炉内出来的高温烟气中含有大量热量, 将其通入到余热锅炉内进行降温处理, 同时回收其中余热, 可以利用烟气余热来对脱盐水处理, 将其变为蒸汽回收利用。烟气经过余热锅炉处理后, 通过过滤器进行气固分离, 对烟气中含有的Si O2粉尘进行消除处理, 进入到急冷塔内, 利用水喷淋降低烟气温度。喷淋降温后盐酸利用石墨换热器与冷却水换热冷却后继续进行喷淋降温, 并回收烟气内含有的盐酸。最后烟气中含有的少量Cl2与HCl通过碱液淋洗塔淋洗后, 利用气水分离器处理后排放。
4 结语
对多晶硅生产废气进行有效处理, 对降低环境污染, 提高生产安全具有重要意义。但是在选择废气处理方法时, 需要结合实际生产情况, 对各项因素进行综合分析, 确保所选方法应用的合理性与有效性, 不但要保证废气的合理处理, 还可以对副产品进行回收利用, 在总体上提高生产综合效率。
摘要：多晶硅生产会产生大量废气, 对生态环境污染较大, 在持续发展背景下, 必须要采取措施对生产废气进行有效处理。目前已经有更多新型技术被应用到多晶硅生产废气处理中, 并取得了一定效果, 降低废气对环境的污染, 并通过处理来降低安全事故发生的危险, 对提高生产综合效益具有重要意义。本文对多晶硅生产废气处理技术进行了简要分析。
关键词：多晶硅,废气处理,西门子法
参考文献
[1] 四季春, 董辉, 哈莹, 廉景燕.多晶硅生产中废气的处理[J].现代化工, 2013, 02:86-88.
[2] 许红霞.多晶硅生产中废气处理工艺设计[J].轻金属, 2013, 04:71-73.
废气处理范文第5篇
1系统主要化学反应:
1.1工艺流程图:
补充说明:
1.2黏胶厂生产线废气主要包含纺丝机排风及酸浴脱气系统排气, 主要成分是H2S及CS2, 总风量约45000m3/h。
1.3冷凝器主要由5个竖直叠放的模块 (玻璃管换热器) 组成, 玻璃管换热器管程通过回风罩串联, 介质是来自黏胶厂的生产线废气, 自最顶端模块流入, 逐台循环向下流出, 最后引至燃烧炉;玻璃管换热器壳程相互连通, 顶部设有吸风罩, 罩内均匀排布水及稀硫酸喷淋系统, 底部设有接酸槽, 回收硫酸。壳程介质是来自反应器的SO3废气, 流程由下至上, 逐渐溶解到稀酸中;下行的稀硫酸逐渐吸收SO3气体, 浓度逐渐提高, 底部接酸槽浓度可达到95%以上。玻璃管内外两种气体在循环流动的同时不断发生热传递, 管程的生产线废气温度由常温逐渐提高到180℃以上, 壳程的含硫废气温度由260℃逐渐降低80℃以下, 然后引至静电除雾器。
1.4系统开车时燃烧炉用天然气助燃升温, 废气中的H2S及CS2等含硫物质燃烧主要生成SO2及少量SO3, 同时释放大量热量。系统稳定运行时不消耗天然气, 反应产生的热量即可满足系统热能需求。
1.5燃烧炉至反应器连接风道中安装2台翅片式换热器, 将热量置换到熔盐系统, 降低循环风温度。
1.6反应器运行温度450-500℃, 分为上中下三个部分, 上中部分别装有铂金与五氧化二钒催化剂, 将气体中的SO2逐渐转化成SO3, 以便于溶于水或稀酸中;转化过程释放出大量热量, 通过反应器下部的翅片式换热器置换到热熔盐系统, 反应器出口降至260℃左右。
1.7热熔盐系统通过蒸汽发生器产生成蒸汽用于黏胶厂生产。
1.8自冷凝器壳程排出的气体含有大量的稀硫酸酸雾, 外排前需经过静电除雾器吸附回收;回收的稀硫酸泵送到冷凝器顶部的喷淋系统中, 最终生成浓硫酸回收利用。
2主要设备构造、故障、分析及解决措施:
2.1冷凝器
此设备主要由底部接酸槽、5台玻璃管换热器、顶部吸风罩上下三部分竖直叠放组成, 其中接酸槽及5个冷凝器模块均为外表面是316Ti不锈钢, 内衬PFA软板, 顶部吸风罩是玻璃钢材料。
出现故障:
下部3个玻璃钢换热器壳体系统开始运行时漏气, 后逐渐漏酸, 造成外壳体逐渐腐蚀并穿透。
原因分析:
2.2冷凝器壳程正压运行, 易导致废气外溢。
2.3整台设备外形体积大 (4500*4200*16000) , 且壳体厚度较薄 (10mm) ;另废气通过玻璃管时因风速较高引起玻璃管颤动, 最终整台设备震动或晃动。
2.4内衬PFA软板面积大, 且焊缝采用人工焊接, 容易造成质量缺陷;同时下部模块温度260℃左右, 易引起材料及焊缝老化。
综合上述三点, 设备衬层易形成泄露点, 酸性气体直接接触不锈钢, 形成酸液, 不断腐蚀壳体, 最总导致穿孔, 酸性气体及稀酸外漏。
解决措施:
2.5为维持系统运行, 临时将壳体腐蚀穿孔处用耐高温及耐酸腐蚀玻璃钢料封堵.
2.6停车大修时重新更换3个玻璃钢换热器模块, 壳体壁厚由10mm增加到16mm, 安装在冷凝器下部, 增加设备整体强度及稳定性, 减少震动幅度, 延长PFA焊缝使用寿命。
2.7静电除雾器出口增加尾排风机1台, 风量75000 m3/h, 将自反应器、冷凝器壳程、静电除雾器等部位由正压运行改为负压运行, 避免酸性气体的外漏, 导致设备腐蚀损坏。
3燃烧炉
该设备主要是由炉膛、天然气烧嘴、贫气烧嘴及富气烧嘴等构成, 运行温度较高, 局部温度可达1400℃, 炉膛温度850-900℃。
出现故障:炉膛内衬耐火层频繁损坏;燃烧炉壳体腐蚀严重。
原因分析:
炉体内面积较大, 内衬耐火层施工时必须预留膨胀缝, 导致酸性气体直接接触燃烧炉壳体生成酸液腐蚀壳体。
解决措施:
3.1炉内耐火层先后用了三种耐火材料砌筑, 分别为莫来石耐高温浇注料现场浇筑, 轻质莫来石砖砌筑及高档隔热耐火砖砌筑, 使用效果分别如下:
3.1.1莫来石耐火高温浇注料:造价约15万元, 使用3个月后发现耐火层表面出现多道裂纹, 约5个月时有大块耐火层脱落, 系统被迫停车维修。
3.1.2轻质莫来石砖:造价约为25万元, 现场砌筑时间较长, 投用一年后局部表面出现细纹裂纹 (未贯穿) , 拆除时发现砖表面约10mm厚层已变色。
3.1.3高档隔热耐火砖:此做法是参考克劳斯炉内衬方法, 根炉体部位提前预制各种不同尺寸的耐火砖, 而且在砖中部设有密封面, 造价约为45万元, 投用一年后检查, 各部位均没有裂纹, 使用效果较理想。
3.2燃烧炉外边面表面选用硅酸铝岩棉保温, 厚度为200mm, 确保炉体金属部分温度始终大于220℃, 防止接触金属壳体的酸性气体因温度低转化成酸液, 腐蚀金属壳体。
3.3反应器
该设备主要有三部分构成:上部装有铂金催化剂, 呈蜂窝状, 两层排列, 主要作用是将大部分SO2转化成SO3;中间部分是五氧化二钒催化剂, 单体呈螺旋柱状, 尺寸为φ8*10mm, 总厚度约500mm;作用是将未转化SO2转化成SO3;通过催化剂转化后, 理论上99%上的SO2已生成SO3, 同时释放出大量的热量。下部安装有3台翅片式换热器, 将反应时产生的热量置换到热熔盐 (硝酸钠及硝酸钾混合物) 系统, 出口气体降至260-270℃。
出现故障:
在一次开车过程中换热器列管损坏, 泄露的熔盐与系统产生的的浓硫酸混合, 在200℃反应生成二氧化氮、三氧化氮混合物, 导致冷凝器及反应器局部爆裂。
原因分析:
3.3.1系统停车时盐系统停止循环时系统温度低, 导致热熔盐不能完全回流, 熔盐在加热管内凝结, 体积膨胀增大, 造成换热器管道开裂。
3.3.2开车时系统温度升高后, 熔盐融化, 自裂缝处流出与浓硫酸混合, 在高温下反应生成二氧化氮、三氧化氮混合物。
解决措施:
3.3.2.1优化工艺操作, 反应器系统温度高于220℃时才允许热熔盐系统循环, 进行热量置换。
翅片式换热器列管壁厚由1.5mm增加到2mm, 提高换热管体强度。
3.3.2.2换热器进出口处集液箱的增加伴热蒸汽管, 避免局部形成死角, 温度降低, 熔盐凝结。
4废气处理效果及效益核算
4.1废气处理效果
4.2进入系统废气:
纺丝系统排气:44000m3/h;
脱气系统排气:400 m3/h;
废气含硫气体:H2S 420kg/h CS2280 kg/h
4.3系统外排气体;
流量:45000 m3/h出口压力:<0 pa
含硫废气排放量 (实测) :
符合山东省潍坊地区含硫废气排放标准:500 mg/sm3
5结语
综上所述, 粘胶厂生产线产生的废气经催化氧化制酸法处理后, 排放指标到达排放要求;此系统最大的优点是产出物是蒸汽、硫酸, 粘胶纤维厂完全可以回收利用。如果燃烧炉助燃材料选型含硫物质, 硫酸及蒸汽产量将会得到较大的提高, 经济效益会更加显著。希望将此套废气处理系统设备尽快国产化, 为环保事业做出贡献。
摘要：简要介绍了废气处理催化氧化生产硫酸法 (Sulphur Oxidation Process, 以下简称SOP) 系统的原理、工艺流程、及废气处理前后对比情况, 总结分析了系统自开车以来到现在系统发生的主要设备故障、原因及解决措施, 为其他黏胶厂再增加类似废气处理设备时提供一定的借鉴。