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[关键字]橡胶废气 催化氧化 处理
[中图分类号]X742 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-2-169-1
在橡胶工业生产中,其废气的90%以上为挥发性有机物,该物质对大气会产生严重的危害,也影响到周边居民的身体健康[1]。我国国内的石油化工生产企业对待废气的方式,往往是降低浓度后进行排放或者不经过任何处理就直接排放,危害十分严重。因此,对橡胶生产中伴随的废气进行挥发性有机物的清理是十分重要的课题[2],本文将重点探讨如何利用催化氧化技术对橡胶废气进行有效处理。
1 橡胶生产的废气来源
在我国的石油化工生产企业中,橡胶的生产全过程具有四个步骤,(1)聚合、(2)回收、(3)凝聚,(4)后处理,后处理的主要任务是对上一个单元中的橡胶颗粒进行脱水处理,并进行干燥,在这个过程中一共有四处会伴随废气的产生,分别是进料口与螺杆挤压机处排放的闪蒸气,还有在利用风力输送固体的过程中与对固体颗粒进行干燥的过程中产生的排放气体,这四处都会产生相似成分的废气,主要成分有乙烷、水汽、油雾与伴随挥发的固体颗粒。
2 橡胶废气的处理技术
在橡胶生产的排放废气上,已经形成了些有效的处理方式,但由于处理方式不同,在处理的效果上与优缺点上也不相同,这几种方法与催化氧化方法相比都具有一定的不足。
热力燃烧法具有较高的处理效率,可以一次处理浓度较大的废气,但是处理过程也需要大量燃料消耗,且必须连续进行,伴随氮氧化物的排放,因此成本较高;生物处理法能够处理较低浓度的废气,并且具有低成本的优势,但是在高浓度废气的处理效果上并不好,需要占用大量的空间,生物环境较难获得,因此也不方便;催化氧化是一种在特定压力和温度条件下,运用金属材料作为催化剂,将橡胶废气中的物质与空气、氧气等氧化剂物质进行氧化反应的处理工艺,该种方法与上述两种方法相比具有明显的优势,它的处理效率很高,可以一次处理较高浓度的废气,并且不需要较高的温度条件,成本也比较低廉,唯一的缺陷是随着处理过程的进行,废气中会含有多种粒状物使催化剂中毒,从而降低处理的效率。
催化氧化技术在橡胶废气中的处理也并不是单一使用的,在实际的处理过程中,必须采用多种处理方式配合使用的途径,才能够最有效地对废气进行处理。在以催化氧化技术为主的处理工艺中,气体总的处理流程为先进行废气的收集与预处理,然后对其进行冷凝,接着对其进行催化氧化,最后在达标的情况下将废气进行排放。
处理技术流程为:
(1)在进料口与挤压机的出口处将产生的废气进行收集,这时闪蒸气会进入一级的冷凝处理,在冷凝的过程中会产生冷凝水,冷凝水会通过特殊方式进行收集待处理。
(2)是二级冷凝处理,也就是在上一级冷凝的基础上进行进一步冷凝,以提高冷凝处理的效果,在这个处理的过程中会产生环乙烷,环乙烷作为一种化工原料可以进行收集再利用,这时前两级的废气已经得到了充分的冷凝处理;除雾处理,在风力输送固体的过程中与吹热风对颗粒进行干燥过程中产生的废气会被收集进来进行集中除雾处理。在除雾处理中,会产生橡胶生产中使用的填充油,在此可以进行收集和再利用,这时所有的废气都已得到充分收集。
(3)收集到的废气会通过蒸汽换热器的方式进行加热,加热的作用是加大催化氧化的处理效率,在热的废气得到催化氧化后,气体需要进行一次循环以降升温后携带的热量传递给未处理的废气部分,这个过程可以有效降低能耗,节约热能成本,在利用金属催化剂,常压状态下与空气中的氧气等氧化剂多次的催化氧化反应处理后,废气可以达到化工企业的排放标准,最后被排放至大气中,也可将其送入热风干燥系统中,利用其携带的热量进行干燥处理,该处理方式可以有效降低生产的成本,实现合理化废气利用[3]。
表中展示了笔者所在的公司进行的橡胶废气催化氧化处理对其中的非甲烷总烃与环乙烷的处理效果:
根据笔者所在的杭州梵林环保设备有限公司的处理实践,表中呈现的数据充分证明了催化氧化处理可以获得良好的处理效果,在催化氧化反应设备的入口239-257℃,出口381-455℃情况下,其催化氧化处理可以以98%的效率去除废气中的非甲烷总烃与环乙烷,处理后的废气完全达到国家所规定的《炼油与石油化学工业大气污染物排放标准》要求,为石油化工企业的橡胶生产产生可观的经济效益。
3 总结
催化氧化技术为石油化工企业的橡胶生产中废气排放提供了有效的处理方式,通过四步的处理工艺,能够有效减少废气中的挥发性有机物,减少对大气的污染,保证了人们的身体健康,还可以为企业创造可观的经济效益。
参考文献
[1]王新,方向晨,刘忠生,王海波,陈玉香.橡胶废气催化燃烧处理技术[J].沈阳:当代化工,2009,38(2):191-193.
[文献标识码]B
[文章编号]1006-1959(2009)07-0251-02
手术室是一个特殊的工作环境,无菌要求极其严格,不仅对手术器械的无菌要求特别严格,对手术内的空气环境也有较高的要求。而手术室内的护理工作者,是在这个特殊环境中从事特殊护理专业的群体。手术室内的工作环境对手术室内的医护人员的健康有着极为重要的影响。尤其是在基层医院,医疗设备相对简陋,对手术室内的环境消毒常采取甲醛熏法、紫外线照射等方法来达到手术室内无菌的要求。对于某些特殊的手术器械采取戊二醛浸泡达到灭菌的作用。这些特殊的挥发性化学性灭菌物质对手术室的工作人员的身体有着极为重大的伤害作用。现就手术室内气体污染对工作人员的危害及防范作一简要探讨。
1手术室内的危害气体
1.1消毒灭菌剂:①戊二醛:戊二醛是目前广泛应用于内镜浸泡消毒的一种冷消毒液,具有一定的挥发性和刺激性,长期吸入混有较高浓度戊二醛的空气或直接接触戊二醛容易引起眼灼伤、头痛、皮肤过敏、胸闷气喘、咽喉炎及肺炎、流感样症状、腹痛腹泻、荨麻疹和手部棕褐素沉着等症状[1]皮炎、过敏、结膜炎及鼻窦炎。②甲醛:对人体的皮肤、神经系统、胃肠道及呼吸道存在一定的不良影响,甚至可以致癌。甲醛气体对黏膜的刺激性更强,可引起眼水肿、胀痛、哮喘、急性大量吸如可肺水肿,可致癌。甲醛还具有致敏、诱变及致癌作用,长期接触低剂量的甲醛溶液,可引起慢性呼吸道疾病及染色体异常。③含氯消毒剂:具有强烈的刺激味,对皮肤黏膜也有刺激性。④环氧乙烷气体:空气污染是极微量的,它们长期低剂量存在于手术室,通过皮肤、呼吸道进入人体,致白血病、癌症,孕期能引起流产。以化学污染物对人群健康危害最大。
1.2各种废气排放:高科技的医疗仪器广泛应用于外科手术中,极大的提高了手术准确率,术中使用电刀、电凝产生的烟雾可因蓄积作用而致癌,骨水泥的异味,工作人员及病人呼出的二氧化碳,腹腔镜手术时腹腔充气使用的二氧化碳,均具有致病作用。
1.3麻醉废气:手术室护士每日暴露于存在低深度挥发性毒剂和残余吸入的工作环境中。专家指出,麻醉气体将导致手术室内工作人员不良的生育结局。如吸入较高浓度的麻醉气体会引起流产[2,3]。麻醉废气主要是批氨氟醚、异氟醚,可从面罩活瓣、螺纹管等衔接处漏出并污染手术室空气。根据美国职业健康委员会的要求,单独使用各种笑气、卤代类吸入麻醉剂时,其空气污染水平不应超过2.5ppm;长期接触可导致麻醉废气在机体组织内逐渐蓄积而达到危害机体健康的浓度,并可产生慢性氟化物的种毒和遗传的影响(包括致突变、致畸和致癌)及其他影响,如白细胞减少等症[4]。安氟醚是20世纪80年代开始广泛应用于临床的一种新的含卤素的,含乙烯基,是一种潜在的致突、致癌物质,其化学性质稳定,对呼吸道无刺激作用[5]。
1.4臭氧:用于手术室内的空气消毒等。均为刺激性物质,对皮肤黏膜、上呼吸道有刺激作用。
1.5空气污染物的损害效应决定于它的特征、化学结构、浓度和人体接触的时间,而大气中经常是多种有害物质的混合性污染,这时最常见的是有害物质的毒性相加现象,低浓度的污染物质长期地作用于人体会产生慢性的远期效应,这种效应往往不易被人注意,而且难以鉴别。手术室内空气污染有特殊的一面,与麻醉方法、麻醉机的防漏质量、麻醉持续时间及室内有无通风设备,手术器械、仪器使用、消毒剂浓度有效时间和使用方法有关。不论何种污染物,在同一时间内与污染源、排放量、污染程度均成正比,污染物在手术间内每个角落的污染环境的综合时限不相同。麻醉师在麻醉机旁,与从气囊及患者呼出的残余麻醉气体接触机会多,手术医师使用高频电刀机会较多,与高频电刀使用时由皮肤或组织散发出的气味接触多,器械护士接触甲醛、戊二醛的机会较多。
2防护措施
2.1加强室内空气流通:加强室内空气流通,定时开窗换气,添置空调设备,手术间安装空气净化装置,建立良好的排放系统,完善排污系统,并对工作人员采取有效的防范措施。对接触麻醉剂的医护人员,在使用吸入性物时,如安氟醚、异氟醚、笑气等,现配现用,长期接触可造成肝肾病变,当对患者进行吸入性麻醉时,药液不可避免地会散发在手术间的空气中,无意中又形成一种空气污染。药液散发的多少与空气暴露的时间、麻醉机的密闭程度成正比。在对病员进行麻醉时,应检查麻醉机是否密闭,以减少空气中的药液浓度,减轻污染。消毒剂浓度要配制准确,现配现用,改变用量越多,消毒效果越好的错误概念,以减少不必要的浪费和对人体的危害,减少交叉感染的机会,操作前后正确洗手,严格无菌操作。
2.2化学性消毒剂灭菌防护:戊二醛、甲醛等化学消毒剂接触时,必须戴上防护手套,消毒灭菌时要加盖尽可能减少在空气中的暴露。不提倡使用甲醛消毒灭菌,特殊情况下使用必须在无菌箱中进行,消毒后一定要去除残留甲醛气体,室内安装有过滤网的排气扇,随时排放。注意开窗通风;选用环氧乙烷灭菌器(12h可自动排放毒物),需有专用的房间消毒和排放毒物系统,灭菌后的物品按规定放置一段时间;接触戊二醛时应戴橡胶手套,防止溅入眼内或吸入,尽量选用其他高效广谱对人体无害的消毒剂代替戊二醛(如金安洁多酶复合清洗液)。在臭氧照射期间尽量避免直入被消毒区域。定期测定空气中臭氧浓度。
2.3麻醉废气的管理:重视麻醉废气的排放,建立完好的排放系统,使用密闭性良好的麻醉机减少泄露。根据麻醉种类及手术大小合理安排手术间,孕妇不安排进手术间工作。应从造成麻醉废气泄露或污染的各个环节着手,主要包括:选用密闭性能好的麻醉机并进行定期检测,防止气源管道的漏气,尽量采用低流量紧闭式复合麻醉,选用密闭度适宜的麻醉面罩,往蒸发罐加药过程中防止麻醉液洒落等。提高手术室工作人员对麻醉废气污染的重视,并加强责任心管理,也是降低麻醉废气污染的重要环节。加强麻醉废气排污设备,改善手术室的通风条件,将泄露的麻醉废气尽可能排放至室外;采用麻醉废气吸收器或将麻醉机的废气连接管道通至室外是加强麻醉废气排污的有效措施;麻醉废气排除系统是目前最有效的排污设备,可使手术室麻醉废气的污染减少率>90%,也是现代手术室的重要组成部分。国内有少数医院的手术室已经装备了麻醉废气排除系统,但大多数的手术室连麻醉机废气排放的简单措施都未得到落实,国内对麻醉废气污染的重视以及具备的排污设备远远落后于发达国家。内镜室同样必须使用气体交换设备,以尽可能减少所有人员与有害气体的接触。
关键词:煤化工产业;节能减排;创新与应用;技术开发
对于煤化工企业来说,节能减排不仅是政策的刚性要求,也是提升企业内部效益的长远战略,但是许多企业执着于眼前之利,舍本逐末,反而带来严重损失,本文研究了节能减排的意义,并就创新与应用对节能减排的重要性以及如何进行创新和应用做出探讨,以期对企业实践做出指导。
1节能减排技术如何进行创新
(1)技术创新对于节能减排的必要性
如果技术条件跟不上,节能减排永远只能成为一句口号,只有技术条件真正能够迎合现实需求,才能从根本上解决能源与环境问题,实现节能减排的目标。创新技术对于节能减排的决定性作用体现在,如果没有技术的创新,无法做到节约能源,即使有节能意识,要么无能为力,要么成效甚微,对于减排亦是如此,因为煤化工的消耗与废物数量巨大,普通措施很难有效果,而且针对工业化操作,只有技术更新才能对现有的工业流程真正产生影响,否则无法改变流程,无法实现目标,每一项技术或者设备的更新,都是对工业流程的大规模变革。由此可见技术的创新对于工业影响之大,足以成为节能减排的决定性因素。
(2)研究更有效技术处理废气、减少排放
现有的空气净化技术运行成本大,且效果不甚理想,导致许多工厂不愿意引进设备,使技术的使用率呈较小比例,因此需要对技术进行升级,怎样能够进行大规模、小成本的废气净化,提高排放废气的质量,最好能形同新鲜空气,当然,更好的办法是研究废气产生过程,减少废气产生。废气的产生大都是由于煤燃烧不完全导致的,如何使煤炭燃烧彻底是主要问题,现今有专家探讨将煤液化后发电,如此能够有效的提升燃烧率,减少废气产生。于废气而言,净化是无奈之举,是无法避免时的防护措施,技术创新一定要研究减少废气之法,提高能源利用率、节省能源,同时探寻更加完善的空气净化技术和废气收集技术。
(3)从废水产生过程对其净化的技术创新
一般对于煤化工废水来说,均是流程完成之后对废水进行收集,并对其进行处理,达标后排入附近河流,这种方法不仅净水成本大,而且对水系统破坏极大,不利于节能减排的实现,如果能够在煤炭发电系统外增加水循环系统,在废水产生的各个环节进行废水收集,并进行净化,使其进入下一个流程循环,如此能够实现水的有效利用,也能够减少排放,需要解决的问题是水循环体系的设计和净水技术的提高,这两个难题解决,必定会为节能减排带来飞跃式的进展,亦会极大节省企业成本,给环境和能源减压。各个环节的废水分开收集,可以对污染程度相差较大的废水进行分开处理,减少净水成本。
2节能减排技术如何投入应用
(1)节能减排技术难以应用于实践的原因探讨
由于科技的进步,许多技术已经问世,设备也进入市场,但是由于技术造价成本太高,使煤化工企业望而却步,许多缺少远见卓识的企业家不愿花钱买技术、购置设备,就像二次科技革命时的英国,工厂不愿丢弃旧设备,从而延误了工业进程,因小失大,同样的,这种想法也阻碍了节能减排的进程。再是许多技术处于研发阶段或是实验阶段,无法获取信任,企业不敢冒险,技术尚未得到实践证明,无法保证一定有成效。加之许多企业家社会责任心减弱,为了节省净化废物的成本,随意进行排放或是未达排放标准而排放,对于环境和能源造成巨大的破坏和浪费,必须加以严格的防范和严厉的处罚。
(2)空气净化处理废气并使用清洁煤减少二氧化碳排量
现有空气净化技术虽然不能说是尽善尽美,但是对于废气的净化有一定作用,能够减少对于环境的污染,必须使企业运用现有技术进行较高标准的废气净化,可以适当提高废气排放标准,并且严格执行,迫使企业能够运用较先进的设备和技术,从而加速节能减排实现进程,现有的利用制作尿素对二氧化碳脱除技术,属于废气综合治理措施,能够有效减少废气中二氧化碳含量和其他废气成分,对废气实现有效净化。使用清洁煤发电,能够有效减少煤中废气产生,对于减少废气的产生与排放具有较大的作用,是除液态煤之外较有效的技术,若能得到应用,必定大有裨益。现有科技已经能够对废气做一个相对较好的处理,只等应用于实践。
(3)坚持废水净化技术的使用
现有废水净化系统虽然并不完善,但至少能够保证废水进入河流系统后能够经由其自净能力净化,但是由于许多企业废水都是采取直接倒入河流或者净化不合格,致使河水遭到严重污染,水体自净能力无法应对高频率、高浓度的废水排放,于是给河流生态和周围环境、生活造成极其严重的破坏,针对这些情况,必须严格执行废水排放标准,对煤化工企业排放进行访查,了解相关情况,使用强制措施,对于一些小规模无法满足要求的企业进行责令关闭,以减少不达标废水的排放,维护生态安全,同时集中行业资源,配置更高的技术和设备,更好的进行节能减排技术的创新和应用,对节能减排步入新阶段提供助力,促进技术的创新、资源的集中。
3结语
为了促进节能减排,必须要进行技术的创新,并真正将技术运用到煤化工产业中,对其过程产生影响,技术的创新要针对现有难题进行探索,同时也要对现有技术进行完善,使其成本尽量减小,这也会促进技术的应用,而技术的应用必须要提高认识,制定长远目标,不能因小失大,积极应用新技术促进节能减排。
参考文献:
[1]王秀国,马磊,左广斌.煤化工企业节能减排技术的开发与应用[J].山东化工,2014,43(10):154-156.
关键词:柴油机 有害排放物 排放控制
柴油机具有高热效率、大功率等特点,有着良好的经济性和可靠性,在工程机械领域得到了广泛的应用,如压路机、挖掘机、推土机、大型卡车等都是以柴油机作为动力。虽然柴油机有着很多优点,但是其所排放的尾气中有害物质成分较多,随着人们对环境保护的日益重视,对柴油及排放的尾气进行控制和净化就具有十分重要的意义。
1.柴油机的有害排放物及其危害
柴油机的有害排放物主要有CO、NOx、HC、SOx和PM(碳烟颗粒)它们分别以气、液、固相的形式存在。气相排放物包括CO、NOx、和气态碳氢;液相排放物有SOx和液态碳氢;固相排放物是微小的球状碳粒,其表面吸附有一些HC以及SOx。
CO是不完全燃烧的产物,是无色、无臭的有害气体,被吸入人体后,能以比氧强210倍的亲和力同血红蛋白结合,形成碳氧血红蛋白,阻碍向心、脑等器官输送氧气,使人发生 恶心、头晕、疲劳等症状,严重时会窒息死亡。一氧化碳也会使人慢性中毒,只要表现为中枢神经受损、记忆力减退等。
NOx是空气中的和在燃烧室的高温高压环境下反应生成的,主要是氧化氮和二氧化氮。其毒性强,对人体和植物生长均有不利影响,氮氧化物也是形成酸雨和光化学烟雾的只要物质之一。
HC只要是未然燃料和窜漏的油,HC中含有的多环芳烃有巨大的致癌作用,且某些烃类可刺激人的眼睛及呼吸器官,造成呼吸困难。
SOx来源于燃料以及窜漏的油中含有的S,它与空气中的水反应生成硫酸,可使土壤及水变为酸性,损害树木及农作物的枝叶,过高浓度会影响呼吸并可使呼吸及心血管疾病患者加重病情。
PM是柴油机排放物中主要的污染物之一,细小的碳烟颗粒可进入肺的最深部位,并沉积较长时间,可能引起危害。还可加重呼吸系统病症(哮喘,支气管炎),降低肺功能及免疫力,导致肺组织器质性病变与泡状巨噬细胞损伤。
2.排放控制技术
减少较少柴油机燃烧时有害成分生成技术主要是改善油气混合物,防止局部过量空气系数超过0.9(这有利于NO)和低于0.6(这有利于碳烟的生成)。降低微粒的排放和改善燃烧过程是一致的,使柴油机达到混合均匀、燃烧充分、工作柔和、启动可靠、排放减少的要求。
2.1采用新的燃烧方式
传统的柴油机燃烧分为预混合燃烧和扩散燃烧两个部分。主要燃烧时处的扩散燃烧,火焰温度高,极易产生NOx,采用稀薄的均匀混合气可解决这一问题。美国西南研究院提出的均匀充量压缩燃烧系统(HCCI)和日本ACE研究所的预混稀薄燃烧过程(PREDIC)等均是采用这种思路。采用预混稀薄燃烧方式减少或消除了扩散燃烧,稀混合气可降低燃烧温度,可大幅度降低NOx,比一般柴油机降低98%;由于气缸内混合气均匀,无局部过浓混合气,可使PM排放比一般柴油机降低27%,预混稀薄燃烧方式目前还处于研究阶段,离实用还有一定距离,但是前景非常可观。
2.2 改善燃料品质
燃油中氮的含量及柴油的十六烷值对排放有重要影响。燃料中的氮的氧化作用可使NOx附加的排放达5%~15%。柴油的十六烷值,着火和燃烧较容易,滞燃期短,则HC、CO及NOx的排放都下降。但由于十六烷值高,燃烧化学稳定性差,容易生成碳烟。在柴油中加入添加剂能够有效地降低碳烟。
燃油添加剂实际上是一种助燃剂,它能够促进燃烧过程中碳分子的氧化。目前使用的消烟剂中以含锰的化合物最为有效,可以大大降低碳烟的生成。
2.3 废气再循环
废气再循环(EGR)是控制柴油机排气污染的一种有效措施。废气再循环可以使柴油机预混合燃烧峰值降低,滞燃期缩短,氧浓度下降,火焰温度下降,因而能有效降低NOx排放。但同时,由于废气再循环使燃烧持续时间增加,导致碳烟排放增加,因此需要对废气再循环进行控制。当柴油机在低转速、小负荷、气缸内燃烧温度比较低的情况下,停止废气再循环,以防止生成HC,CO和碳烟。当柴油机在高转速、大负荷、气缸内燃烧温度比较高的情况下,进行废气再循环,以抑制NOx的生成。另外,还应根据柴油机的工况改变废气再循环率,达到在所有工况下都获得最低的排放。
2.4 燃油乳化技术
燃油乳化技术可以降低柴油机的排放。试验表明。燃油掺水后,由于水具有比较高的比热容和汽化热,其升温和汽化需要一定的热量,是火焰温度降低,从而抑制了NOx的生成。由于水蒸气在气缸内参与一定程度的热分解,使气缸内瞬时的氧原子浓度相对增加,从而也增加了CO再氧化的机会,使CO排放降低。另外,由于乳化油具有快燃特性,使燃油能实现完全燃烧,从而显著地降低了HC的生成。乳化油还能够有效地减少碳烟的排放。这是因为碳烟主要是在扩散火焰中形成的,而乳化油正好使预混合比例增加,扩散燃烧比例下降,这就减少了碳烟形成的机会。另外,气缸内瞬时氧浓度的增加,也有利于对已形成的碳烟氧化。
2.5 提高喷油压力和减少喷孔直径
提高喷油压力和减少喷孔直径可以使燃油的喷雾颗粒进一步细化,以增大燃油和空气接触的表面积,加速燃油和空气的混合,明显地降低颗粒PM中碳的排放。高压喷射会导致NOx的增加,如采用推迟喷油时间和EGR等方法,以达到控制颗粒PM和NOx排放的目的。高压喷射系统需要和燃烧室良好匹配,以避免过多的燃油喷射到气缸的冷表面上,减少HC和颗粒PM中有机可溶物SOF排放;高压喷射技术对喷油系统提出了十分苛刻的要求。要求整个系统有极高的强度、刚度和密封性。此种措施也需要和其他改进方法相结合才能达到更好地效果。
提高喷油压力可以有效地降低柴油机的颗粒排放;减少燃油平均滴径,促进混合气形成;降低发动机最大压力升高率、降低燃烧噪声。
3总结
随着日益严格的排放法规的出台,目前大部分的柴油机仍需要更好地发展排放控制技术,尽可能减少有害排放物的排放,同时最大限度兼顾到燃油经济性和动力性,这将是柴油机排放控制技术发展的趋势。
关键词:悬浮法 可发性 聚苯乙烯蓄热式 废气焚烧炉
中图分类号: TE963 文献标识码: A
可发性聚苯乙烯(英文缩写EPS,以下简称EPS)在我国近二十年来得到飞速发展,得到用户广泛认可。是目前全世界公认的最简便﹑最经济的包装材料,广泛应用于工业包装、建筑材料、工程材料、食品包装等方面。其生产过程为连续生产、间歇操作的生产方式,生产过程分为低温反应、中温反应、高温反应三个反应阶段,低温反应时为常压下进行,而中、高温反应在密闭带压的情况下进行。由于低温反应在常压下进行,故在低温造粒工段,产生含苯乙烯、二甲本等成分的废气会向大气排放。因苯乙烯为恶臭类污染物,按《恶臭污染物排放标准》规定,禁止排放;早期的废气处理工艺要求是对此类废气进行简单的活性炭吸附处理后,15m以上高空排放,对于此处理工艺,如果吸附饱和的活性炭更换不及时等,会导致对含苯乙烯废气吸附处理效果大大降低,废气的排放口浓度无法稳定达标排放,同时产生的吸附饱和的活性炭又被《国家危险废物名录》列为有机溶剂废物,对其处理不当可能产生二次污染,故活性炭吸附处理有机工业废气的处理工艺已经不能满足当今的环保要求,最理想情况,是通过燃烧,将含苯乙烯的有机废气在高温下分解成二氧化碳和水,可大大减少含有机废气的排放量;因排放的工业废气中有机成份低,而大量成份为空气,如采用传统的火炬燃烧方式又难以满足工艺要求。故蓄热热式焚烧装置得到了广泛应用。
1、含苯乙烯废气的产生
江苏利士德化工有限公司EPS装置采用一步法悬浮聚合工艺生产可发性聚苯乙烯,在低温聚合造粒阶段,采用人工控制粒径的方法,控制低温造粒时的聚合情况,并通过投加调节剂,进行人为的干预控制粒径的大小,在取样口采用人工定期取样观察,当取样口敞开时,因低温反应热控制在90℃左右, 故有部分反应热伴有苯乙烯蒸气等VOC气体,向外飘出,为保障车间的工作环境、保障员工身心健康,在每个反应釜取样口上方均设置局部抽风罩系统,再汇总到总管上经离心风机抽吸经处理后排放。EPS装置车间废气处理工艺原设计工艺采用活性炭吸附方式,后按环保部门要求,调整为蓄热焚烧处理工艺,该RTO焚烧系统于12年5月正式投入运行。
2、RTO工作流程图及工作原理
2.1 RTO工作流程图,见下图
RTO工艺流程图
流程简述:点炉时,采用天然气为燃料气,通过新鲜空气助燃,将蓄热式热氧化器温度上升到工艺要求的800℃;车间有机废气经过滤罐过滤后,通过引风机经提升阀切换后进入燃烧室,左右燃烧室交替使用;当通过一个燃烧室燃烧时,高温废气循环经另一个燃烧室排放,将其高温热量截留下来,节约能源,燃烧完全的废气经25m高排放筒排放。
2.2工作原理:RTO蓄热床采用方型体结构,配置有1个燃烧器,加热氧化是将碳氢化合物转化为二氧化碳(CO2)与水(H2O)的典型流程。此过程是将工艺生产过程产生的废气温度升高以打断碳氢键,并使形成新键,以产生二氧化碳(CO2)与水(H2O)。当此发生时,为一放热反应产生。
补充天然气燃料使废气热氧化器温度维持在780℃~890℃。有效裂解废气中的有机成分。其中蓄热床总共分为二床,其中1床作为进气吸热,1床作为排气放热。本系统蓄热材的热回收效率可设计至95%,废气热氧化器内设计之燃烧温度为780℃~890℃ ,VOC 的热破坏效率可高达 99.99%,整体系统VOC去除效率可达90% 以上,设备妥善率高。
高温热氧化后的烟气,排入直立排气筒,排气筒高度为25m。燃气燃烧器,安装于燃烧室侧方,使用天然气为燃料。当车间废气浓度不足,无法正常维持废气热氧化器的温度时,由燃烧器补充热量,维持废气热氧化器内温度,尾气浓度高于设定值时,则维持最小火焰强度,保持有明火热氧化。
2.3焚烧炉运行参数
焚烧炉参数如下:
焚烧炉设计参数
参数 数值 单位
风量 36000 m3/h
来源温度 50 ℃
来源压力 0 KPa-G
浓度 1400 ppmv@THC
氧化温度 850 ℃
去除率 95% /
换热效率 95% /
停留时间 1.0-1.2 s
2.4焚烧装置主要设备
焚烧装置主要设备数量及功能如下表所示
焚烧装置设备
序号 设备名称 数量 主要规格/功能
1 蓄热式废气热氧化器 1套 处理尾气量:33963.3 Nm3/hr,热能回收效率: 95%
2 燃烧器 1套 燃料气: 天然气,容量: 0.6 MMkcal/ hr
3 助燃风机 1套 720 m3/ hr,7.9 kPa,电机11 KW
4 引风机 2套 33963.3m3/hr,3kPa, 50℃,变频电机75KW
5 排气筒 1套 内径: 0.8 米x 25 米高
2.5工艺控制
整个RTO处理装置采用PLC控制,操作方便,运行可靠。