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焦(jiāo)化廠含(hán)萘廢氣治理焦化廠除塵器:
摘要(yào):焦化廠工業(yè)萘產品槽區域存在(zài)含萘廢氣無組織放(fàng)散問題,通過(guò)實例表明新設計(jì)的含萘廢氣處理淨化回收裝置,可有效控製含萘廢氣的無組織放散(sàn),改善工業萘產品槽區域的現場環境。
1、引(yǐn)言
萘,又稱並萘,是一種無色(sè)有光澤的片狀結晶。不溶於水,易升華,能隨水蒸汽揮發,有特殊氣味,是工業上好重要(yào)的稠環芳烴,可用於生產苯酐、染料的中間體、橡膠助劑和殺蟲劑等。空(kōng)氣中高允許濃度標準為10ppm。根據純度不同,萘(nài)可分為工業萘和精萘。工業萘的純度一般約為96%,工業萘進一(yī)步提純脫除雜質(zhì)及脫硫後,可得(dé)到高純度的精萘。
從煤焦油中分離出來的萘稱之為(wéi)焦油萘。在高溫煤焦油(yóu)中萘占8%~12%。從焦油精餾塔側線切取出溫度區間為210℃~230℃的萘油(yóu)餾分,經過洗滌脫(tuō)酚,再精餾分離輕組分,便(biàn)可得到凝固點為78℃、純度為96%的工業萘。
工業萘中含(hán)雜質硫茚(1%~3%)、甲基萘(1%~2%)及少量茚、焦油堿和焦(jiāo)油酸。工業萘是化(huà)學工業中一(yī)種很重要的原料(liào),其主要由煤焦油進一步(bù)加工分離製取,其在煤(méi)焦油中相對含量較高,在我國煤焦油中的含量(liàng)可達到(dào)8%~12%,是焦油加工的重要產品。工業萘為(wéi)白色或(huò)微黃晶體,有強烈的氣味,溶(róng)於醚、甲醇、無水乙(yǐ)醇、氯仿等,常溫下能升華,與空氣(qì)混合(hé)能(néng)形成爆炸性混合物,屬易燃固體,分(fèn)子量128,密度(dù)1.162g/cm3,沸點218℃,熔點80.2℃,閃(shǎn)點78.9℃,爆炸極限0.9%~5.19%,自燃點690℃,折射率1.58218。
2、工業萘區域現狀及存在的問題
萘(nài)在遠(yuǎn)低(dī)於沸點(diǎn)溫度下,就具有很大的蒸氣壓,因(yīn)而在加熱時,固體萘能夠不經過液態直接變為萘蒸氣,而萘蒸(zhēng)氣在冷(lěng)卻時又可不經過液態而直接轉變為銀白(bái)色固體。因此,固體和液體萘均能以(yǐ)這種形式(shì)轉變為萘粉塵。萘粉塵的主要散發點有:萘的貯槽、萘的成型設備等。
某焦化廠的工業萘(nài)產品(pǐn)槽區域包括6個工業萘儲槽、液萘發貨裝置和萘結片係統,廢氣源主要有:6個工業萘槽的放散氣(2個工業萘高置槽、3個工業萘(nài)產品槽、油(yóu)配裝置區1個3000m3工業萘大槽(cáo))、液萘發貨產生的廢氣、萘結片機組產生的(de)廢氣。工(gōng)業萘高置槽、工業萘產品槽(cáo)、工業萘大(dà)槽、液萘發貨、萘結片機組產生的萘揮發廢氣,屬於(yú)非甲烷總烴。
萘結片機組產生的廢氣有一套(tào)布袋式捕集(jí)裝(zhuāng)置,主要是將萘結片生(shēng)產過程中產生的升華萘通過排風機抽(chōu)入脈衝袋式除塵器,升華萘被布袋捕集回(huí)收,尾氣經消聲(shēng)器由煙囪外排。目前運行效果良好,但6個工業萘儲槽、液(yè)萘發貨產生的廢氣沒有收集裝置和設施,產生的廢氣無組織排放,嚴重影響了環境。工業萘產品槽區域廢氣主要存在如下(xià)問(wèn)題:1)工(gōng)業萘槽無廢氣處理設(shè)施,升華萘容易通過槽頂取樣口、放散口逸出,影響環境;2)工業萘槽收(shōu)送料前後均采用蒸氣吹(chuī)掃,吹掃作業會造成槽內升華萘從槽頂逸出,影響環境;3)液萘發(fā)貨(huò)產生的廢氣未經(jīng)處理無組織排放,影響大氣環境。
3、改造方案
3.1方(fāng)案選擇
萘在遠(yuǎn)低於沸點的溫度下,就具有很大的(de)蒸氣壓,因而在加熱時,固體萘(nài)能不經過液態直接變為萘(nài)蒸氣,而萘蒸氣(qì)在冷卻時又不可經過液態而直接(jiē)轉變為銀白色固體。因此,固體和(hé)液體萘均能以(yǐ)這種形式轉變為萘粉塵。該區域萘粉塵的主(zhǔ)要散發點為萘的貯槽、萘的成型設備等(děng)。
工業萘產品槽區域的主要廢氣為含萘(nài)氣體,且萘在常(cháng)溫下會結晶析出呈固態。結合現有萘結片裝置廢氣處理的(de)成功經驗(yàn)及現場的供輔設施,考慮在工業萘高置槽、工(gōng)業萘產品槽(cáo)、工業萘(nài)大槽的放散管連接管道,在液(yè)萘發(fā)料處增設集(jí)氣(qì)罩,含萘廢氣被收集後進入換熱器冷(lěng)卻,固態工業萘通過換熱(rè)器收集,含萘廢氣經布袋除塵器淨(jìng)化後通過煙囪排放。經處理後,排放滿足《煉焦化學工業汙染物排放標準》(GB16172-2012)。
3.2工(gōng)藝流程
萘(nài)結片裝置工業萘槽及液萘發貨產生的含萘廢氣(qì),在引風機的作(zuò)用下,進入集氣管,集(jí)中後經立式換熱器處理,部分液態萘流出換熱係統,收集至萘收(shōu)集(jí)槽集中處理(lǐ);另外部分萘廢氣通過袋式除塵器捕集(jí)淨化,萘被收集後送至萘收集槽(cáo)集中(zhōng)處(chù)理,氣體則通過引風機送入煙囪高空排放(見下圖)。

3.3主要設備選型
根據各儲槽呼(hū)出的廢氣量(liàng)及液萘發貨口發散量,核算總廢氣量約(yuē)5000m3/h。為此新建1套換熱器,1套除塵器及相應的(de)風機、排氣筒等(děng)。各儲槽的放散廢氣擬利用集(jí)氣管直接從現有放散管上接取,同時在槽頂安裝呼吸閥(fá)(現(xiàn)已有呼吸閥(fá)的除外),以保(bǎo)證儲槽抽氣時的安全。同時(shí)由(yóu)於該區域的發料臂為簡易可伸縮發料臂(bì),考慮新增廢(fèi)氣收集罩。同時,為保證阻力平衡,在廢氣收集處增(zēng)設(shè)手動調節閥。
3.3.1換熱(rè)器
換(huàn)熱(rè)器選用管殼立式換熱器1套,TS管殼式換熱器,總傳熱麵積(以管中心徑計):110m2。參數如下表。

3.3.2袋式除塵(chén)器
除塵器(qì)選用脈衝袋式除塵器1套,處理風量5000m3/h,濾袋(dài)規格φ160×2600mm,濾袋數量41條,過濾麵積54m2,采用脈衝反吹(chuī)係統,反吹(chuī)介(jiè)質采用氮氣。
3.3.3風機
新增(zēng)2台防爆防(fáng)腐離心風機(1用1備)。風機型號NFB102.No.5D,配套電機YBX160M2-2,風量(liàng)4293~6349m3/h,全壓6035~5381Pa,轉速2900r/min,電機功率15kW。
3.4溫水循環係統
為冷卻含(hán)萘廢氣,新建1套溫水循環係統(新(xīn)建溫水槽1座),為換(huàn)熱(rè)器提供冷卻介(jiè)質。
循環水采用(yòng)除鹽水,補水利用現有蒸氣冷凝水,溫水(shuǐ)槽(cáo)加(jiā)熱采用(yòng)蒸氣直接加熱;換熱器外部冷卻(què)水采用現有循環水係統,換熱器換熱麵積4.5m2,循環泵流(liú)量12m3/h,揚程30m。溫水(shuǐ)係(xì)統含:溫水槽1台,采(cǎi)用蒸(zhēng)氣直(zhí)接(jiē)加熱,設計溫(wēn)度70℃,蒸氣采用現場手動控製,溫水槽自帶溫(wēn)度及液位顯示;溫水泵2台,1用1備、自切互投,超低液位自動停(tíng)泵;螺旋板換(huàn)熱(rè)器1台。溫水(除鹽水)供水(shuǐ)量:Q=12m3/h,H=30m,t=70℃;循環水需水量:Q=15m3/h,H=30m,t≤35℃。
3.5氮氣及蒸氣
新建袋式(shì)除塵係統中的袋式除(chú)塵(chén)器反吹用氮氣接自工業萘產(chǎn)品槽區域現有的氮氣總(zǒng)管。袋式(shì)除塵(chén)器前的所有含萘廢氣管道均需(xū)做內伴熱、外伴(bàn)熱和保溫,管(guǎn)殼式換熱器做保溫。保溫管道在法蘭和閥門(mén)等位置采用可拆卸保(bǎo)溫結構(gòu)。溫水槽(cáo)、換熱(rè)器下部的萘收集槽和防(fáng)爆除塵器下部的(de)萘收集槽需設(shè)置蒸氣管道,用於吹掃。
4、處理效果(guǒ)和目標
經淨化後的廢氣排(pái)放指標符合《煉焦化學工業汙染物排放標準》(GB16172-2012)。
5、結論
焦(jiāo)化廠工業萘產品槽(cáo)產(chǎn)生的含(hán)萘廢氣(qì)通過收集,采用換熱(rè)冷卻過濾的處理方式,可有效控製含萘廢氣的無組織放散,改善現場環境;通過換(huàn)熱,廢(fèi)氣中的工業萘結晶,可回收工業萘固體,使資(zī)源得到有效回收。通過此種方式處理含萘廢氣,具有很好的環境效益和經濟效益,值得推廣。

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