过氧化氢生产装置氧化尾气处理研究进展.docx

中国无机盐协会过氧化物分会2013年会论文集·33·过氧化氢生产装置氧化尾气处理研究进展周集义(黎明化工研究设计院有限责任公司，河南洛阳471000)目前，国内过氧化氢产量已达800多万吨左右(浓度27．5％)，我国已成为世界过氧化氢生产量 最大的国家。采用固定床加氢工艺的单套最大已达18万吨(浓度27．5％)，2014年单套近30万吨 (浓度27．5％)的装置也将投产；采用流化床加氢工艺的，除上海阿科玛(中国)投资有限公司、苏州 菱苏过氧化物有限公司和滨化集团股份有限公司的3套外，吉林的德古萨年产23万吨(浓度100％) 2013年也将投产。过氧化氢生产中产生大量废气。其中98％以上为氧化尾气，氧化尾气中含有大量的芳烃，需要 回收以降低芳烃消耗和保护大气．1废气的来源和废气量孙国维等‘11给出了过氧化氢生产中废气的来源和废气量，见表1。由表1可以看出，过氧化氢 生产中产生的废气以氧化塔尾气为主，过氧化氢生产中氧化产生的尾气约占总量的98．9％。杨根宝 等[2]给出了过氧化氢装置规模和氧化尾气量的关系，见表2。表1废气的来源和废气量(以生产1万t／a质量分数35％的双氧水计)尾气量101．325 kPa，20℃)／(m3／h)2 500～3 ooO6 ooO～7 OOO8 0009 OOO～10 OOO18 OOO氧化尾气是由氧化塔产生的。压缩空气进入氧化塔后，其中的氧气与氢化液在一定条件下进行 氧化反应而消耗，其余的气体则放空。由于空气在塔内与工作液充分接触，尾气中会含工作液各组 分的蒸汽，各组分的量应为在尾气温度和压力下的饱和蒸气分压。如果有雾沫夹带的话，其量就更 大了。排放尾气中的芳烃，一方面增加了原料的消耗，另一方面会造成严重的环境污染。排放尾气 中的芳烃主要为三甲苯异构体，它们可导致中枢神经系统机能紊乱，高浓度时会使呼吸中枢麻痹，导致头痛、恶心、呕吐，直至精神恍惚，言语不清，严重时可导致死亡。 赵飞云[3]的论文提及广东中成化工股份有限公司年产10万t／a(27．5％)的过氧化氢装置中氧化尾气的排放量和组成。在蒽醌法生产双氧水过程中，压缩空气进入氧化塔与氢化液进行氧化，而后 由氧化塔顶部排出，排出的尾气(45～48℃)中含有17．04～18．39 g／m3重芳烃(三甲苯异构体)，压 力为o．20～o．25 MPa。尾气的总排放量生产正常时约为17 000～18 500 m3／h，每吨27．5％H202 产品氧化尾气的排放量约1 190 m3。他给出了氧化尾气的组成，见表3。由表l孙国维给出的排放量的数据，可计算出每吨27．5％H。02产品氧化尾气的排放量约1 538 m3，比赵云飞的高。·34·中国无机盐协会过氧化物分会2013年会论文集 表3氧化尾气的组成(体积百分数)2基础数据GB 16297—1996大气污染物综合排放标准中1997年1月1日以后设立的污染源大气污染物排 放限值见表4。表4污染源大气污染物排放限值李海明‘41给出了氧化尾气的温度和芳烃饱和含量的关系，见表5。作者没有给出表中数据的来 源。使用TF型蜂窝状活性炭作为吸附剂，通过小型试验，测得空速为450 m。／(m。·h)时，吸附 量与废气中芳烃(甲苯、二甲苯、三甲苯)浓度关系见图1。表5和图1对设计处理氧化尾气有用， 被此后的许多作者使用，在此给出方便读者使用。表5氧化尾气的温度和芳烃饱和含量的关系过氧化氢生产装置氧化尾气处理研究进展·35 ·20逞型10《50．1 O．2O，3125 10进口芳烃浓度／(g．m一3)图1吸附量与尾气芳烃浓度关系3氧化尾气的处理方法为了减少排空尾气中的芳烃含量，目前常用的方法是冷凝法和吸附法。冷凝法一般利用低温水 或利用氨制冷装置，在换热器中使氧化尾气降温冷凝分离回收部分芳烃。此种工艺能耗大、效率 低。吸附法主要是利用活性碳或活性碳纤维吸附氧化尾气中的芳烃，然后用蒸汽再生活性碳，再生 蒸汽吹出的芳烃经冷凝器冷凝，分离回收。吸附法具有吸附容量大、尾气净化率高等优点，但也有 吸附效果随使用时间增加而下降，工艺过程中蒸汽消耗量大等缺点。膨胀制冷的方法具有节能、回收芳烃的效果平稳持续、安装方便等优点。膨胀制冷和吸附法结合，可发挥二者的优点。下面对国内过氧化氢氧化尾气回收中使用的膨胀制冷、活性炭纤维(AcF)+颗粒活性碳(GAc)的组合、空气冷干机和活性炭组合、膨胀机法釉活性炭纤维吸附法组合等方法 分别进行叙述。3．1膨胀制冷所谓膨胀制冷法处理就是将氧化尾气通过特制的涡轮膨胀机，利用尾气的余压驱动涡轮作功， 尾气通过膨胀温度降至o℃或者更低，再用此低温气体作为冷源，返回到换热器中将尾气冷却，达 到回收芳烃，减少排放的目的。南京飞利宁深冷工程公司的王宝康等[5]应用膨胀机制冷技术与广州珠江电化厂于1994年联合， 开发了氧