蓄熱燃燒氧化法治理含氯有機廢氣

氯化苯、硝基氯*苯和油品表活劑裝置排放的尾氣中主要污染物為氯*苯、多氯*苯、苯，具有污染物濃度高、排氣量大、含有氯離子和水蒸汽、廢氣異味大、毒性大，雖有尾氣處理裝置，但效果差、風險高。 1 治理目標 目前國內(nèi)外有機化工裝置的苯和氯*苯類污染物排放標準見表1。我國各項污染物排放標準均嚴于美國EPA的排放標準。 按表1中各污染物排放*為嚴格的標準制定了該企業(yè)的治理目標，即ρ（非甲烷總烴）不大于20mg/m3；ρ（苯）不大于4mg/m3；ρ（氯*苯類）不大于50mg/m3；ρ（氯化氫）不大于30mg/m3；ρ（二噁英）不大于0.1ng/m3。 1 蓄熱燃燒氧化技術（RTO） 工業(yè)上采用較多的有機尾氣處理方式主要有催化氧化法、蓄熱氧化法和吸附法。因廢氣中含有氯，且濃度高、沸點高，采用吸收-冷凝-吸附工藝的吸附法不能使尾氣達標排放，熱氧化法主要包括催化氧化法（600℃以下）、蓄熱氧化法（800~950℃）、高溫焚燒法（900~1100℃）三種方法或多或少生成二噁英。綜合考慮處理效果。能耗、操作費用和二噁英產(chǎn)生量等因素，蓄熱氧化法是處理這類廢氣較為理想的處理方法。與此同時，為了去除蓄熱氧化反應后產(chǎn)生的氯化氫和及少量的二噁英，工藝路線采用蓄熱氧化VOCS-堿洗脫氯化氫-活性炭吸附二噁英的路線。 在有機廢氣凈化領域中，蓄熱燃燒氧化法（RTO技術）是近年來在燃燒法的基礎上發(fā)展出來的新技術，通過使用陶瓷蓄熱體充分利用燃燒尾氣熱量，與傳統(tǒng)燃燒法相比，降低了運行費用。由于節(jié)能效果明顯，RTO技術在有機廢氣治理中得到了廣泛應用。 RTO技術在我國的應用雖然晚于活性炭吸附法，但由于其操作簡單，運行維護較少，對揮發(fā)性有機物的去除效率較高，一般在95%以上，是目前我國有機廢氣治理的主要技術之一。在國內(nèi)，主要用在汽車制造、化工、電子制造、集裝箱制造、涂布、碳纖維制造等VOCs 排放組份復雜的行業(yè)。根據(jù)不完全統(tǒng)計，已經(jīng)在用的 RTO治理設備已經(jīng)超過200套，并呈不斷上升的趨勢。有機廢氣蓄熱氧化成套處理技術，對含氯尾氣進行集中處理，裝置廢氣處理能力為 15000 m2/h。 1.1 原理 含有氯*苯、硝基氯*苯等復雜組分的廢氣，在低溫氧化時極易生成二噁英，在 700℃時開始分解，在800℃時2秒完全分解。為了*大程度的減少二噁英的生成，氧化的溫度控制在850~950℃，將有機組分氧化為CO2、H2O和HCL等。將燃燒產(chǎn)生的熱量經(jīng)蓄熱體回收預熱進爐廢氣，達到節(jié)能的目的。由于燃燒過程中的可能的短時間缺氧，使有機物與產(chǎn)生的HCL生成微量二噁英，通過活性炭吸附去除。 1.2 工藝過程 將氯化苯、硝基氯*苯、油品表活劑等廢氣收集后，經(jīng)過配風降低廢氣中的VOCs（揮發(fā)性有機化合物），進入蓄熱氧化反應器。 蓄熱氧化反應器有3個爐體，三室RTO的操作原理是在一個蓄熱室進氣、一個蓄熱室排氣的同時，一個蓄熱室處于吹掃狀態(tài)。在一個循環(huán)后，廢氣始終進入到在上一循環(huán)時排出凈化氣的蓄熱室，而原來進入廢氣的蓄熱室則用凈化氣或空氣沖洗。每個爐體有進氣、出氣、和空氣清洗三個階段，三臺爐體進氣、出氣、和空氣清洗三個階段的切換構成了三條廢氣通道。進氣時，廢氣吸收進氣爐體蓄熱體中的熱量升溫全氧化反應溫度，進入燃燒室充分燃燒后進入出氣爐體，將熱量傳遞給蓄熱床體后排出，處于清洗狀態(tài)的爐體用空氣將進氣時爐體中殘留廢氣置換并送入燃燒室。蓄熱室在進去以后用于排氣之前均可得到吹掃，從而解決了VOC直接排放問題，提高了VOC的平均破壞去除率。 燃燒后的氣體進入堿洗吸收塔去除HCL，再經(jīng)過活性炭吸附極少量的二噁英后排放。 1.3 蓄熱氧化過程中燃燒熱值的監(jiān)測 有機廢氣凈化的燃燒法是基于廢氣中有機化合物可以燃燒氧化的特性，將廢氣中可氧化的組分轉為無害物質。RTO的工作原理即將VOC廢氣經(jīng)預熱室吸熱升溫后，進入燃燒室高溫焚燒，使有機物氧化成二氧化碳和水，再經(jīng)過另一個蓄熱室蓄存熱量后排放，蓄存的熱量用于預熱新進入的有機廢氣，經(jīng)過周期性的改變氣流方向，從而保持爐膛溫度的穩(wěn)定。 RTO裝置主要是由多臺蓄熱室和頂部相連通燃燒室組成，其中蓄熱室內(nèi)部通常采用具有良好耐高溫性能的陶瓷材料作為蓄熱體。燃燒室舍友輔助燃燒器，可用油或天然氣作為燃料。輔助燃燒器的作用主要是為了在開車時將蓄熱體加熱到一定溫度，或當廢氣中可燃物的濃度較低時，需要補充燃料來維持燃燒室所要求達到的反應溫度。 在此工藝過程中，一般廠家會安裝蓄熱室可燃氣熱值監(jiān)測設備來監(jiān)測室內(nèi)燃燒熱值是否達標，一方面可以保障燃燒室持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)揮作用，另一方面對節(jié)約能源也有著重要的影響。 1.4 蓄熱氧化過程中氯化氫（HCL）的監(jiān)測 氯化氫為無色非可燃性氣體，有極刺激氣味，其極易溶于水，形成鹽酸。接觸氯化氫或鹽酸，可引起急性中毒。眼和皮膚接觸可致化學性眼部灼傷和化學性皮膚灼傷。長期接觸，引起慢性鼻*炎、慢性支氣*管炎、牙齒酸蝕癥及皮膚損害。因此氯化氫的在線監(jiān)測非常重要，本公司自主開發(fā)了一種簡單經(jīng)濟、反應靈敏、響應時間短的氯化氫在線監(jiān)測裝置，在實際生產(chǎn)應用中，運行情況良好，實現(xiàn)了在線監(jiān)測的目的，保證了安全生產(chǎn)。 2 尾氣處理情況 不同濃度廢氣處理前后非甲烷總烴質量濃度對比見表1。 處理后非甲烷總烴質量濃度在60mg/m2以下，去除率95%以上。 經(jīng)過處理的排放氣組成達到 GB3095-1996《環(huán)境空氣質量標準》。 3 結 語 含氯有機廢氣蓄熱氧化成套處理技術成功使排放氣中的苯、氯*苯、氯化氫和二噁英實現(xiàn)了達標排放，是套成功處理含氯有機廢氣蓄熱氧化裝置。