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摘要:焦化廠工業萘產品槽(cáo)區域存在含(hán)萘廢(fèi)氣無組織放散問題,通(tōng)過實例表明新設計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,改善工業萘產品槽區域的現場環境。
1、引言
萘,又稱並萘,是一種無色有光(guāng)澤的(de)片狀結晶。不溶於水,易升華,能隨水蒸汽揮發,有特殊氣味,是工業上好重要的稠環芳烴,可用於生產苯酐、染料的中間體、橡膠助劑和殺(shā)蟲劑等。空氣(qì)中高允許濃(nóng)度標準為10ppm。根據純度不同,萘可分為工業萘和精萘(nài)。工業萘的純度一般(bān)約為96%,工業萘(nài)進一步提純脫除(chú)雜質及(jí)脫硫後,可得到高(gāo)純度(dù)的精萘。
從煤焦油中分離(lí)出來(lái)的萘稱之為焦油萘。在高溫煤焦油中萘占8%~12%。從焦油精餾(liú)塔側線切取出溫度區間為(wéi)210℃~230℃的萘油餾(liú)分,經(jīng)過洗滌脫酚,再精餾分離輕組分(fèn),便可得(dé)到凝固點(diǎn)為78℃、純(chún)度為96%的工業萘。
工業(yè)萘中含雜質硫茚(1%~3%)、甲基萘(1%~2%)及少量茚、焦油堿和焦油酸。工業萘是化學工業中一種(zhǒng)很重要的原料,其主要(yào)由煤焦油進一(yī)步加(jiā)工分離製取,其在煤焦油中相(xiàng)對含量較高,在我國煤焦油中的(de)含量可達到(dào)8%~12%,是焦油加工的重要產(chǎn)品。工業萘為白色或微黃晶體(tǐ),有強烈的氣味,溶於醚、甲醇、無水乙醇、氯仿等,常溫下能升華,與空氣混合能形成爆(bào)炸性混合物,屬易燃固體,分子量128,密度1.162g/cm3,沸點218℃,熔點(diǎn)80.2℃,閃點78.9℃,爆炸(zhà)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
萘在遠低於沸點(diǎn)溫度下,就具有很大的蒸氣壓,因而在加熱時,固體萘能夠不經過液態直接變為萘蒸氣,而萘蒸氣在冷卻時又可不經過液態而直接轉變為銀(yín)白色固體。因此,固體和液體萘(nài)均能以這種形式轉變為萘粉塵。萘粉塵的(de)主要散發點有:萘的貯槽(cáo)、萘的成型設備等。
某焦化(huà)廠的工(gōng)業萘產(chǎn)品槽區域包括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(gōng)業萘高置槽、3個工業(yè)萘產品槽、油配裝(zhuāng)置區1個3000m3工業萘大槽)、液萘發貨(huò)產生的廢氣、萘結片機(jī)組產生(shēng)的廢(fèi)氣。工(gōng)業萘高置槽(cáo)、工業萘產品槽、工業萘大槽、液萘(nài)發貨、萘結片機組產生的萘揮發廢氣,屬於非甲烷總烴。
萘結片機組產生的廢氣有一套布袋式捕集裝置,主要是將萘結片生產過程中(zhōng)產生的升華萘通過排風機抽入(rù)脈衝袋式除塵器(qì),升華萘被布袋捕集回收,尾氣經消聲器由煙囪外排。目前運行效果良好,但6個工業萘儲槽(cáo)、液萘發貨產(chǎn)生(shēng)的廢氣沒有收集裝置和設施,產生的廢氣(qì)無組織(zhī)排放,嚴重影響了環境。工業萘產品槽區域廢(fèi)氣主要存在如下(xià)問題:1)工業萘槽無廢氣處理設施,升華萘容易通過槽頂(dǐng)取樣口、放散口逸出,影響環境;2)工業萘槽收送料前後均采用蒸氣吹掃,吹掃作業會造成槽內升華萘從槽頂(dǐng)逸出,影響(xiǎng)環(huán)境(jìng);3)液萘發貨產生的廢氣未經處理無組織排放,影響大(dà)氣環境。
3、改造方(fāng)案
3.1方案選擇
萘在遠低於沸點的溫度下,就(jiù)具有很大的蒸(zhēng)氣(qì)壓,因而在加熱時,固體萘能不經過液態直接(jiē)變為(wéi)萘蒸氣,而萘蒸氣在冷卻時又不(bú)可(kě)經過液態而直接轉變為銀白色固(gù)體。因此(cǐ),固體和液體(tǐ)萘均能(néng)以這種形式轉變為萘(nài)粉塵。該(gāi)區域萘粉塵的(de)主要散發點為萘的貯槽、萘的成型設備等。
工業萘產品槽區(qū)域的主要廢氣為含萘氣體,且萘在常溫下會結晶析出呈固態。結合現有萘結片裝置廢氣處理的成功經驗及現(xiàn)場的供輔設施,考慮在工業萘高置槽、工業萘產(chǎn)品槽、工業萘大槽的放散管連接管道,在液萘(nài)發料處增設集氣罩,含萘(nài)廢氣被收集後進入換(huàn)熱器冷卻,固態工業萘通過換熱(rè)器收集,含萘廢(fèi)氣經布袋除塵器淨化後(hòu)通過煙(yān)囪排放。經處理後,排放滿足《煉焦化學工業汙染物排(pái)放標準》(GB16172-2012)。
3.2工藝流程
萘結(jié)片裝置工業萘槽及(jí)液萘發貨產生的含萘(nài)廢氣,在引風機的作(zuò)用下,進入集氣管,集中後經立式換熱器處理,部分液態萘流出換熱係統(tǒng),收集至(zhì)萘收集槽集中處理;另外部分萘廢氣通過袋式除塵(chén)器捕集淨(jìng)化(huà),萘被收集後送至萘收集槽集中處理,氣體則通過引風機(jī)送入煙囪高空排放(見(jiàn)下圖)。

3.3主要(yào)設備選型
根據各儲槽呼出(chū)的廢氣量及液萘發貨口發散量(liàng),核算總廢氣量(liàng)約5000m3/h。為(wéi)此新建1套換熱器,1套除塵器及相應的風機、排(pái)氣筒等。各儲槽(cáo)的放散廢(fèi)氣擬利用集氣管直接從(cóng)現有放散管上接(jiē)取,同時在槽頂安裝呼吸閥(現已有呼吸閥的除外),以(yǐ)保證儲槽抽氣時的安全。同時由於該區域(yù)的發料臂為簡易可伸縮發(fā)料臂,考慮新增廢氣(qì)收集罩。同(tóng)時(shí),為保證阻(zǔ)力平衡,在廢(fèi)氣收集處增設手動調節閥。
3.3.1換熱器
換熱器選用管殼立式換熱器1套,TS管殼式換熱器,總傳熱(rè)麵積(以管中心徑(jìng)計):110m2。參數如下表。

3.3.2袋式除塵器
除塵器選用脈衝袋式除塵器1套,處理風量5000m3/h,濾袋規格φ160×2600mm,濾(lǜ)袋數量41條,過濾麵積54m2,采用脈衝反吹係統,反吹介質采用氮氣。
3.3.3風機
新增2台防爆防腐離心風機(1用1備)。風(fēng)機型號NFB102.No.5D,配套電(diàn)機YBX160M2-2,風量4293~6349m3/h,全壓6035~5381Pa,轉速2900r/min,電機功率(lǜ)15kW。
3.4溫水循環係(xì)統(tǒng)
為冷卻含萘(nài)廢氣,新建1套溫水循環係統(tǒng)(新建(jiàn)溫水槽1座),為換(huàn)熱器提供冷卻介質(zhì)。
循環水(shuǐ)采用除鹽水,補水利用現有蒸氣冷凝水,溫水槽加(jiā)熱采用蒸氣直接加(jiā)熱;換熱(rè)器外部冷卻水采用現有循環水係統,換熱器換熱麵積4.5m2,循環泵流量12m3/h,揚程30m。溫水係統含:溫水槽1台,采(cǎi)用蒸氣(qì)直(zhí)接(jiē)加(jiā)熱,設計溫(wēn)度70℃,蒸氣采用現場手動控製,溫水槽自帶溫度及液位顯示;溫水泵2台,1用1備、自切(qiē)互(hù)投,超低液位自動停(tíng)泵;螺旋(xuán)板換熱器1台。溫(wēn)水(除鹽水)供水量: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(jí)蒸氣
新建袋式除(chú)塵係統中的袋式除塵器反(fǎn)吹用氮氣接(jiē)自(zì)工(gōng)業萘產品槽區(qū)域現有的氮氣總管。袋式除塵器前的所有含萘廢氣管道均需做內伴熱(rè)、外(wài)伴熱和保溫,管殼式換熱器做保溫。保溫管道在法(fǎ)蘭和閥門等位置采用可拆卸保溫結構。溫水槽、換熱器下部(bù)的萘收集槽和(hé)防爆除塵器下(xià)部的萘收集(jí)槽需設置蒸(zhēng)氣管道,用(yòng)於(yú)吹掃。
4、處理效果和目標
經淨(jìng)化後的廢氣排放指(zhǐ)標符(fú)合《煉焦化(huà)學工(gōng)業汙(wū)染物排放標準》(GB16172-2012)。
5、結論
焦化廠工業(yè)萘產品槽產生的含萘廢氣通過收集,采用(yòng)換熱冷卻過濾的處理方式,可有效控製含萘廢氣的無(wú)組織放散,改善現場(chǎng)環境(jìng);通過(guò)換熱,廢氣中的(de)工業(yè)萘結(jié)晶,可(kě)回收工(gōng)業萘固(gù)體(tǐ),使資源得到有效回收。通過此種方式處理含萘廢氣,具有(yǒu)很好的環境效益和經濟效益,值得推廣。

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