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化工尾氣處理方法范文1
[關鍵詞]工業廢氣；氯化氫；含量；分析
中圖分類號：U466 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）14-0025-01
引言：目前，國內普遍采用硝酸銀容量法、硫氰酸汞分光光度法和離子色譜法測定氯離子。其中硫氰酸汞分光光度法方法靈敏、顯色液穩定、操作簡便，但選擇性差，且方法不易掌握；后者方法準確靈敏、選擇性好、能同時測定多種陰離子，但是操作復雜，且儀器昂貴，不少地方監測站無此儀器。經過長期摸索研究出測量車間工業廢氣中氯化氫含量的方法。此法簡單容易操作，能測定和檢查工廠廢氣排放情況，為生產的正常運行提供信息。工業廢氣氯化氫同時也污染環境，對設備和建筑物都具有強烈的腐蝕性。氯化氫氣體易揮發，水溶性強，不易被顆粒吸附，因而擴散性較強，能與空氣任意混和，其危害范圍廣，對氯化氫廢氣的回收及治理已引起了人們的重視。2015年1月1日新的《中華人民共和國環境保護法》公布并實施，可見國家對環境保護的重視。按GB3095-2012《環境空氣質量標準》，GB/T 16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與污染物采樣方法》，國家對工業向大氣中排放氯化氫廢氣含量有明確的要求。
1.關于工業廢氣的危害
對人體健康的危害：世界衛生組織稱，2012年空氣污染造成約700萬人死亡（部分人死亡原因與室內/外空氣污染均有關），也就是全球每八位死者中就有一位。大氣污染物對人體的危害是多方面的，主要表現是呼吸道疾病與生理機能障礙，以及眼鼻等粘膜組織受到刺激而患病。
對植物的危害：大氣污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等對植物的危害是十分嚴重的。當污染物濃度很高時，會對植物產生急性危害，使植物葉表面產生傷斑，或者直接使葉枯萎脫落；當污染物濃度不高時，會對植物產生慢性危害，使植物葉片褪綠，或者表面上看不見什么危害癥狀，但植物的生理機能已受到了影響，造成植物產量下降，品質變壞。
對天氣和氣候的影響：大氣污染物對天氣和氣候的影響是十分顯著的。
2.實驗部分
2.1 主要儀器
反應管50mL三支；酸式滴定管50mL一支；堿式滴定管50mL一支；真空泵一臺；氣體流量計一臺；移動電源插座一個。
2.2 試劑及溶液
硫酸標準滴定溶液：0.5mol/L；氫氧化鈉標準滴定溶液：0.5mol/L；酚酞指示劑；甲基紅―亞甲基蘭混合指示劑。
2.3 實驗前準備
向反應管中裝入硫酸標準溶液和甲基紅―亞甲基蘭混合指示劑，在尾氣中檢測成分濃度未知的情況下，均接50.0mL硫酸標準溶液作為吸收液。三支反應管串連在一起作為接收器，第一個反應管和第三個反應管為緩沖瓶，第二個反應管為接有吸收溶液的吸收瓶。（如果尾氣溫度較高，可適當的在第一個緩沖瓶前增加緩沖瓶接收冷凝的液體）。
3.檢測步驟
3.1 樣品采集
向真空泵和氣體流量計中注適量蒸餾水，在檢測現場就近接通電源，檢查尾氣管道是否連接正常。按照尾氣管道反應管流量計真空泵的順序用橡膠管連接在一起，記下流量計的讀數A1作為起始讀數，開啟電源開始尾氣檢測。完成抽氣檢測后，關閉真空泵開關，同時拆除連接設備的橡膠管，防止由于管道負壓將吸收瓶內的吸收溶液反抽入管道。記下流量計的讀數A2作為結束讀數，放掉真空泵和氣體流量計中的水并沖洗干凈，收起移動電源線。第四是取下吸收瓶和第三個反應管洗入三角瓶中，用硫酸標準溶液來中和滴定剩余的吸收溶液。以此求得吸收溶液的耗量。
3.2 尾氣中氯化氫含量的計算方法
式中：V1為氫氧化鈉標準滴定溶液的體積，mL；
V2為中和滴定的硫酸標準滴定溶液的體積，m ；
C1為氫氧化鈉標準滴定溶液的濃度，mol/L；
C2為中和滴定的硫酸標準滴定溶液的濃度，mol/L；
M為氯化氫的摩爾質量36.5，g/mol；
V3為流量計記錄的抽取尾氣體積，L；
V3=A2-A1。
3.3 實驗數據
取同一點的工業廢氣做樣品（在生產設備、生產過程正常運行下進行），按GB/T16109-1995《車間空氣中氯化氫及鹽酸的硫氰酸汞分光光度測定方法》進行氯化氫含量測定，檢測數據如表1。
4.討論
檢測應在生產設備、生產過程正常運行下進行，確保能真實反映各工廠尾氣中氯化氫含量的排放情況。向真空泵和氣體流量計中注適量蒸餾水，在檢測現場就近接通電源，檢查尾氣管道是否連接正常。按照尾氣管道流量計真空泵的順序用橡膠管將設備連接，接通電源抽尾氣2min，目的是：檢查設備運行是否正常，并將尾氣管道中的氣體替換成煙囪中正在排放的氣體，以減少檢測誤差。再去抽尾氣管道中的氣體5-10min以置換尾氣管道的氣體。氣體流量計指針為勻速轉動。第五是抽取氣體至反應管指示劑變色，或在反應管指示劑沒有變色的情況下抽取100-300 L尾氣，控制抽氣量盡量不使指示劑變色（根據尾氣中待測物質含量的不同可減少或增加尾氣抽取體積）。完成抽氣檢測后，關閉真空泵開關，同時拆除連接設備的橡膠管，防止由于管道負壓將吸收瓶內的吸收溶液反抽入管道。用一根橡膠管將反應管的出口和入口連接在一起，避免空氣進入。如果樣品采集不能當天測量，應將樣品放入冰箱二攝氏度到五攝氏度保存，保存不得超過四十八個小時。
總結：綜上所述，隨著我國工業化進程的加快，工業廢氣氯化氫給我們的健康和生存環境都帶來了很大的威脅。提高環保意識、減少未處理工業氯化氫的排放、對工業排放氯化氫進行檢測、完善工業廢氣氯化氫的治理技術和設備是防治工業廢氣的重要措施。本實驗建立了測定工業廢氣中氯化氫含量的測定方法，該方法操作簡便、準確、快速，可用于工廠對工業廢氣中氯化氫含量的測定，從而控制廢氣中的氯化氫含量不要超出標準排放量，適合工業生產過程中的控制。
參考文獻
[1] 《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》GB/T 16157-1996.
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[3] 《空氣和廢氣監測分析方法》（第四版增補法）.
[4] 張金鳳，馬艷寧，徐淼，李銘.水解氧化工藝治理制藥工業有機廢氣的設計[J].城市環境與城市生態，2014，06：32-34.
[5] 王祥生.氯化氫的純化方法[J].低溫與特氣，1983，04：20-22.
[6] 劉自珍.填料塔處理化工廢氣中的氯化氫制鹽酸[J].氯堿工業，1990，06：47-48.
化工尾氣處理方法范文2
[關鍵詞]半焦尾氣；利用；方法
中圖分類號：TQ523.5 文獻標識碼：A 文章編號：
半焦又可以稱為蘭炭，其主要的特點在于燃燒的時候具有比較短的藍色火焰，它是由褐煤、泥煤以及具有高揮發性的煤炭經過低溫干餾所得到的產物，由于這些類型的煤炭在我國的儲量和產量都比較大，所以其深加工一直受到相關部門的重視。但是在蘭炭的生產過程中會產生半焦尾氣，對其進行處理和加工利用成為了現在企業工作的熱點。
一、半焦尾氣利用的背景
半焦產品具有一系列突出的化學特性，例如具有高比電阻、低灰、高固定碳、低磷、低硫、高活性等比較突出的性質，在鋼鐵、冶金以及化工生產中得到了非常廣泛的應用。在我國半焦產業已經相對形成了一個具有完備的生產技術和工藝的生產體系，由于我國具有非常廣闊的煤炭資源，而且在半焦的利用上也具有比較良好的市場前景，因此半焦尾氣的利用具有非常堅實的物質基礎和未來。同時，半焦產業的發展，也有效的緩解了我國在無煙煤和焦炭供應方面緊張局面，也為其它資源的深加工和利用方面，提供了新的思路和方法[1]。
在我國的半焦產業中，由于我國在其發展的初期的引導不夠，缺乏整體的規劃和開發，企業的經營規模相對比較小，同時由于技術和政策等因素的影響，使我國的半焦產業勞動強度大，自動化生產水平不夠高，存在污染嚴重和資源利用率低的情況。在我國以前的生產中，由于蘭炭的生產規模相對比較小，因此對半焦尾氣利用的重視度不高，半焦尾氣都是直接的排放到空氣中，造成了環境的污染和資源的浪費。對于蘭炭生產企業來說，為了能夠得到進一步的發展，應當走可持續發展的道路，使資源、環境、經濟能夠協調發展。隨著我國資源消耗的增加和對環境保護的重視，對半焦尾氣的利用得到了越來越多企業的重視，不僅可以產生良好的社會效益，而且還能為企業帶來良好的經濟效益。二、半焦尾氣的利用方案分析
1.利用半焦尾氣生產乙二醇、甲醇。由于半焦尾氣中含有一氧化碳和氫氣，因此可以考慮利用半焦尾氣來生產甲醇和乙二醇，一氧化碳和氫氣在化工生產中是生產甲醇的原料，可以設計如下利用半焦尾氣生產甲醇的方案[2]：
此方案充分的利用了半焦尾氣中的一氧化碳、氫氣和甲烷氣體，達到可以節約資源的目的。本生產方案中的各項生產基礎都相對比較成熟，其生產裝置可以借鑒利用焦爐氣制造甲醇的生產設備和經驗。由于半焦尾氣中的氮氣含量比較高，所以在生產的過程中在設備方面的投資投資比較高，和焦爐氣制天然氣相比，成本比較高。一氧化碳和氫氣不僅可以生產甲醇，而且還可以用來生產在工業中利用率比較高的乙二醇，可以設計如下利用半焦尾氣生產乙二醇的生產方案[3]：
本方案利用半焦尾氣來生產乙二醇，充分的利用其中的一氧化碳和氫氣，由于乙二醇具有非常好的市場，在加上生產乙二醇的各項技術都比較成熟，因此在工業生產中具有一定的生產前景。由于半焦尾氣中的氮氣含量比較高，所以在生產的過程中在設備方面的投資投資和資源的耗費方面比較高，和利用電石爐尾氣生產乙二醇相比，成本比較高。
2.還可以利用半焦尾氣來生產天然氣。隨著我國經濟的快速發展和人民生活水平的提高，對于能源的消耗也越來越大，對應的能源價格也在不斷的上升，對環境比較友好的能源逐漸得到了人們的喜愛和重視，天然氣就是其中的一種。如果可以利用半焦尾氣來生產天然氣，不僅可以減少企業污染物的排放，達到節能減排的目的，而且生產的天然氣是一種比較清潔的能源，可以實現工藝生產的二次節能減排。以半焦尾氣來原料，可以通過以下方法來生產天然氣[4]：
利用半焦尾氣制造天然氣可以充分的利用其中的CO、H2、CH4成分，此生產方案利用以前工業排放的廢氣來生產清潔的能源，社會意義重大。由于半焦尾氣中的氮氣含量比較高，所以在生產的過程中在設備方面的投資投資比較高，和焦爐氣制天然氣相比，成本比較高。
在半焦尾氣中氮氣的含量相對比較高，在大部分的化工生產中，氮氣的化學性質并不活躍，氮氣的存在一方面增加了生產中的操作耗費，另外一方面也增加了企業對于裝置的投資，在實際的生產中可以考慮改進生產裝置前端的生產工藝，減少半焦尾氣中的氮氣含量，可以使半焦尾氣的應用得到普及和推廣?？梢钥紤]這兩種生產方案：一個是通過運用固體熱載體等比較先進的半焦生產工藝；另外一個是在半焦的生產中用純氧或者富氧來代替氧氣，減少或者降低半焦尾氣中氮氣的含量[5]。對于半焦尾氣的利于來說，由于其尾氣的成分比較復雜，所以使半焦尾氣的凈化比較困難，但是在化工生產中對原料的純度要求比較高，如果雜質的含量超標就會對反應裝置產生較大的影響。對于半焦尾氣的利用來說，應當提高其凈化的效率，由于其內部的雜質成分和焦爐氣的成分差不多，所以其凈化技術可以參考和借鑒焦爐氣的方法。
三、結束語
隨著半焦在化工生產中的利用越來越廣泛和普及，半焦尾氣的產量也將隨之得到快速的增長，對于半焦尾氣的利用也將逐漸得到越來越多的企業和政府的重視。半焦尾氣在工業生產中有比較好的利用前景，但是由于還處在開發利用的初期，其設備和技術設施還不是足夠的完善，需要企業和政府以及科研單位進行聯合開發，驗證半焦尾氣的利用方案在工業生產中的可行性，解決半焦尾氣在工業利用中的問題，提高半焦尾氣在化工生產中的利用率。
【參考文獻】
[1]李惠娟，趙俊學，李小明，劉軍利，華建設.以干餾煤氣為介質的半焦干熄焦技術研究[J].煤炭轉化. 2011（01）：25-26.
[2]袁輝峰.一種寧夏煤熱解及半焦氣化模擬研究[D].大連理工大學，2012：45-46.
[3]王利斌，白效言，孫會青，王世宇，宮龍穎.神木煤顯微組分熱解半焦CO2活化特性研究[J]. 潔凈煤技術. 2011（02）：31-32.
化工尾氣處理方法范文3
關鍵詞：石油化工；建設項目；環境影響評價；特點；分析
中圖分類號：TQ08文獻標識碼： A 文章編號：
石油化工建設項目工藝復雜多變，產污環節多，除常規污染物外，不同的項目還產生其特征污染物，對大氣、水資源和土地等眾多環境領域產生極大的負面影響，具有較高的環境風險，因此，在工程建設前，對石油化工建設項目進行環境影響評價研究，協調經濟發展也環境保護之間的關系，從而使工程發揮出更好的經濟效益和環境效益。
1石油化工建設項目的主要特點
石油化工流程復雜，涉及眾多污染因素，環境風險較大，只有根據自身特點，全面并突出行業特點地開展環境影響評價工作，才能快速準確地獲得有效數據，提出可行的污染控制和環境風險防范措施，得出科學的環境影響評價結論。
2石油化工環境影響評價的主要方法和重點內容
2.1工程分析
工程分析是建設項目環境影響評價的核心，石油化工的工程分析必須全面、翔實。分析時不僅要對工程涉及的主體、輔助、公用工程和環保設施等的規模、組成、物料來源與去向、過程消耗和損耗等進行逐一概括性描述，并以一圖一表對應出來。同時對重點裝置和特征污染源還要進行專門分析，以獲取準確的污染源強。采用的主要方法是依靠各單元裝置及其整個工程項目的物料平衡、燃料平衡、蒸汽平衡、水平衡和硫平衡，確定各單元過程污染物排放狀況，并在此基礎上采用工程類比、理論計算、實測等手段合理分析、判斷、校核污染源強。最終對各單元污染物按不同的性質進行系統劃分，完成匯總表。
2.2硫平衡分布及對SO2的控制技術分析
石油化工中的硫主要來源于原油以及煤、天然氣等燃料。進料硫總量則是根據原油性質和加工量、燃料組成和消耗總量來計算確定。工程中硫的轉化則相對復雜，主要分布在汽油、煤油、柴油、液化石油氣、化工產品等產品及石油焦、硫磺、尾油等副產品中；鍋爐煙氣、加熱窯爐煙氣、催化裂化煙氣、硫磺回收尾氣、制氫裝置凈化污油風罐尾氣等以SO2形式排放的廢氣中；廢水、鍋爐廢渣以及生產無組織排放的含硫惡臭氣體中。為保證硫平衡數據的準確，整個工程的硫平衡應建立在各單元裝置硫平衡分析計算的基礎上完成。
石油化工中SO2，的排放濃度達標和總量的最大程度降低應是目前環境影響評價的重點，為此，控制技術評價應側重在以下幾個方面：
(1)加熱燃料煙氣控制。石油化工中的加熱燃料主要采用工程自產的低分壓氣體、瓦斯以及催化裂化甩油或油漿、焦化甩油和減壓渣油等燃料油，不足部分采用外購天然氣；選用流化床(CFB)鍋爐或擁有自備電站的石油化工多采用自產的石油焦并加入質量分數20％～30％的煤或完全的煤作燃料。為滿足SO2的排放濃度達標和總量控制要求，通常采用兩類控制技術，其一是采用低硫加熱燃料，如天然氣、脫硫后的煉廠燃料氣，控制硫質量分數在3×10-5以下；依靠加工工藝的優化生產低硫燃料油，如對催化原料加氫處理，降低催化裂化進料的硫含量，使燃料油硫質量分數控制在0.5％以下。其二是對燃料燃燒后的煙氣進行脫硫處理，如以含硫量較高的粉煤為燃料的電站鍋爐，需要對燃燒煙氣采用濕法或半濕法脫硫；對燃燒含硫焦和粉煤的CFB鍋爐，則需要視焦和煤質的構成單獨采用石灰石爐內脫硫或石灰石爐內脫硫一燃燒煙氣二次濕法或半濕法脫硫。
(2)工藝廢氣控制。石油化工有組織工藝廢氣排放源主要是催化裂化煙氣、硫磺回收裝置制硫尾氣和制氫裝置凈化污油風罐尾氣，其中前兩者為SO2的重點排放源。催化裂化煙氣中SO的量主要取決于催化燒焦中的硫含量?？刂萍夹g的評價重點是催化原料中的硫含量能否滿足低硫燒焦的要求，是否選用了先進的催化原料加氫技術，以及在催化原料中硫含量較高的情況下，是否在過程中實施了煙氣脫硫措施或加入了硫轉移催化劑等以滿足煙氣的達標排放。基于硫磺裝置制硫尾氣不采用先進的回收技術將無法達標這樣的事實，應重點對選用的尾氣回收處理技術，如溶劑吸附法、SCOT法、超級克勞斯法、低溫吸附技術、尾氣溶劑吸收等工藝進行處理效果和穩定性的系統分析論證。
(3)產品及副產的硫最終轉移分析。應重點評述石油化工生產的產品或副產，如外供燃料油、液化汽、石油焦等的最終去向，是否存在硫的二次污染和硫污染轉移等問題。
2.3“三廢”污染物的處理技術分析
“三廢”污染物處理技術是保證石油化工污染物達標排放和實施污染物總量控制的關鍵環節。環境影響評價應針對工程污染源強及其所采用的污染物控制措施，從技術的適用性、穩定處理效果的保證性方面進行可行性分析，并加以補充完善，具體落實工藝流程、選取參數和給出實施后的效果，列出工程配套的污染防治措施一覽表和投資額。
(1)廢水處理技術分析。對石油化工廢水處理技術應重點評述以下幾個方面：(a)廢水的清污分流和污污分流原則的體現及合理劃分，如按照高濃度含鹽廢水、含油廢水、含硫廢水、低濃度清凈排水、生活污水等，或以利于廢水回用和污污分治為目的的高、低濃度廢水分類體系。(b)生產過程中的中水是否得到最大程度的回用，如含硫廢水或氣體凈化水是否已作為電脫鹽注水、常減壓和催化裂化等裝置的富氣洗滌用水；延遲焦化裝置洗滌水是否得到閉路循環使用；重點裝置的間接加熱的蒸汽凝結水得到多大比例的回收；低濃度清凈排水是否用于鍋爐除灰或循環水系統。(C)廢水預處理及終端處理工藝、裝置能力是否選擇合適，達標排放或深度處理回用的可靠性是否得到保證。此外，針對石油化工的工藝調整、開停工等非正常工況下的廢水是否有妥善的處理措施等。在對廢水源強及處理措施的綜合分析的基礎上，計算出加工噸油的廢水排放量，并分析它是否達到目前先進性的要求和是否有進一步降低的可能性。
化工尾氣處理方法范文4
【關鍵詞】選擇性催化還原脫硝技術 低溫SCR 催化劑 煙氣脫硝
中圖分類號： C35 文獻標識碼： A
前言
氮氧化物（NOx）是大氣主要污染物之一，是造成酸雨和光化學煙霧的主要原因。其排放量的快速增加，將會導致一系列的城市和區域環境問題，對人體健康和生態環境構成巨大的威脅。
電力行業是國民經濟的基礎行業，一直以來是NOX排放大戶，近年來國家已制定了更為嚴格的環保要求，對其排放進行嚴格的治理，并取得了明顯的成效。但隨著我國國民經濟的持續增長及人口增加，以化工行業的各種爐窯等燃燒設備為代表的大氣污染排放源在急劇增長，由此造成的NOx排放及污染問題也變得愈來愈嚴重，從而化工廠的爐窯尾氣的NOx處理設備快速增加，隨著2011年頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》提出更嚴格的NOx排放要求，目前國內許多城市特別是沿海經濟發達地區很多大型化工廠爐窯尾氣的NOx排放也參照此標準執行，以期達到更加令人滿意的NOx治理效果。
本文重點介紹江蘇某大型化工項目廢氣/廢液焚燒爐尾氣煙氣脫硝裝置的技術方案，并討論SCR（Selective Catalytic Reduction）法煙氣脫硝技術在工程應用中需要注意的問題，希望對以后類似工程項目的建設起到參考和借鑒作用。
1.SCR技術介紹
煙氣脫硝的方法有多種，包括低氮燃燒法，選擇性催化還原法（SCR），非選擇性催化還原法（SNCR），電子束法，液體吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等。其中SCR法是脫硝效率最高，最為成熟的脫硝技術之一，該技術在20世紀70年代末80年代初首先由日本發展起來，之后迅速在日本、歐洲、美國等國家和地區的電站得到應用。目前在我國，SCR法也是脫硝的主流技術之一。
1.1SCR的基本原理
在催化劑作用下，向200～400度的煙氣中噴入氨，將NO和NO2還原成N2和水。
化學反應方程式如下：
或
圖1反應原理
1.2SCR 設備布置形式
主要有垂直布置和水平布置兩種，一般在含塵量高于50mg/Nm3時采用垂直布置，其余則采用水平布置比較合理
圖2 SCR 布置形式 （左：垂直式 右：水平式）
2.項目概況
江蘇某化工企業需要配置一套焚燒系統處理從各化工單元產生的廢氣和廢液，焚燒爐裝置采用高溫氧化焚燒處理方法，對接收的有機廢氣和廢液進行徹底地無害化處理。焚燒產生的高溫煙氣經過余熱鍋爐、過熱器和省煤器回收熱量，焚燒爐煙氣中含有的氮氧化物（NOx）通過余熱鍋爐下游的脫硝單元SCR進行脫硝，以滿足業主規定的排放標準（≤100mg/Nm3）。
2.1SCR入口煙氣條件
2.2性能保證
2.3工藝流程：
圖3 工藝流程
2.4設備選型
2.4.1催化劑的選擇：
催化劑的形式主要有：蜂窩式，板式；
圖4 蜂窩式催化劑
圖5 板式催化劑
其特點如下表：
因本工程燃燒的廢氣/廢液中的含氮有機物非常高，入口煙氣中的NOx濃度達到了8900mg/Nm3，而根據環保要求煙氣出口排放濃度不允許超過100mg/Nm3，折算成脫硝效率達到了近99%，如此高的NOx的脫除效率對SCR中的關鍵設備催化劑提出了很高的要求。經過多方案的比較和評估，最后選擇了巴斯夫化學公司生產的35孔蜂窩式催化劑，用量為4.95m3，其具體參數如下：
2.4.2設備布置：
根據催化劑的尺寸及業主給定的布置場地，考慮到煙氣中的灰分非常低，采用較為經濟的布置形式水平布置，具體規格尺寸為1700（寬）x1700（高）x7720（長）mm；煙道流速～15m/s，規格為1400（寬）x700（高）mm。
圖6 設備布置
水平布置形式相對立式布置的優勢：
兩層催化劑之間只要考慮人及催化劑檢測單位取出的空間即可，通常有1m的間距即可，若采用立式布置，則需考慮人能夠直立進入檢修，且催化劑支撐梁要占據一定空間，所以兩層催化劑之間至少要達到2m以上，可見水平布置相對立式布置可以顯著減短反應器的長度，從而節約反應器的造價。
水平布置形式只要考慮在反應器底部設置幾個簡單的支腿即可，而立式反應器則要考慮很大的支撐鋼架及檢修平臺，可見水平布置形式要節約較多的支撐鋼架的造價。
2.4.3流場模擬（CFD）：
催化劑要達到預期的脫硝性能，催化劑廠家對催化劑前的煙氣流場有一定的要求，具體如下：
為了達到此要求，特采用計算機對流場進行了數值模擬，通過優化導流板及混合器的設計，最后使流場滿足了催化劑的要求。
圖7 速度云圖 圖8 濃度云圖
圖9 溫度云圖
2.4.4還原劑噴射裝置的選擇：
本工程業主提供的還原劑為25%濃度的氨水。根據工藝計算，設計工況下氨耗量為187 kg/h。因反應器入口煙道很短，所以要求噴入的氨水的粒徑應盡可能小，以便能在噴入煙道后能迅速氣化，并在煙氣中充分擴散混合。經過多種方案的比較和評估后，最后選擇了日本某廠家生產的雙流體噴槍。其具體性能參數如下：
圖10 氨水噴槍
2.4.5混合器的選擇：
因反應器入口煙道很短（約6m），要求噴入的氨水在短時間內與煙氣盡可能均勻混合，達到催化劑的流場要求，則對混合器的混合效果提出非常高的要求，因此參照某國外公司的技術，設計了雙級折流板式的混合器，并通過流場模擬驗證了其性能良好，能達到催化劑對流場的要求。
圖11 折流板式混合器
2.5運行情況
該項目于2012年建成并投產運行，兩年來運行穩定，各項指標均達到設計值，年減排NOx約800噸。
3結論
從多個SCR項目設計及運行中得出如下結論：
3.1催化劑是脫硝項目的核心，其造價可達到整個項目造價的30～40%，應根據具體的煙氣條件選擇最為合適的催化劑種類及體積。在含塵量不高的燃燒廢氣廢液的化工爐窯尾氣處理中應優先選擇多孔數蜂窩式的催化劑，其比表面積大，單位NOx脫除所需催化劑體積小的特性將為項目的造價節約一定成本；
3.2SCR的煙氣流場是決定脫硝項目能否成功的另一個重要因素，任何催化劑性能的保證都要對煙氣流場提出一定的要求，而數值模擬（CFD）正是保證煙氣流場的氣流流動和混合均勻性的重要手段。CFD的應用對每一個SCR項目都是必要的，能夠對煙氣系統的優化設計提供有效的依據，從而為催化劑的充分而有效的利用，為整個脫硝項目的成功實施提供保障。
化工尾氣處理方法范文5
關鍵詞：鐵鉬過氧化法 甲醛 吸收單元 流程 優化
一、引言
甲醛作為一種重要的化工原料，用途十分廣泛，不但可以直接用作消毒、殺菌、防腐劑，而且可以作為有機合成、合成材料、涂料、橡膠、人造板、合成樹脂、表面活性劑、塑料、皮革、造紙、染料、制藥、照相膠片、農藥等行業的重要原料，其衍生產品主要有多聚甲醛、聚甲醛、酚醛樹酯、脲醛樹酯、氨基樹酯、烏洛托產品及多元醇類等。生產甲醛的方法主要有低級烷烴氧化制甲醛及甲醇空氣催化氧化制甲醛。低級烷烴直接氧化制甲醛是屬于非選擇性的氧化反應，副產物多，目前工業上大量采用的是甲醇氧化法。各種甲醛生產工藝具有不同的優缺點，鐵鉬過氧化法生產甲醛工藝具有轉化效率高等優點，應用更為廣泛[1，2]。筆者以自己所參與主持的某甲醇生產項目為例，對采用鐵鉬過氧化法通過甲醇生產濃度37%-55%的甲醛的生產工藝流程進行探討，提出鐵鉬過氧化法生產甲醛吸收單元流程優化方法，以提高甲醛生產效率，增加企業生產效益。
二、甲醛主要生產工藝概述
甲醛是一種多用途的基本有機化工原料，可用于生產脲醛、酚醛、丁二醇、季戊四醇、多聚甲醛等多種有機化工產品。目前我國是世界上最大的甲醛生產國，也是最大的甲醛消費國。與國際先進技術相比，我國無論是在生產，還是下游產品研發方面均存在較大差距。目前，甲醛主要生產工藝有銀催化劑法、鐵鉬催化劑法兩種。
1.銀催化劑法
銀法工藝的歷史長，以德國BASF公司技術為代表。其優點是工藝成熟，流程較短，投資少，電耗較低，熱量可充分利用，單系列生產能力大；缺點是甲醇消耗較高，催化劑壽命較短，產品甲醛溶液中殘留的甲醇和甲酸等雜質較多。目前世界甲醛中生產能力約70%的裝置采用該生產工藝。因銀的來源不同，該工藝又可分為電解銀催化劑（又稱為中國銀法）和浮石銀法；按尾氣是否循環，又可分為循環工藝和非循環工藝。同時對甲醛溶液的要求不同和企業自身特點，生產工藝略有差別，最具代表性的工藝有英國ICI、日本MGC和法國煤化學生產工藝。
2.鐵催化劑法
采用鐵鉬法生產工藝，可生產37%～55%的甲醛產品。與銀法生產工藝相比，鐵鉬法可不設甲醇回收塔。由于采用過量空氣，每摩爾甲醇蒸氣需要13 mol的空氣，才能保證裝置的安全運行，大量的空氣，使得裝置的所有設備和管道與銀法相比要大得多。這也是鐵鉬法工藝的投資比銀法高得多的主要原因。對于小規模的生產裝置，鐵鉬法的經濟效益不如銀法，因此鐵鉬法適合50kt/a以上的較大型甲醛裝置。鐵鉬法工藝的優點是甲醇轉化率可達95%～99%，甲醇消耗低、催化劑壽命長可達一年以上；副產蒸汽多，產品濃度高，可達55%～58%，產品醇含量低，可直接用于下游產品的生產，雜質較少。缺點是工藝流程較長，投資相對較大，電耗較高。目前世界上采用鐵鉬法的生產裝置約30%，最具代表性的生產工藝是Perstorp Formox工藝和TopsΦe工藝。
三、鐵鉬催化法生產甲醛基本原理及主要工藝
1.反應原理
鐵鉬催化法生產甲醛主要發生主反應和副反應。
其中副反應3、4對主反應生成甲醛的收率有一定影響。CO2的生成主要發生在催化劑層中，是平行反應的產物；而CO和甲酸主要是脫離催化劑層后生成的，是甲醛深度氧化的連串反應產物。對CO2的抑制，尚無有效防止方法；但對脫離催化劑層后深度氧化的連串副反應，則可以通過讓反應物急速冷卻的方法加以控制。對于甲醇氧化制甲醛的反應，若單獨以氧化鉬作催化劑，反應選擇性好，但轉化率太低，只有Fe-Mo氧化物以適當比例制成的催化劑才能取得滿意的效果。
2.工藝條件
2.1反應溫度
鐵-鉬催化劑導熱性能差，不耐高溫，必須嚴格控制反應溫度。工藝上要求操作溫度比催化劑允許的最大使用溫度（即制備時焙燒溫度）低20～40℃，即在380℃以下操作。溫度超過480℃時，催化劑活性被破壞。甲醇進料濃度對氧化溫度的影響很敏感，甲醇濃度絕對值增加0.1%，反應熱點溫度大約升高5℃，因此要保持原料氣中甲醇濃度恒定。溫度較低時，甲醇的轉化率較低，甲醛的收率也不高，隨著溫度的增加，二者均提高。在300～360℃之間，甲醛單程收率可達90%左右，但溫度太高，CO收率上升，而甲醛單程收率下降，所以選擇反應溫度在350℃左右。
2.2 原料配比
在一定濃度范圍內（3%～8%），甲醇在空氣混合氣中的配比對甲醛和CO收率無顯著影響，但甲醇操作濃度太低，生產能力受限制。工業上通常采用在甲醇和空氣混合物爆炸區下限濃度的最高值下進行安全生產，即原料中甲醇的操作濃度一般應在6%（體積）左右。氧化反應具有高空速、放熱大的特點，若采用流化床反應器，可提高甲醇操作濃度，使生產能力大幅度增加。
2.3 接觸時間
接觸時間對產物分布的影響十分明顯，如果接觸時間太短，則轉化率太低；隨著接觸時間的延長，甲醇轉化率提高，甲醛收率也提高，但是副產物CO和甲酸的收率也提高，所以操作中選擇不能太長的接觸時間[3]。即在鐵-鉬催化劑上用過量空氣氧化甲醇，適宜于在高空速條件下進行，常用的接觸時間為0.2～0.5s。
3.工藝流程
鐵鉬催化甲醇空氣氧化法生產甲醇的工藝流程如圖1所示。甲醇與空氣及循環尾氣通過氣化器1氣化加熱后進入列管式固定床反應器2。在催化劑作用下發生氧化反應，反應溫度控制在300～360℃。反應氣體離開反應器后經冷卻器4迅速冷卻，以避免副反應發生。
冷卻器用水冷卻反應氣體，產生蒸汽供氣化器用。在反應器中甲醇氧化產生的熱量由管間傳熱介質帶走，至廢熱鍋爐產生2MPa蒸汽。傳熱介質利用熱虹吸作用自然循環，既回收熱量，又利于控制溫度[4，5]。
經冷卻后的反應氣體進入吸收塔5，氣體中甲醇被逆流而下的工藝水吸收。通過調節噴淋水量，可得到60%以下任何濃度的甲醛水溶液。吸收過程的熱量和反應氣體余熱被吸收塔內的冷卻系統帶走。本法所得到的甲醛溶液通常只含0.02%以下的甲酸，無需再處理即可作為商品。吸收塔頂的未冷凝氣體小部分放空，其余循環回到反應原料氣中，以提高產品回收率。
四、鐵鉬過氧化法生產甲醛吸收單元流程優化
國內采用鐵鉬過氧化法生產甲醛的廠家有十余家，比如：山東德州的華魯恒升、青島平度、煙臺萬華、南通江天、浙江愛麗得、四川樂山、云南云天化、山西三維等等。筆者曾參與主持某鐵鉬過氧化法通過甲醇生產濃度37%-55%的甲醛項目，其吸收單元最初采用雙塔流程，經多方論證，采取多種措施，對該項目進行了甲醛吸收單元流程的優化，后采用ASPEN PLUS經過模擬核算，轉變效率等都有較大幅度的提高。
1.精確控制吸收塔冷卻溫度
在不增大吸收塔內濃度梯度的基礎上，要采取有效措施，要盡可能冷卻。但是這種冷卻過程是當塔內的濃度呈現連續性降低時，吸收的效率才不斷提高，可以在一定程度上認為兩者呈非線性反比關系。但如果冷卻水量過大，大于吸收甲醛量，將會導致塔內濃度升高過大，甚至會產生多聚甲醛。在工程實踐中，筆者所參與項目的冷卻塔上段為板式塔，其主要冷卻部位位于第6塊塔板至第12塊塔板。下段為填料塔的冷卻部位主要位于第二填料段中。提高上段板式塔冷卻效果，可以通過加裝冷卻泵使冷卻液體在相關的塔板上進行循環，進一步提高冷卻效率，從而使吸收單元的吸收效果得到有效提升。
2.吸收設備及流程的優化改造
在進行流程優化改造之前，甲醛吸收塔內煙損大，導致熱量損失大，轉換效率低，這一過程，主要集中在甲醛從露點溫度降溫過程中顯熱與水蒸汽的冷凝過程中釋放的熱量沒有得到有效利用?？梢钥紤]選用熱量傳導性能更優越的新型冷凝塔，提高冷凝冷卻及吸收的效率，從而有效降低各種物質和能源的消耗。同時，還可以考慮使用多段式吸收塔，將以前使用的雙塔流程，改為單塔流程，即下段為填料塔，上段為板式塔，實現精餾與吸收的耦合運行，使得各種物質充分接觸，減少過程中冷卻水與水蒸汽的消耗，從而有效降低能耗，提高吸收效果。
3.優化吸收塔尾氣循環工藝流程
尾氣的循環利用，是降低生產成本，提高吸收能力，提高企業效益的重要手段，必須要高度重視尾氣的循環利用。將吸收塔內排放的半數以上的尾氣作為循環氣體返回反應器，一方面，可以充分利用熱量，減少熱量損失，增加尾氣的綜合利用效率，使甲醛的吸收轉化更加徹底；另一方面，可以有效降低因處理尾氣而增加的生產成本。循環的尾氣可與新鮮空氣混合，可以高比例地提高甲醇的單程轉化率。
4.流程優化效果分析
利用ASPEN PLUS模擬運行結果如圖2及表1所示，尾氣分離出了大部分的甲醛及氫氣，對于尾氣的主要成分面言，大多為惰性氣體，比如：氮氣等。同時還有少量的水、二氧化碳、氧氣等。經過核算，優化后的結果是：氧醇摩爾比為0.38，比傳統流程要降低約6個百分點；水蒸氣/甲醇配比-水醇比為0.1615，比優化前的1.56降低很多。
對傳統的鐵鉬過氧化法生產甲醛吸收單元流程進行優化改進，通過精確控制吸收塔冷卻溫度、對吸收設備及流程進行優化改造、優化吸收塔尾氣循環工藝流程等，經過ASPEN PLUS模擬核算，以上各項優化措施，實現了甲醛的高效吸收與利用，不但降低了生產損耗，而且降低了吸收塔循環設備及原料的消耗，達到了預期的目的，對以后甲醛的生產具有較好的借鑒和指導意義。
參考文獻
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化工尾氣處理方法范文6
目前我國生產甲醛的主要方法就是利用甲醇氧化法。本文將以每年生產1.5萬噸甲醛的生產廠為例，介紹甲醇氧化法生產甲醛的主要工藝流程和生產過程中對環境造成的一定影響及其產生的主要污染物。
一、原料及產品簡介
甲醛是一種廣泛運用于化工、醫藥等行業的化工原料。甲醛最主要是用作生產酚醛、聚甲醛等樹脂原料，還能夠用于生產維尼綸、烏洛托品等化工產品，甲醛還可以用作消毒劑和防腐劑。甲醛的分子式為CH2O，機構式為HCHO，其相對分子量為30，是一種最簡單的脂肪醛。甲醛常溫下無色并具有強烈刺激性氣味，易溶于水，可燃，在空氣中易形成爆炸性混合物。
甲醛具有毒性，空氣中只要含有1mg/L甲醛就會對眼鼻喉產生強烈刺激。當接觸到液態甲醛時，會引起眼部燒傷和皮膚過敏。此外，通過細菌和哺乳動物的培養實驗證實甲醛可使有機體發生變異。由于一直無法證明甲醛是否有致癌作用，因此國際標準規定甲醛8h工作環境允許的甲醛濃度為0.75mg/L，15min工作環境允許的甲醛濃度為2mg/L。
生產甲醛的主要原料為甲醇，甲醇的分子式為CH4O，其機構式為CH3OH，其相對分子量為32，是一種易揮發的無色液體。純度高的甲醛帶酒精氣味，純度低的甲醛散發出刺鼻氣味。甲醇具有毒性，能夠與水、苯等有機溶劑進行混合。甲醇和甲醛一樣能夠在空氣中形成爆炸性混合物，因此規定了一個空氣中甲醇許可濃度標準：空氣中甲醇許可濃度標準表。
二、生產工藝及流程
在過量空氣（甲醇蒸汽的空度控制在安全區間內，即17%）的條件下，甲醇氣體與空氣混合在催化劑上進行氧化反應，催化劑通常為金屬氧化物，常為Fe2O3-MoO3，反應過程中放出大量熱量，生成的氣態甲醛經過冷卻吸收后，形成濃度為37%的甲醛溶液。放出的熱量被水吸收變成高溫蒸汽和熱水，被用于其它環節和工藝的生產，甲醛生產工藝產生的尾氣中有17%的氫氣，還存在一定一氧化碳和甲烷等有機成分，這些可燃性氣體可以放入鍋爐進行燃燒，產生的蒸汽和熱量等均可以投入生產生活中使用。
CH3OH+1/2O2 HCHO+H2O
采用該工藝流程制造甲醛具有如下特點：
1.使用改工藝流程制造甲醛在整個生產過程中沒有生成任何附加產品，甲醇經過蒸發、過熱、過濾之后進入發生裝置，經過觸媒氧化反應生成甲醛，經過冷卻裝置冷卻后，在吸收塔內被水吸收，直接成為產品。在生產過程中，產出的半成品可以與高濃度甲醛進行一定處理工藝，作為產品出售。
2.采用立式尾氣鍋爐。在最開始采用100kg甲醇作為開車的驅動燃料，在經過大約八小時的正常使用和生產之后，利用吸收塔將排出的尾氣進行再利用，作為生產蒸汽的燃料，這樣，在滿足必要生產需求的前提下，還能夠節約生產能源。尾氣內含有的主要成分有甲醇、甲醛、甲烷等有機物，通過燃燒再利用后產生的廢氣主要成分為二氧化碳和水。因此，使用該種工藝流程不僅充分利用尾氣作為燃料進行熱供應，還能夠避免直接排放尾氣對環境造成的嚴重污染。
3.使用循環水系統。該工藝流程中用于冷卻甲醛的水在完成冷卻工藝之后還能夠收集回收到循環水池，經過冷卻后再次循環使用，充分節約利用水資源。
三、主要污染工序
目前我國通過利用甲醇氧化法生產甲醛的生產工藝已經達到較為成熟的地步，工藝流程中化學反應基本上都是在密閉容器內進行的，因此在整個生產流程中不會造成較大的污染。
1.吸收塔排出的尾氣，主要還有甲醇、甲醛、甲烷等有機物，經過回收再利用排放到鍋爐中進行燃燒發熱。
2.對設備進行檢查和維修或是添加催化劑銀時少量甲醛和甲醇可能會逸出。
3.甲醇氧化法生產甲醛工藝，在生產過程中器械設備會發出噪音，產生噪聲污染。
4.甲醇經過多次蒸發和過濾后，會留下一些固體殘渣，如一些油狀物等。
四、環境影響分析
目前我國甲醛制造工藝主要采用鐵鉬法，化學反應均在密閉容器內進行，并且采取了很多種環保措施，因此生產工藝過程中產生的廢水廢氣等對環境不會造成較大的影響。當保證整個甲醛制造工藝正常進行的前提下，其對環境產生的影響主要有：
1.大氣污染
利用甲醇氧化法生產甲醛工藝流程中產生的發起污染物主要有吸收塔排出的尾氣（已排入鍋爐進行燃燒供熱）和逸出的甲醇和甲醛。對于在設備進行檢查和維修或是添加催化劑銀時逸出的少量甲醇和甲醛氣體，可以在進行檢修或添加前，用泵將設備內遺留的液體轉移到貯液槽內，用水對生產過程中用到的設備和管道進行沖洗，在確保氣體成分合格的前提下，再對設備進行檢修或添加催化劑。利用這種方式，不僅可以保障相關人員的生命安全，還能將操作過程中對環境的污染降到最低。
2.固體廢棄物
在該工藝流程中，甲醇經過多次高溫蒸發會留下一些固體殘渣，這些固體廢棄物主要是一些有機油狀物和蠟狀物。這些有機殘渣可以排入鍋爐內進行燃燒處理，處理過后的排放物主要是二氧化碳和水，大大降低了對環境的影響。
3.廢水
甲醇氧化法生產甲醛工藝流程中產生的廢水主要是生產工廠內洗地用水，其中主要的污染物為固體懸浮顆粒，在經過沉淀后可以大大降低其濃度，沉淀后的廢水可以用于廠區綠化工作。
五、結語
目前我國主要是利用甲醇氧化法進行甲醛的生產制造，其制造工藝流程已經相對成熟，化學反應均在密閉容器內進行，加上采用了多種環境保護措施，因此利用甲醇氧化法生產甲醛工藝過程中產生的廢水廢渣并不會對環境造成嚴重影響。
參考文獻
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