注排1.5版

(整期优先)网络出版时间:2024-03-08
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注排1.5版

吸收法处理有机尾气技术研究

宋鹏程

无锡三开高纯化工有限公司江苏无锡214000

摘要:近年来,吸收法被普遍应用到己烷氧化工序尾气处理过程中,本文从吸收温度、吸收剂流量、解吸温度和回收温度等方面对各种有机尾气进行了分析,其中包括环氧氯丙烷,氯甲烷,三甲胺等。通过研究总结了不同尾气回收数据,研究数据显示,尾气流量2×104Nm3/h,有机尾气数值明显下降。鉴于此,本文阐述了有机尾气的来源,介绍了吸收法处理有机尾气的流程,最后对吸收法对有机尾气的影响进行了分析,以供参考。

关键词吸收法有机尾气;处理技术

前言:吸收法处理技术能够有效处理有机尾气,弥补了传统回收工艺中存在的不足之处。传统的回收工艺吸收氧化尾气过程,主要依靠大量低温冷却后的粗醇酮混合物经氨,虽然吸收了很多氧化尾气,但处理效果相对较差,还有0.2g/Nm3的氯甲烷存在于尾气中,最终形成粗醇酮及其他混合物,从很大程度上影响了火炬系统的分离吸收效果,而且需要经过多次精馏,进而会消耗大量的蒸汽。随着科技水平的不断提升,经过专业人士的研究与探索,运用吸收技术回收有机尾气,与传统的回收工艺相较,其效果尤为显著。

1有机尾气的来源

机动车在运行中会燃烧大量的汽油或柴油,随着能源的消耗排放出尾气,除了机动车,工业在制造和生产过程中涉及化学反应,会产生有机废气,如制药厂、化工厂、印刷厂等,制药是工业场所都会排放有机废气,如环氧氯丙烷、三甲胺等。同时,农业也是有机废气的来源之一。在农业生产过程中,使用农药、肥料会排放氯甲烷等有机废气。

2吸收法处理有机尾气的流程

选择填料塔底部的正确位置将有机尾气输送到其中,为确保氧化尾气的吸收率的稳定性,应使吸收塔顶端与吸收剂处于反向的接触状态。随着氧化尾气的不断吸收,做好塔顶与火炬系统之间的排放工作,将塔底释放的吸收剂和有机尾气全部吸收,以此来提高吸收效果。接下来,利用输送泵把混合物输送到解吸蒸馏塔中,实现吸收剂与有机尾气的分离,在同一时间内解吸塔底吸收剂和有机尾气,最终将解吸的塔底贫液输送到吸收塔[1]。在吸收塔的作用下,可反复利用解吸过的塔底贫液。回收塔能够对解吸塔顶环己烷粗品进行二次回收,将大量的纯水不断加入到回收塔中,可以对有机尾气水体系进行共沸蒸馏,当尾气中的水量降到最低时,能够将油和水分离开,经过回收将分离开的油和水分作用到氧化工序中,形成实用性较高的工序原料。

3吸收法对有机尾气的影响

3.1吸收温度对吸收效果的影响

图1为吸收温度对吸收后富液中氯甲烷含量的影响分析结果,在操作过程中,固定好吸收剂流量,11m3/h为最佳数值。吸收塔内气液吸收温度11℃调整到23℃,间隔温度为2℃。

吸收温度/℃

图1吸收温度对富液中氯甲烷含量的影响

由图1可知,当吸收温度处于持续升温状态,在最初阶段,富液中氯甲烷含量下降速度过于缓慢,但在吸收温度不断升高的影响下,富液中氯甲烷含量呈快速下降趋势[2]。其主要原因就是在吸收过程中会产生放热效果,低温有利于吸收。另外,在吸收温度高的环境下促进了环己烷的快速挥发,液中的氯甲烷含量会明显降低。同时,吸收剂温度能够对吸收体系的温度进行控制,可以根据具体需求适当调整吸收体系温度。如果吸收体系处于低温状态,在冷却吸收剂过程中会增加对冷凉的需求,能源消耗也会随之提高。此时,可以利用吸收剂温度进行调整和控制,将吸收温度控制在最佳范围内。通过研究发现,将吸收温度控制在15℃,可以降低冷量需求,在节约能源的同时,达到理想的冷却效果[3]

3.2吸收剂流量对吸收效果的影响

5,7,9,11,13,15,17m3/h为吸收剂流量研究数值,将吸收温度控制在15℃,对吸收剂流量对吸收后富液中环氧氯丙烷含量的影响进行研究,如图2所示结果。

吸收温度/℃

2吸收剂流量对富液中环氧氯丙烷含量的影响

通过研究发现,富液中环氧氯丙烷含量会随着吸收剂流量的增加发生变化,吸收剂流量越高,其含量也会提升。当吸收剂流量达到上限时,则会降低富液中环氧氯丙烷含量,但在这个过程中,提高了尾气与吸收剂气液之间的融合性,促进了环氧氯丙烷快速吸收和溶解。在整个过程中,要合理控制尾气中的氧化尾气中环氧氯丙烷含量,便于在增加吸收剂流量时降低富液中环己烷含量。同时,将吸收剂流量控制在11m3/h,避免输送泵能耗受到吸收剂流量变换的影响[4]

3.3解吸温度对吸收剂和有机尾气分离效果的影响

以有机尾气氯甲烷为例,由于吸收法处理技术在吸收尾气过程中会有富液的产生,吸收剂和氯甲烷处于融合状态,而在解吸温度的影响下,两者之间会处于分离状态,促进了吸收剂作用的充分发挥。同时,合理调整吸收剂流量和吸收温度,顺利将富液体输送到解析塔中。解吸塔釜温及氯甲烷含量变化如表1所示。


表 1解吸温度对吸收剂和氯甲烷分离效果的影响

   序号         解吸塔釜温度/℃

氯甲烷含量/(kg·h-1

塔顶回收

塔釜贫液

合计

1

90

28.46

7.93

36.39

2

95

30.21

4.82

35.03

3

100

34.58

1.94

36.52

4

105

35.24

0.82

36.06

5

110

36.01

0.57

36.58

6

115

36.57

1.49

38.06

从表1的数据可以看出,解吸温度会直接影响吸收剂和氯甲烷分离效果,解吸温度越高,吸收剂中溶解的氯甲烷会更容易从吸收剂中脱出,其分离效果明显提升。其主要原因就是在高温环境的影响下,逐渐降低了气相中氯甲烷的溶解度,为吸收剂解吸氯甲烷创造了有利条件。但在操作过程中,需要合理控制解吸温度,将温度调整在合理的范围内,避免温度过高或过低消耗能源,对设备运行带来不利影响。所以,要达到最佳的吸收剂和氯甲烷分离效果,必须要选择合适的解吸温度[5]

3.4回收温度对吸收效果的影响

通常情况下,有机尾气在吸收剂中的溶解度会随着回收温度的升高而降低,因为在高温环境下,吸收分子的振动性明显增强,有利于有机尾气中分子快速从液相分散到气相中,进而降低了吸收效果。同时,有些有机尾气在吸收剂中会发生化学反应,而回收温度的变化可能会影响这些化学反应的进行,从很大程度上影响了吸收效果。另外,当回收温度不断升高时,会不断加快有机尾气与吸收剂之间的传质频率,达不到理想的吸收效果。因此,在废气处理系统中,需要根据具体的情况选择适当的回收温度,以达到最佳的吸收效果。这通常需要在实际操作中进行试验和调整,以获得最佳的处理效果[6]

3.5技术效益分析

吸收法处理有机尾气技术能够实现对尾气的高效处理,此技术耗能低,便于操作,产生的效益尤为显著。第一,有机尾气中含有大量的污染物,而且挥发性极强,通过采用吸收法能够把污染物的排放浓度降到最低,达到环保标准。如果有机废气的浓度过高,可以充分利用吸收法去除废气,达到改善环境质量的目的。第二,通过吸收法处理尾气,实现有机物的回收和利用,节省了很多资源,资源利用率显著提升。第三,运用吸收法处理有机尾气技术,投资成本、运营成本及维护成本明显降低,缩短了投资回收期,获取的经济效益越来越多。

结束语

综上所述,吸收法是一种有效的处理有机尾气技术,但在使用过程中会受到多种因素的影响,其中包括吸收温度、吸收剂流量、解吸温度、回收温度等,本文通过研究总结出不同有机尾气的吸收方法,在处理有机尾气过程中合理控制吸收温度,能够将尾气中的污染物降到最低,达到理想的吸收效果。

参考文献:

[1]陆令学.硫酸尾气处理技术的现状及发展趋势[J].化工管理,2020,(32):107-108.

[2]张磊,张哲,汪是洋,孙晓波.已建含硫天然气净化厂尾气处理升级改造技术适应性研究[J].石油规划设计,2020,31(05):22-25+55.

[3]宋德雄.无水氟化铝生产尾气处理技术研究与实际应用[J].甘肃科技,2020,36(08):53-54+32.

[4]王平,段志钢,付忠心,张军立.分子筛转轮处理青霉素发酵尾气应用技术研究[J].煤炭与化工,2019,42(07):153-155+160.

[5]张冰,张蕊,朱琳,王松雪,汪中明,郭宝元.硫酰氟对臭氧衰减的影响及其尾气处理技术研究[J].粮油食品科技,2021,29(04):79-84.

[6]苗立冬,李昆,赵志成.硫回收装置尾气处理技术在煤化工装置中的改进与应用[J].氮肥与合成气,2021,49(04):9-12+20.