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废气处理案例

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沧州某化工科技有限公司丙烯酸树脂项目废气处理案例

1.1 项目概况

本项目主要产品为丙烯酸乳液和胶黏剂,其中丙烯酸乳液生产主要由乳化、聚合、调和、包装4个工序组成。大气污染源包括一期综合废气、二期综合废气、二期工程投料粉尘以及无组织排放废气等。

(1)一期综合废气

一期综合废气包括丙烯酸乳液投料及放空废气、聚合后处理产生的投料及放空有机废气以及调和工序投料及放空废气。

(2)二期综合废气

二期综合废气包括丙烯酸乳液投料及放空废气、聚合后处理产生的投料及放空有机废气以及调和工序投料及放空废气。

(3)二期工程投料粉尘

二期工程胶黏剂投料废气为添加物料钛白粉产生的粉尘,主要污染物为钛白粉粉尘。

胶黏剂生产产生的废气为工艺投料时产生的粉尘,采用布袋除尘器收集即可,因此本方案以丙烯酸乳液的生产产生废气的处理为主要设计对象。

丙烯酸乳液产生的废气主要有以下三部分组成:

(1)乳化工序产生的有机废气(G1-1)

整个乳化过程乳化缸处于密闭状态。由于乳化工序中需人工添加部分物料,此时投料及放空时产生有机废气。

主要反应物和产物:苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯由专用管道从罐区引入车间,通过流量计定量投加;甲基丙烯酸运至车间后,由气动隔膜泵转移至密闭的高位槽,通过流量计定量投加;聚甲基丙烯酸钠及碳酸氢钠采用人工投加,这些物质属于晶体,粉尘量可忽略不计。物料添加完毕后,在常温、常压、密闭状态下搅拌,使乳化剂分散均匀,约1h制备成乳化液。

(2)聚合及聚合后处理工序,产生有机废气(G1-2)

在聚合及聚合后处理工序,由于加料和放空时会产生有机废气,废气经聚合釜上方冷凝器冷凝后排出,冷凝物质在重力作用下回流至聚合釜。

主要反应物和产物:在聚合反应釜中加入纯水、引发剂过硫酸铵水溶液(1.4kg过硫酸铵溶于6kg水中)及乳化剂NP-10,盘管通入蒸汽升温至85℃,再将上述配置的乳化液以一定的速度压入聚合釜中,发生合成共聚反应。聚合反应时间为2~3小时,保持釜温80~90℃2h,聚合过程中通过控制引发剂过硫酸铵水溶液的量,控制反应的聚合程度,使单体转化率达到100%,反应主要产物为丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、醋酸乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯等单体与单体苯乙烯生成共聚物。反应结束后通过盘管通入循环冷却水将釜温降至70℃左右。

聚合反应后,在降温至70℃的产物中投加定量增塑剂邻苯二甲酸二甲酯、防冻剂乙二醇及助剂叔丁基过氧化氢、甲醛化亚硫酸氢钠及纯水。邻苯二甲酸二甲酯、乙二醇运至车间后,由气动隔膜泵转移至密闭的高位槽,通过流量计定量投加;叔丁基过氧化氢、甲醛化亚硫酸氢钠采用人工投加。物料添加完毕后,通过盘管通入循环冷却水将釜温度降至45~50℃;人工投入消泡剂和防腐杀菌剂,混合搅拌约0.5h,促使聚合反应进一步完全。该步骤完成后将乳液通过重力压入调和缸。

(3)调和产生有机废气(G1-3)

将生成的乳液聚合物泵入密闭调和缸,添加成膜助剂醇脂-12调节固含量,再泵入25%的氨水调节PH值至中性,搅拌均匀自然冷却至常温,取样进行检测。项目调和工序加料和放空时会产生有机废气。


1.2 处理工艺

工艺采用喷淋吸收塔+活性炭吸附处理,有机废气中的有机溶剂经过活性炭层被吸附净化,废气达标排放,活性炭吸附一段时间后活性碳吸附饱和,采用蒸汽进行高温脱附,脱附出来的高温混合气体首先进入冷凝回收装置,将大部分的废气混合溶液进行冷凝回收,同时,少部分不冷凝的废气再通过催化燃烧装置净化处理,工艺流程示意:



本工艺流程主要包括以下几部分:喷淋洗涤+活性炭吸附+蒸汽脱附+催化燃烧系统,以及自动控制系统

喷淋洗涤:由于气体中含有原料和反应物等物质,易堵塞,所以设一级喷淋过滤,将废气中的污染物质进行去除,同时通过喷淋水将催化燃烧系统与车间生产设备隔离,保证安全。

除湿:经过喷淋洗涤的气体含有水分,需要经过除湿设备进行除湿,减少对后续活性炭的影响。

活性炭吸附:待处理的有机废气由风管引出后进入过滤器,颗粒物及杂质被过滤材料拦截,再进入活性炭吸附床,气体中的有机物质被活性炭吸附而着附在活性炭的表面,从而使气体得以净化,净化后的气体再通过风机排向高空。

蒸汽脱附:当活性炭吸附饱和后,采用4~5kg压力的饱和蒸汽(温度≈155℃)对活性炭进行脱附,脱附出来的混合气体再通过冷凝器进行冷凝,冷却水采用20℃的常温自来水,大部分有机物和蒸汽混合溶液被冷凝下来,而少部分不能冷凝的有机物通过管道送到催化燃烧装置进行净化,最终废气达标排放。

催化燃烧:经过冷凝器冷凝后的不凝气,进入催化燃烧装置,在电加热器的作用下,使气体温度加热到300℃左右,通过催化剂使有机物质在催化剂的作用下氧化分解为CO2和pO,同时放出大量的热量,一部分作为对空气进行加热,将蒸汽脱附后活性炭吹干,剩余的热量直接排放。

电气控制系统:控制系统对风机、加热器、温度、阀门进行控制,实现全自动运行,此外,系统中还有阻火器,可有效地防止火焰回串,确保系统安全。


1.3 工程案例图片





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