橡胶硫化废气吸附脱附-燃烧-脱硫净化工艺

发布时间:2022-05-15 00:22:11 | 作者:乐鱼手机官网入口
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  描绘了橡胶职业硫化废气的特色,选用吸附/脱附-燃烧-脱硫净化工艺对其进行处理。该工艺运用蜂窝活性炭吸附,再由燃烧炉完全燃烧降解污染物,所产生的SO2由碱液吸收处理。工程运转结果表明,该处理工艺可使硫化废气中挥发性有机物(VOCs)去除率达90%以上,排放尾气恶臭浓度〈300,SO2质量浓度低于5mg/m~3。

  依据美国橡胶制作者协会(RMA)的查询结果,橡胶出产中的混炼、热炼、挤出、压延和硫化工序的每吨胶有机类有害废气污染物(HAP)排放系数别离为140,72.8,75.2,102,149g,其间硫化工序的产污最严峻。硫化工序中会产生大风量、低浓度的有机废气,首要成分为恶臭污染物、含硫物质和挥发性有机化合物(VOCs)。《挥发性有机物排污收费试点方法》于2015年10月1日开端实施,橡胶职业硫化废气的减排作业火烧眉毛,但现在尚缺少经济有用的尾端处理工艺。本文以某企业的硫化车间废气处理工程为例,介绍吸附/脱附-燃烧-脱硫净化工艺在橡胶硫化废气处理中的运用。

  橡胶硫化一般在150~160℃下进行,此条件下胶料会释放出很多挥发性物质,产生排放量大、污染物浓度低的硫化废气。某橡胶出产企业是一家全国大型轮胎出产企业,#500车间为其硫化车间,该车间硫化废气的外排量为540000m3/h,首要成分为非甲烷烃(NMHC)(质量浓度约5mg/m3)、CS2(质量浓度约2mg/m3)和H2S(质量浓度约0.4mg/m3),具有必定的刺激性和臭味。

  依据《橡胶制品工业污染物排放规范》(GB276322011),橡胶出产企业废气的实践排气量超过所规矩的基准排气量时,需求将实测的污染物浓度换算为基准气量排放浓度,并以此为依据判别该排放是否合格。#500车间每吨胶废气的实践排气量为39000m3,换算后的NMHC基准气量排放质量浓度为97.5mg/m3,远超规范值。且废气恶臭浓度高于2000,未到达《恶臭污染物排放规范》(GB1455493)的要求。企业要求该车间废气经处理后NMHC去除90%以上,恶臭浓度降至300以内,完结合格排放。

  现在VOCs降解技能品种繁复,但各有好坏。低温等离子技能会产生很多中心产品;光催化技能处理大风量有机废气时出资本钱过高;生物处理技能对所处理废气的成分有较高要求;催化燃烧法中催化剂在高含硫状况下易中毒、失活,以上技能均不适用于本工程。#500车间的硫化废气产生量大,污染物浓度低,且含有必定量硫化物,应选用吸附/脱附-燃烧-脱硫净化工艺进行处理。

  #500车间内的废气由集气罩搜集外排,顺次经过预处理(过滤棉)、活性炭吸附/脱附、热力燃烧和冷却脱硫处理后合格排放。硫化废气首要流经过滤棉设备以去除其间的固体颗粒与油性雾滴,再进入活性炭床层吸附,吸附风速为1.2m/s,尾气合格排放,如图1所示。活性炭床层吸附必定时刻后吸附才干会削弱,需经过脱附再生才干继续运用,本工程中选用10000m3/h的120℃热空气脱附。脱附所产生的高浓度废气进入燃烧炉内热力毁掉,燃烧室内温度为50℃,废气停留时刻为1~2s。燃烧所产生的烟气温度高,包含很多热能,可进入管式换热器换热,使新鲜空气加热至120℃后用于活性炭床层的脱附。污染物中的VOCs在高温下会完全降解为CO2和H2O,但硫化物氧化时会产生SO2,出热交换器的尾气含有很多SO2,需通入脱硫塔内处理。脱硫塔设置3层碱液喷淋,尾气在塔中反响4s后合格排放,废碱液盐度到达20%时,进行中和处理并纳管排放。

  本工程预处理设备与吸附设备各设置7套,燃烧炉和脱硫塔均设置1套。吸附阶段中7座吸附罐进行吸附作业,进入脱附阶段后,向其间1座吸附罐内通入热空气,进行活性炭床层的脱附再生,脱附时刻为2h。该罐脱附完结后从头进行吸附作业,另一座活性炭罐开端脱附,7座吸附罐经过阀门的切换顺次完结脱附再生。本工程中吸附周期为14d,脱附时会集一天对一切吸附罐进行脱附再生。工程运转中至少有6座吸附罐一同进行吸附作业,单座活性炭罐吸附风量不高于9×104m3/h,吸附功率高于90%。

  对本工程中运用的蜂窝状活性炭进行理化功能剖析,其体密度为0.48g/mL,比外表积为695m2/g,微观孔径为3mm,微观均匀孔径为1.5nm,孔容可达1.25cm3/g。依据工程经历,工艺中的吸附风速选用1.2m/s,脱附气体选用120℃热空气。以规范空气的活动为模型核算,吸附时气体在活性炭床层内活动的雷诺数Re为255.2,该活动为层流,传质效果好,有利于吸附。

  用饱满甲苯蒸汽和规范空气配成质量浓度5mg/m3的混合气,以此为模型污染物进行动态吸附试验,吸附风速选用1.2m/s,吸附尾气中甲苯质量浓度低于0.5mg/m3。对吸附前后的样品进行称量并核算,得到其吸附容量为394mg/g。结果表明:脱附开端后10min,尾气中甲苯质量分数到达3.7×10-3;60min时,甲苯质量分数降至1×10-3以下;120min时,甲苯已近乎为0。经核算和试验证明,蜂窝状活性炭吸附效果好,所规划的吸附/脱附条件合理有用。

  由于#500车间废气含有必定量的硫化物,经燃烧会产生次生污染物SO2,本工程中规划了二次废气处理体系。工程运转时,出热交换器的尾气含有约5g/m3的SO2,需进脱硫由碱液吸收处理。脱硫塔中设有3层碱液喷淋,气液比为9.5L/m3,底部设有波美度仪。碱液吸收SO2与氧气后生成Na2SO4,废碱液盐度到达20%时进行中和处理并纳管排放。假如对Na2SO4进行搜集回用作为Na2S出产质料,每周期可出产1t的Na2S。

  本工程运转3个月以来一向保持稳定的处理效果,硫化废气经吸附处理后,NMHC去除率到达90%以上,尾气恶臭浓度

  工程投入运转后,可有用处理#500车间54万m3/h的硫化废气,使其合格排放,运转本钱为9.8×10-4元/m3。跟着《挥发性有机物排污收费试点方法》的出台,橡胶职业VOCs废气收费是大势所趋,此工程必将产生相应的VOCs减排效益。

  本工程规划风量为54万m3/h,建成后操控了#500车间废气的恶臭影响,每年可脱除VOCs约20t,促进了企业的可继续展开。实例阐明吸附/脱附-燃烧-脱硫工艺对大风量、低浓度的VOCs废气具有杰出的处理效果,且运转费用低,安全可靠。该工艺在燃烧本钱的操控上仍具有展开空间,后续应大力研制蓄热式催化燃烧,使运转本钱进一步下降。

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