CN107036109A - 连二亚硫酸钠生产废气的处理***及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种连二亚硫酸钠生产废气的处理***，包括蓄热式热氧化器、反抽风机、烟囱和激冷器，蓄热式热氧化器包括三个并列的蓄热室和位于蓄热室上方的热氧化室，每个蓄热室内均填充有蓄热陶瓷，所述连二亚硫酸钠生产废气总管通过三条废气支路进入各蓄热室底部，所述各蓄热室底部还连接有废气吹扫管路，所述废气吹扫管路连接于所述连二亚硫酸钠生产废气总管；所述各蓄热室均通过烟气管道连接于烟囱。本发明还提供一种连二亚硫酸钠生产废气的处理方法。本发明提出的处理***，采用废气蓄热式热氧化装置，废气其中经过复杂的物理化学反应，使废气中的有机物质彻底分解销毁。最大限度地回收热能降低能耗，减少助燃燃料的消耗，节约了生产成本。

Description

连二亚硫酸钠生产废气的处理***及处理方法
技术领域
本发明属于废气处理领域，具体涉及一种含二氧化硫的工业废气的处理***和处理方法。
背景技术
连二亚硫酸钠生产工艺为间歇式生产，在生产过程中会产生大量尾气(连二亚硫酸钠生产过程中产生的酸洗碱洗处理前的气体称为尾气，酸洗碱洗处理后的气体称为废气)，并且尾气量与浓度随时变化，如在合成初期由于压料，尾气量大，且含有大量的氮气及少量的甲醇，中期主要有甲醇，二氧化硫、二氧化碳、甲酸甲酯及微量的甲硫醇等反应中存在的气体，反应中后期由于反应剧烈，压力上升快，尾气放空量大，主要是甲醇，二氧化碳等气体，而在干燥过程中的尾气主要为甲醇及氮气。因此连二亚硫酸钠生产过程中各工序单元叠加产生的尾气排放量不均匀，组分变化波动大。
现有连二亚硫酸钠生产过程中产生的尾气采用醇洗和碱洗回收其中的甲醇及二氧化硫等气体，尾气首先经过醇洗，通过低温甲醇吸收尾气中的甲醇、甲酸甲酯、二氧化硫，后通过二级碱洗，采用液碱中和其中的酸性气体，如二氧化硫与二氧化碳等。其中的氮气及未被完全吸收的微量组分如甲醇、甲硫醇等作为废气放空。
现有技术的不足之处包括：一是经过醇洗及碱洗后虽能吸收连二亚硫酸钠生产过程中的尾气大部分化学组分，但存在在连二亚硫酸钠生产过程中产生的储如甲硫醇等极微量气体不能被吸收，该物质具有低阈值刺激性臭味，影响周边环境。二是在吸收过程中醇洗液及碱洗液温度及浓度变化，随着吸收过程的发展，吸收液温度变高，吸收液饱和，这时吸收速率变低，尾气经过吸收液吸收后，仍有部分甲醇及二氧化硫等有异味，刺激性组分未被吸收而被放空到大气中污染环境。三是连二亚硫酸钠生产工艺为间歇式生产工艺，生产过程中的尾气量不均衡，易造成短时间内尾气量过大，经过醇洗及碱洗时，来不时吸收，而被放空。四是为确保连二亚硫酸钠生产过程的废气符合大气排放标准，需大量的醇洗及碱洗液，这部分洗液饱和后需要处理，增大废液处理量，相应地增加连二亚硫酸钠生产成本。
因尾气排放量不均匀，组分变化波动大而导致的吸收液有失效期限无法判断，并且在吸收液到接近饱和时，对尾气的吸收能力大大降低，因此易造成吸收液失效或吸收能力不足导致排放的废气不符合大气排放标准。连二亚硫酸钠生产过程中还产生的储如甲硫醇等极微量低阈值刺激性臭味气体无法通过醇洗及碱洗去除，废气仍然影响周边环境。
因此需要寻找一种技术方法去除废气中甲硫醇，并且能处理在醇洗及碱洗过程中吸收剂饱和或接近饱和时，排放的废气中所夹带的诸如甲醇等物质。目前针对类似物质处理的技术有化学氧化法、微波氧化法及等离子法等，但针对连二亚硫酸钠生产过程中的废气处理因浓度波动大，都未实现成功应用。
发明内容
针对本领域存在的不足之处，本发明的目的是提出一种连二亚硫酸钠生产废气的处理***。
本发明的第二个目的是提出一种连二亚硫酸钠生产废气的处理方法。
实现本发明上述目的的技术方案为：
一种连二亚硫酸钠生产废气的处理***，包括蓄热式热氧化器、反抽风机、烟囱和激冷器，
所述蓄热式热氧化器包括三个并列的蓄热室和位于蓄热室上方的贯通的热氧化室，每个蓄热室内均填充有蓄热陶瓷，所述连二亚硫酸钠生产废气总管通过三条废气支路进入各蓄热室底部，所述废气支路上设置有废气进气阀门；所述各蓄热室底部还连接有废气吹扫管路，所述废气吹扫管路上设置有废气吹扫阀门和反抽风机，所述废气吹扫管路连接于所述连二亚硫酸钠生产废气总管；
所述各蓄热室均通过烟气管道连接于所述烟囱，在所述烟气管道上设置有激冷器。
其中，按照废气进入蓄热式热氧化器的方向，所述连二亚硫酸钠生产废气总管上顺次设置有静态混合器和阻火器，所述废气吹扫管路连接于所述连二亚硫酸钠生产废气总管的阻火器之后。
进一步地，所述静态混合器上设置有空气管路旁通。该旁通可以是一个阀门或风板。
其中，所述热氧化室设置有燃烧器，所述燃烧器连接有天然气管路和助燃空气管路。
优选地，所述各蓄热室通过各烟气支路管道连接于所述烟囱，各烟气支路管道上均设置有烟气排放阀门。
本发明还提出一种连二亚硫酸钠生产废气的处理方法，采用所述的处理***，处理过程为：
连二亚硫酸钠生产废气通过废气总管和废气支路进入所述蓄热式热氧化器，首先经过所述蓄热室、被加热至700±20℃，然后在热氧化室内，在900～1000℃下氧化分解，高温烟气与蓄热室内的蓄热陶瓷进行热交换，然后通过烟囱排放。
本发明的一个优选技术方案为，连二亚硫酸钠生产废气通过总管和一条废气支路进入一个蓄热室底部，另外二个蓄热室，一个进行烟气换热和排出，一个进行废气吹扫操作。
其中，所述废气吹扫操作是用反抽风机将蓄热室内的废气抽出，送至连二亚硫酸钠生产废气总管，再进入所述蓄热式热氧化器内氧化分解。
其中，所述热氧化室在点火时，通入天然气和助燃空气以开始燃烧，所述热氧化室在氧化废气过程中，温度降至900以下时，则通入天然气以辅助燃烧提温。
所述的连二亚硫酸钠生产废气的处理方法，对烟气管道内的烟气温度进行监控，当烟气温度超过150℃时，则用激冷器对烟气进行降温，所述激冷器内的冷却介质为工业水。
本发明的有益效果在于：
1、本发明提出的连二亚硫酸钠生产废气的处理***，采用废气蓄热式热氧化装置，废气其中经过复杂的物理化学反应，使废气中的有机物质彻底分解销毁。
2、最大限度地回收热能降低能耗，减少助燃燃料的消耗，节约了生产成本。
3、本***操作弹性大，满足了连二亚硫酸钠生产过程中产生的废气量不均匀，浓度波动大的工况。
采用本发明的连二亚硫酸钠生产废气的处理方法，进一步处理了在连二亚硫酸钠生产运行工况条件下产生的经过醇洗碱洗后，仍含有不能去除和不能及时完全吸收的甲硫醇、甲醇等组分的废气，将废气中的碳、氢、硫完全地转变为CO2、H2O、SO2等物质，经处理后达标排放，并能满足生产负荷的波动，节约能源，降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明的连二亚硫酸钠生产废气的处理***简图。
图中，1为燃烧器，2为空气风机，3为热氧化室，401为蓄热室A，402为蓄热室B，403为蓄热室C，501为蓄热室A废气进气阀门，502为蓄热室B废气进气阀门502，503为蓄热室C废气进气阀门，601为蓄热室A烟气排放阀门，602为蓄热室B烟气排放阀门，603为蓄热室C烟气排放阀门，701为蓄热室A废气吹扫阀门，702为蓄热室B废气吹扫阀门，703为蓄热室C废气吹扫阀门，704为反抽风机，8为废气总管，801为废气风机，802为静态混合器，803为阻火器，9为激冷器，10为烟囱，1001为检测口。
具体实施方式
现以以下实施例来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中使用的手段，如无特别说明，均使用本领域常规的手段。
实施例1：
参见图1，一种连二亚硫酸钠生产废气的处理***，包括阻火器803、静态混合器802、废气风机801、蓄热式热氧化器、反抽风机704、烟囱10和激冷器9，
所述蓄热式热氧化器包括蓄热室A401、蓄热室B 402、蓄热室C403三个并列的蓄热室和位于蓄热室上方的贯通的热氧化室3，每个蓄热室内均填充有蓄热陶瓷，所述连二亚硫酸钠生产废气总管通过三条废气支路进入各蓄热室底部，所述废气支路上设置有废气进气阀门；所述各蓄热室底部还连接有废气吹扫管路，所述废气吹扫管路上设置有废气吹扫阀门和反抽风机704，所述废气吹扫管路连接于所述连二亚硫酸钠生产废气总管8；
所述各蓄热室均通过烟气管道连接于所述烟囱10，在所述烟气管道上设置有激冷器9。
按照废气进入蓄热式热氧化器的方向，所述连二亚硫酸钠生产废气总管上顺次设置有静态混合器802和阻火器803，所述废气吹扫管路连接于所述连二亚硫酸钠生产废气总管的阻火器803之后。静态混合器802上设置有空气管路旁通。
热氧化室上设置有燃烧器1，所述燃烧器连接有天然气(NG，压力为0.2～0.3MPa)管路和助燃空气管路，通过空气风机2输入助燃空气。
所述各蓄热室通过各烟气支路管道连接于所述烟囱，烟囱的烟道上设有检测口1001。各烟气支路管道上均设置有烟气排放阀门。三个蓄热室对应的分别为蓄热室A废气进气阀门501、蓄热室A烟气排放阀门601、蓄热室A废气吹扫阀门701；蓄热室B废气进气阀门502、蓄热室B烟气排放阀门602、蓄热室B废气吹扫阀门702；蓄热室C废气进气阀门503、蓄热室C烟气排放阀门603、蓄热室C废气吹扫阀门703。
实验例
使用实施例1所述的***，通过热传感器对烟气管道内的烟气温度进行监控，设置烟气温度超过120～190℃时，则用激冷器对烟气进行降温，烟气经激冷塔冷却后进入烟囱。连二亚硫酸钠生产废气处理后排出的烟气从检测口1001取样、由华测检测抽样检测。经过综合考虑排放达标情况、能耗、设备工况等因素，确定烟气温度控制值为150℃。
实施例2
使用实施例1所述的***，连二亚硫酸钠生产废气(WG，常温常压)通过废气总管8和废气支路进入所述蓄热式热氧化器，首先经过所述蓄热室、被加热至700℃，然后在热氧化室3内，在900～1000℃下氧化分解，高温烟气与蓄热室内的蓄热陶瓷进行热交换，然后通过烟囱排放。热氧化室在点火时，通入天然气和助燃空气以开始燃烧，所述热氧化室在燃烧废气过程中，温度降至900以下时(热氧化室内用热电偶监控温度)，则通入天然气以辅助燃烧提温。
连二亚硫酸钠生产废气通过总管和一条废气支路进入一个蓄热室底部，另外二个蓄热室，一个进行烟气换热和排出，一个进行废气吹扫操作。所述废气吹扫操作是用反抽风机704将蓄热室内的废气抽出，送至连二亚硫酸钠生产废气总管，再进入所述蓄热式热氧化器内氧化分解。
正常运行时，一个完整的A室氧化周期(下表的I周期)流程如下：废气与补氧空气在静态混合器中充分混合后由废气风机经阻火器送入废气蓄热式热氧化器，首先打开蓄热室A废气进口阀门501，废气在蓄热室A中被预热到700℃左右，预热后的废气进入热氧化室氧化分解，在助燃燃料的作用下，废气中所含有机物充分氧化分解，使氧化温度维持在900～1000℃，产生的高温烟气进入蓄热室B，高温烟气与蓄热陶瓷换热回收热能冷却后，经蓄热室B烟气出口阀门602进入烟气总管，从烟囱排放到大气中去，实现达标排放。B室周期和C室周期同样操作其阀门，三个蓄热室在不同周期的阀门开闭控制如下：
三个周期依次循环进行。废气进出口阀门同时开，但吹扫阀门根据设备设定，经过一段时间后开启。
废气的处理过程中，通过热传感器对烟气管道内的烟气温度进行监控，当烟气温度超过150℃时，则用激冷器对烟气进行降温，所述激冷器内的冷却介质为工业水(PW)。
连二亚硫酸钠生产需处理的废气量约为13000Nm3/h，其中甲醇含量6000～12000mg/m3，甲硫醇含量16.8～382mg/m3，其他为氮气、二氧化碳、微量二氧化硫、少量水分，几乎不含氧。根据所提供废气成分含量，废气进蓄热式氧化器前需补充足够的空气(确保氧化分解后干烟气氧含量达到5％)以确保废气中有机物转变为CO2、H2O等无害物质，烟气排放温度低于150℃。蓄热式热氧化装置处理量可满足废气处理量40％～110％负荷波动范围。
排放的烟气经华测检测抽样检测，按《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993)和GB16297-1996《大气污染物综合控制标准》二级排放标准，均达到废气排放标准。具体提供以下的几组工艺参数：
表1：废气处理后的检测结果
本发明的方法，处理了在连二亚硫酸钠生产运行工况条件下产生的经过醇洗碱洗后，仍含有不能去除和不能及时完全吸收的甲硫醇、甲醇等组分的废气，将废气中的碳、氢、硫完全地转变为CO2、H2O、SO2等物质，经处理后达标排放，并能满足生产负荷的波动，节约能源，降低了生产成本。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种连二亚硫酸钠生产废气的处理***，其特征在于，包括蓄热式热氧化器、反抽风机、烟囱和激冷器，
所述蓄热式热氧化器包括三个并列的蓄热室和位于蓄热室上方的贯通的热氧化室，每个蓄热室内均填充有蓄热陶瓷，所述连二亚硫酸钠生产废气总管通过三条废气支路进入各蓄热室底部，所述废气支路上设置有废气进气阀门；所述各蓄热室底部还连接有废气吹扫管路，所述废气吹扫管路上设置有废气吹扫阀门和反抽风机，所述废气吹扫管路连接于所述连二亚硫酸钠生产废气总管；
所述各蓄热室均通过烟气管道连接于所述烟囱，在所述烟气管道上设置有激冷器。
2.根据权利要求1所述的连二亚硫酸钠生产废气的处理***，其特征在于，按照废气进入蓄热式热氧化器的方向，所述连二亚硫酸钠生产废气总管上顺次设置有静态混合器和阻火器，所述废气吹扫管路连接于所述连二亚硫酸钠生产废气总管的阻火器之后。
3.根据权利要求2所述的连二亚硫酸钠生产废气的处理***，其特征在于，所述静态混合器上设置有空气管路旁通。
4.根据权利要求1～3任一项所述的连二亚硫酸钠生产废气的处理***，其特征在于，所述热氧化室设置有燃烧器，所述燃烧器连接有天然气管路和助燃空气管路。
5.据权利要求1～3任一项所述的连二亚硫酸钠生产废气的处理***，其特征在于，所述各蓄热室通过各烟气支路管道连接于所述烟囱，各烟气支路管道上均设置有烟气排放阀门。
6.一种连二亚硫酸钠生产废气的处理方法，其特征在于，采用权利要求1～5任一项所述的处理***，处理过程为：
连二亚硫酸钠生产废气通过废气总管和废气支路进入所述蓄热式热氧化器，首先经过所述蓄热室、被加热至700±20℃，然后在热氧化室内，在900～1000℃下氧化分解，高温烟气与蓄热室内的蓄热陶瓷进行热交换，然后通过烟囱排放。
7.根据权利要求6所述的连二亚硫酸钠生产废气的处理方法，其特征在于，连二亚硫酸钠生产废气通过总管和一条废气支路进入一个蓄热室底部，另外二个蓄热室，一个进行烟气换热和排出，一个进行废气吹扫操作。
8.根据权利要求7所述的连二亚硫酸钠生产废气的处理方法，其特征在于，所述废气吹扫操作是用反抽风机将蓄热室内的废气抽出，送至连二亚硫酸钠生产废气总管，再进入所述蓄热式热氧化器内氧化分解。
9.根据权利要求6～8任一项所述的连二亚硫酸钠生产废气的处理方法，其特征在于，所述热氧化室在点火时，通入天然气和助燃空气以开始燃烧，所述热氧化室在氧化废气过程中，温度降至900以下时，则通入天然气以辅助燃烧提温；氧化过程中，通过通入空气确保焚烧后干烟气氧含量达到5％。
10.根据权利要求6～8任一项所述的连二亚硫酸钠生产废气的处理方法，其特征在于，当烟气温度超过150℃时，则用激冷器对烟气进行降温，所述激冷器内的冷却介质为工业水。
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