浅谈双氧水氧化尾气节能处理

前言：想要写出一篇引人入胜的文章？我们特意为您整理了浅谈双氧水氧化尾气节能处理范文，希望能给你带来灵感和参考，敬请阅读。

摘要：本文介绍了双氧水的生产方法及其氧化尾气处理原理，着重研究双氧水氧化尾气节能处理技术。采用特定方法对氧化尾气进行分离处理，可充分回收尾气中的重芳烃，确保尾气处理优化节能，达标排放。

关键词：双氧水；氧化尾气；节能处理

引言

双氧水应用领域广泛，我国生产双氧水的能力巨大，厂家竞争激烈，节能减排、环保高效、低成本高效益是企业在众多竞争中脱颖而出的根本。目前双氧水氧化尾气处理效果还有很大提升空间，本文针对双氧水氧化尾气的处理问题，深入研究力求提供一种节能高效的处理方法。

1.双氧水氧化尾气的概述

(1)双氧水的工业生产方法传统双氧水生产方法有电解法、蒽醌法、阴极阳极还原法以及氢氧直接化合法等。电解法具有工作效率高、工艺流程短、产品质量高的优势，但其耗电量较大，生产成本偏高，不适合企业用于大规模工业化生产双氧水，已逐渐被市场淘汰。而阴极阳极还原法是利用水和空气作为生产原料，投资成本低、节能环保，但目前这个方法也无法实现大规模生产。现在企业大规模生产双氧水的主要方法是蒽醌（EAQ）法，利用催化剂作用，2-乙基蒽醌和氢气反应生成2-乙基氢蒽醌，在一定温度压力下2-乙基氢蒽醌和氧发生氧化反应，生成2-乙基蒽醌和过氧化氢。最后经过萃取得到双氧水溶液。蒽醌法是目前国内外工业化大规模生产双氧水最主要的方法。(2)双氧水氧化尾气的形成蒽醌法双氧水的生产是利用烷基蒽醌为溶剂组成工作液，工作液在双氧水的生产系统中可以实现循环使用，提高生产的经济效益。氧化反应分离后的气即氧化尾气，其成份主要有氮气、氧气、重芳烃蒸汽和水蒸汽，其中的重芳烃蒸汽是双氧水生产中工作液的重要溶剂，现有的方法很难得到良好的回收效率，排放不能满足安全标准，工作液溶剂的消耗过高，无法避免污染大气，对环境造成不良影响。(3)双氧水氧化尾气处理方法双氧水氧化尾气处理常见的是冰机法、活性炭纤维吸附法和涡轮膨胀机法，三种方法都不能完美达到要求。因为现在国内的双氧水生产企业大都采用蒽醌法生产双氧水，氧化尾气的处理一般采用涡轮膨胀机组制冷回收重芳烃，但回收技术和处理效果并不理想，尾气的排放中仍存在大量的重芳烃，污染空气更增加了企业的资源损耗。采用活性炭纤维吸附法回收效率高，但是活性碳纤维需要定期更换，运行维护成本较高。从社会价值和企业的经济利益角度出发，双氧水生产企业适宜先利用膨胀机组制冷再结合活性炭纤维吸附法的氧化尾气混合处理方式，生产实践证明这种混合方法处理效果更好。尾气中含有的重芳烃主要成分是三甲苯异构体，三甲苯异构体排放到空气中会导致人们的中枢神经系统机能紊乱,浓度过高时还会影响人类的呼吸中枢神经系统，麻痹神经,引发身体不适，严重情况下还会引起中毒死亡。因此，实际应用中需要一种能更多的回收重芳烃、实现氧化尾气的达标排放的节能处理技术，可以解决现实中的安全环保问题，较好地促进氧化尾气的综合利用。

2.双氧水氧化尾气节能处理

(1)膨胀机组制冷处理双氧水氧化尾气采用先分离后膨胀的工艺流程，不仅压力较高时溶剂易于冷凝，冷凝分离效率高，而且避免了膨胀机组在腐蚀性介质中运行，膨胀机组只起制冷作用。改善膨胀机组的工作条件，设备使用寿命得到延长，并得到尽量低的出口温度。为使分离器的尾气进口保持在合适的温度范围之内，避免发生冷冻堵塞现象，设置温度自动控制和调节系统，保护膨胀机组在氧化尾气的合理工作情况下安全稳定运行，设备结构紧凑、工作效率高。膨胀机组连同吸附系统，安装体积小，运行稳定，操作简单方便。双氧水氧化尾气通过冷凝器，冷凝到5℃～30℃时，通入一级分离器、二级分离器以及去烃水分离器进行分离，产生的冷凝液进入去烃水分离器，回收的重芳烃可以返回生成系统，净化后的气体可达标排放。其中，所述分离器中的膜采用中空纤维复合有机材料，膜孔径为0.01um～1.0um，内径为0.1mm～1.5mm，壁厚为0.1mm～1.5mm。去烃水分离器外部连接罐体和冷凝器，罐体上设置有尾气入口和出口，回收的重芳烃可重新进入生成系统循环使用。(2)活性炭吸附脱附回收利用活性碳对重芳烃分子或分子团的吸附功能，当氧化尾气通过活性炭时，吸附介质会阻留所含的有机溶剂，从而达到净化处理尾气的效果。首先利用分子热运动原理，增加活性炭吸附体系的热能，提高被吸附的重芳烃分子的热运动能量。然后在重芳烃分子的热运动力大于活性炭的吸附力时，尾气含有的重芳烃分子摆脱吸附体系出来，完成重芳烃的脱附。尾气处理的主体设备是活性炭吸附床，活性炭吸附床内设有活性炭，设备利用新型活性炭作为吸附、脱附材料。氧化尾气通过活性炭吸附床时，尾气含有的重芳烃被吸附、脱附并回收。氧化尾气最后经科学处理后，重芳烃含量达到国家排放标准排入大气。脱附后的重芳烃可以通过水蒸气进入新一轮工序中循环使用，蒸汽进入冷凝器冷凝后，工作液溶剂和冷凝水进入分离器。利用工作液溶剂和冷凝水的比重差，实现分离溶剂和冷凝水，溶剂单独进入重芳烃贮槽中，冷凝水进入曝气槽，然后尾气经处理后放空，重芳烃气体重新回到设备循环使用。全套设备设有两个活性炭吸附装置，每个活性炭吸附装置按照提前设定的工作时间进行吸附、脱附、回收，并可以自动切换。

3.氧化尾气节能处理要点

(1)尾气在膨胀机组中冷却温度的选择在混合式节能处理工艺中，特别重要的是工艺参数，在各种工艺参数中最为重要的就是尾气在膨胀机组中的冷却温度。尾气在膨胀机组中的冷却温度需要严格控制在科学的范围内。因为双氧水氧化尾气的温度越低，排出的尾气中重芳烃饱和蒸汽压也越低。尾气的冷却温度对重芳烃饱和含量的影响，需要结合生产实际尾气的温度情况进行具体分析。在实践中，当尾气温度从5℃下降到-10℃时，重芳烃饱和含量会随着温度降低而降低，但重芳烃回收率没有显著影响。但尾气温度在45℃时，重芳烃可达到饱和状态。当尾气温度降低到5℃时，重芳烃的回收率是91.7%，温度降低到-5℃时，重芳烃的回收率可达96%，但-5℃的低温下回收重芳烃处理成本偏高，制冷耗电量会增加50%。当出口温度设置在0℃以下时，尾气中夹带的水分在后面的换热器中可能会结冰，发生阻塞气路的故障，严重时可能会对换热器造成破坏，导致尾气处理过程无法连续有效地运行。通过在实践中总结可行性经验，氧化尾气在膨胀机组的冷却温度需要控制在3℃-5℃之间最合适。(2)活性炭吸附装置和吸附量的选择尾气处理对活性炭的选择和吸附量的确定十分重要。在活性炭对双氧水氧化尾气的重芳烃回收中，活性炭吸附容量决定了最终重芳烃的吸附效果。在尾气实际处理的过程中，最大程度的提高活性炭对重芳烃的吸附容量是提高吸附效果的重要部分。总结处理的实践经验发现，在活性炭吸附装置使用前，提前对活性炭进行一些预处理措施，可以进一步提高重芳烃的吸附容量。在温度稳定在合理范围的情况下，活性炭对重芳烃的吸附量可达到整体浓度的20%，重视这个关键技术环节，进行重芳烃回收和循环使用，不仅从根本上实现了延长活性炭的使用寿命，还可以有效降低双氧水的生产成本。膨胀机组制冷和活性炭吸附相结合的处理工艺非常适合应用在蒽醌法生产双氧水技术的企业，有利于企业进一步提高经济效益。(3)重芳烃和水分的有效分离在重芳烃和水分分离的处理中要严格控制双氧水氧化尾气的温度，使其降低到分离需要的合理温度范围内，还要满足重芳烃和水分离设备的高效运行，实现二者的有效分离。氧化尾气经过膨胀机组的冷却、重芳烃和水有效分离后，尾气出口直接连接到活性炭吸附装置中，保证氧化尾气处理工序的连贯进行，严格中间处理工艺环节的技术管理，防止处理过程中设备或者工序发生意外状况导致停滞，影响冷却和分离工作的意义。温度控制得不稳定，造成分离设备不能处于最佳工作状态，严重影响到后续的工序进行，造成分离处理的无效。除了要十分重视尾气的温度控制，在实际生产处理过程中，还要特别留意温差、含水量和板式换热器的控制问题。尾气分离的温度控制是节能处理的核心技术和处理关键环节，是非常重要的控制要点。企业采用膨胀机组制冷和活性炭吸附相结合的方式回收处理双氧水氧化尾气中的重芳烃，可明显提高氧化尾气节能处理的工作效率，节省氧化尾气处理成本，显著提高企业经济效益。

4.双氧水氧化尾气节能处理效果

双氧水氧化尾气中重芳烃回收采用膨胀机组制冷和活性炭吸附相结合的处理方式，以新型活性炭为吸附材料，高效回收氧化尾气中的重芳烃，回收的重芳烃可循环利用。该方法具有重芳烃吸附效率高，吸附容量大，净化率可达95%-99%。

5.结语

以往的双氧水氧化尾气处理方法，普遍处理设备运行费用较高，工艺流程繁琐，资源消耗高，净化处理效果无法充分满足排放标准。本文双氧水氧化尾气的节能处理采取膨胀机组制冷和活性炭吸附相结合的方法，可促进重芳烃的循环利用，有效降低资源消耗，提高企业经济效益，同时能确保尾气达标排放，减少环境污染。该方法工艺流程简单，自动化程度高，运行能耗低，节能效果显著。

参考文献

[3]李大为.双氧水尾气重芳烃回收技术浅析[J].当代化工研究,2017(04).

[4]李伟.年产15万吨双氧水生产工艺技术改造[D].武汉工程大学,2017.

作者：许网 单位：连云港市工投集团利海化工有限公司