关于焦化厂含酚废气治理的探讨

房井新

(上海梅山工业民用工程设计研究院有限公司，江苏 南京　210039)

关于焦化厂含酚废气治理的探讨

房井新

(上海梅山工业民用工程设计研究院有限公司，江苏 南京210039)

【摘要】本文针对某焦化厂酚精制区域的含酚废气收集方式及现有处理方式存在的问题进行剖析，通过改造现有废气的收集方式，设计、新建一套含酚废气处理装置，有效的控制了含酚废气的无组织排放，进一步改善酚精制区域的现场环境。

【关键词】含酚废气；排气洗净塔；达标排放

引用文献格式：房井新.关于焦化厂含酚废气治理的探讨[J].环境与可持续发展，2015，40(6)：96-98.

1引言

苯酚又名石炭酸、羟基苯，是最简单的酚类有机物，一种弱酸。常温下是一种无色或白色的晶体，有特殊气味。苯酚密度比水大，常温下微溶于水，可在水中形成白色混浊。

苯酚为易燃易爆物，空气中混有3～10%的苯酚可引起爆炸，有毒。有腐蚀性，能腐蚀橡胶和合金。与碱作用生成盐。遇热、明火、氧化剂、静电可燃。

酚类化合物对一切生活个体都有毒杀作用。能使蛋白质凝固，所以有强烈的杀菌作用。其水溶液很易通过皮肤引起全身中毒；其蒸气由呼吸道吸入，对神经系统损害更大。长期吸入高浓度酚蒸汽或酚污染了的水可引起慢性积累性中毒；吸入高浓度酚蒸或酚液或大量酚液溅到皮肤上可引起急性中毒。如不及时抢救，可在三到八小时内因神经中枢麻痹而残废。慢性酚中毒常见有呕吐，腹泻、食欲不振、头晕、贫血和各种神经系病症。

2现状

某焦化厂酚精制区域包括酚蒸馏和酚装桶。其中酚蒸馏区域的废气主要有：21只原料槽、中间产品槽和产品槽在进料时产生的废气、11只密封罐(含计量槽)放散气、5台真空泵尾气、酚渣槽进料时的放散气、6只反应釜在打开人孔时产生的废气(需检修时打开)。酚装桶区域废气主要有：5台装桶机组产生的废气(同时开工2组)。

目前，酚蒸馏装置现有一套直径为DN600的填料塔排气洗净装置，采用10%的碱液循环洗涤净化的工艺。工艺原理是利用碱液中的氢氧化钠与废气中的酚反应，生成酚钠盐，达到净化废气的作用。洗涤后的碱液根据排气含酚浓度和碱液浓度，送分解装置，新鲜碱液由脱酚配碱装置进行补充。

目前排气洗净塔的工艺流程为：排气洗净塔接受的是酚蒸馏槽区、密封罐、真空泵和装桶区的排气，各种排气自上而下从不同位置入塔(含酚浓度高的排气从下部进塔，以增加洗涤时间，强化洗涤)。真空泵排气由真空泵送出，经捕雾器后，进入排气洗净塔下部；装桶区的排气，通过吸风机压送，进入排气洗净塔；酚蒸馏槽区和密封罐放散口，通过吸风机压送，进入排气洗净塔。洗净用的10% NaOH装入排气洗净塔循环槽，用循环泵压送，在洗净塔内分两段同时喷洒、洗净，塔底碱液自流入循环槽。定期更换新鲜氢氧化钠，并将废氢氧化钠送到酚盐分解装置酚钠盐槽。

3目前存在问题与不足

(1)吸风机能力小，造成酚蒸馏槽区集气罩处吸力小，废气不能有效进入集气罩。现有吸风机的风量为985m3/h，全压头为1180Pa，共有30个集气罩，平均每只集气罩风量为33m3/h，集气罩断面流速仅0.3m/s，低于储槽废气扩散的控制风速(0.5～1.0m/s)，同时由于吸风机全压头较小，而集气管阻力损失大，故储槽废气不能有效吸入集气罩。

(2)原设计仅装桶车间、真空泵尾气及部分储罐废气接入排气洗净塔。而部分未接入的储罐、酚渣槽等在生产过程中仍产生废气。本次改造拟将该区域废气产生点均接入排气洗净塔，造成原有洗净塔处理能力偏小。

(3)现有排气洗净塔碱液喷淋效果较差。现填料塔内装一段填料，填料高度为1.5m，碱液通过喷头喷洒的效果差，无液体分布装置，碱液和含酚废气在塔内的接触效果差，排出废气中仍然有较强的酚异味。

(4)酚渣槽放料废气、检修时反应釜人孔打开产生的废气未进行收集，在作业过程中产生的废气仍然影响酚蒸馏区域环境。特别是酚渣槽放料过程中产生的废气经冷却后无组织排入大气，有异味，偶有投诉现象，也影响现场工人工作环境。

鉴于该酚精制区域，排气洗净塔前引风机能力偏小，废气不能有效的进入集气罩，排气洗净塔塔径偏小，填料柱体积小，液体分布效果差，废气处理效果不佳，在酚渣槽放料和酚蒸馏釜检修过程中，排出的废气中仍然有较强的酚异味，影响大气环境质量，影响现场人员的职业健康卫生水平。为改善现场环境，提高现场人员的职业健康卫生水平，为此对酚精制区域产生的酚类废气进行治理。

4改造方案

4.1　治理方案流程

酚精制区域废气治理工艺流程具体为：酚精制区域各路废气，先通过收集管(罩)收集，进入集气总管，通过排气洗净塔洗涤后通过引风机送入烟囱排放。工艺流程简图如图1。

图1　工艺流程简图

4.2　改造内容

4.2.1排气洗净塔

针对现有酚精制区域含酚废气处理存在的问题，拟新建一套排气洗净系统，将来自各废气集气管的含酚废气经10%的NaOH溶液洗涤净化后达标排放。新鲜10%的碱液通过脱酚配碱装置进行补充，废碱液送现有馏分脱酚装置。排气洗净塔工艺流程见图1。

本工程含酚废气设计处理能力约为8600m3/h。排气洗净塔塔径为2m，塔高17m。洗净塔喷淋密度选择为8m3/m2·h，据此碱液循环泵流量选为30m3/h。塔底预留5米左右高度作为碱液槽，使碱液从塔顶喷淋到塔底的时间预留为半小时左右。碱液槽液面上方设置一套丝网除沫器，以防止碱液泡沫淹没进气口。塔顶设置一套丝网除雾器，用于捕捉废气中的液体，降低废气排放时的液体夹带量。

排气洗净塔所用填料为不锈钢(304)的孔板波纹250Y。填料分两段。喷淋碱液从碱液槽经碱液循环泵输送到排气洗净塔上段填料进行喷淋。喷淋液经过上段填料，与经下段洗涤后的含酚废气逆流接触，并和废气中的酚类物质发生化学反应，生成酚盐，以降低废气含酚浓度。流经上段填料的喷淋液，进入液体再分布器，再流向下段填料进行喷淋吸收。喷淋液进行循环喷淋，并根据废气排放含酚浓度或者循环喷淋液中NaOH浓度进行更换。

图2　排气洗净塔工艺流程图

4.2.2温水伴热系统

温水伴热系统包括：酚蒸馏伴热系统改造，将酚计量槽伴热、酚计量槽到产品槽间的工艺管道由蒸汽伴热改为温水伴热。

酚蒸馏现有伴热系统为蒸汽伴热，由于蒸汽温度太高，导致进入产品槽的介质温度过高，影响产品质量，故需将酚计量槽伴热、计量槽到产品槽放料管线的蒸汽伴热改成温水伴热。

酚蒸馏装置现有一套温水循环系统，用于酚类物料冷凝器、冷却器的冷却，并用于相关泵的冷却水。温水通过温水循环泵送出，经循环水换热器换热至45℃后，送往温水冷却各用户。温水吸收换热器热量后，进入温水回水管，再流向温水循环槽。

由于温水经塔顶冷凝器换热后温度升高，在正常开工期间能达到50～60℃，因此可利用温水回水作为温水伴热系统的热源，并利用温水回水的高位差(P塔高24.8m，现温水循环泵扬程70m)，送温水伴热管后，再进入温水循环槽循环使用。

4.2.3废气收集方式

针对上述酚类废气产生点多，结晶点低等特点，不同区域的废气采用不同的收集方式。

(1)酚蒸馏区的苯酚槽、邻甲酚槽、间甲酚槽、甲酚槽、二甲酚槽的五种产品槽目前使用氮封，对于产品槽拟利用集气管直接收集废气，同时在槽顶安装呼吸阀及压力表。根据储槽大小，选用DN80的夹套式呼吸阀。由于酚产品易凝结，故选用带夹套的保温型呼吸阀，所用蒸汽接自现有蒸汽管网。另外，由于苯酚、邻甲酚、间甲酚、二甲酚等结晶点较低，对其废气集气管道增加伴热，防止含酚废气结晶，堵塞管线。集气管总管的伴热管采用DN25无缝钢管，支管的伴热管采用紫铜管。

(2)对于14个原料槽及中间槽，拟利用集气管直接收集废气，同时在槽顶安装呼吸阀及压力表。根据储槽大小，选用DN80的夹套式呼吸阀。由于酚产品易凝结，故选用带夹套的保温型呼吸阀，所用蒸汽接自现有蒸汽管网。

(3)酚渣槽的废气先经排水槽将液体分离从下部排出后，再从排水槽上部接入集气管。

(4)对于密封罐、计量槽的放散废气直接接入集气管。

(5)酚蒸馏区的间隙蒸发釜只有在检修打开时才会产生废气，且不是同时检修，故此次改造仅将废气管道接入该处，具体集气罩与蒸发釜的连接待检修时临时匹配。同时在间歇蒸发釜的总集气管和酚蒸馏区的总集气管上各设一阀门，平时生产时，蒸馏区总集气管上阀门打开，间歇蒸发釜总集气管上阀门关闭；检修时，间歇蒸发釜总集气管上阀门打开，蒸馏区总集气管上阀门关闭，以方便切换。

(6)酚装桶区。酚装桶区的各储罐的放散废气拟利用集气管直接收集。酚装桶机组的放散废气利用集气罩收集，经集气管送入排气洗净塔。各放散点废气经集气管收集，进入排气洗净塔，用碱液洗涤净化后通过引风机送入排气筒排放。由于废气产生点多，为保证阻力平衡，在集气罩处增设手动调节阀。

4.3　主要设备选型

4.3.1排气洗净塔

尺寸(D×H×δ)：2m×17m×12mm

筒体材质：碳钢

填料高度(上、下段)：4m，4m

填料及塔内件材质：不锈钢(304)

4.3.2碱液循环泵

选用离心泵

介质：NaOH溶液

介质温度(℃)：常温

流量(m3/h)：30

扬程(m)：40

电机功率(kW)：11

数量(台)：2

工作方式：开一备一

4.3.3夹套式呼吸阀

壳体材质：304

密封件材质：PTFE

操作压力：-392～+1961Pa

口径：N80

4.3.4风机

防爆防腐离心风机

风机型号：9-19型9D

风量：8294～10171m3/h

全压：4453～4101Pa

转速：1450r/min

电机功率：22kW 380V

数量：2台

工作方式：开一备一

4.4　处理效果和目标

经处理后，排放能满足GB 16172-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》中 表5 新建企业大气污染物特别排放浓度限值要求。该工程于2013年年底调试完成投产运行。目前，各废气放散点放散的废气得到了有效收集，处理后的废气排放浓度远低于GB 16172-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》中表5新建企业大气污染物特别排放浓度限值80mg/m3，现场环境得到了极大改善。

5结论

焦化厂酚精制区域废气采取有效的收集，通过碱液洗涤处理方式，有效的控制了含酚废气的无组织放散，改善现场环境，具有很好的环境效益，切实可行。

参考文献：

[1]GB 16172-2012，炼焦化学工业污染物排放标准.

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Study on the Phenol Waste Gas Treatment of a Coking

FANG Jingxin

(Shanghai Meishan Industrial and Civil Engineering Design and Research Institute Co.，LTD，Nanjing 210039，China)

Abstract：This paper analyzed the phenol waste gas which produced in phenol refining area of the coking plant collection method and treatment problems，through reforming the existing phenol waste gas collection way，building 1 set of phenol waste gas purification treatment device，it can effectively control the unorganized emissions of the phenol waste gases，further improve the site environment of the phenol refining area.

Keywords：Phenol waste gas；Exhaust wash tower；Emissions standard

作者简介：房井新，硕士，现主要从事环保设计工作

中图分类号：X51

文献标识码：A

文章编号：1673-288X(2015)06-0096-03