焦化廠含萘廢氣治理

房井新，張仁鵬

（1.上海梅山工業(yè)民用工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，南京 210039；2.上海梅山鋼鐵股份有限公司，南京 210039）

焦化廠含萘廢氣治理

房井新1，張仁鵬2

（1.上海梅山工業(yè)民用工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，南京 210039；2.上海梅山鋼鐵股份有限公司，南京 210039）

焦化廠工業(yè)萘產(chǎn)品槽區(qū)域存在含萘廢氣無(wú)組織放散問(wèn)題，通過(guò)實(shí)例表明新設(shè)計(jì)的含萘廢氣處理凈化回收裝置，可有效控制含萘廢氣的無(wú)組織放散，改善工業(yè)萘產(chǎn)品槽區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

含萘廢氣；換熱器；袋式除塵器；達(dá)標(biāo)排放

1 引言

萘，又稱并萘，是一種無(wú)色有光澤的片狀結(jié)晶。不溶于水，易升華，能隨水蒸汽揮發(fā)，有特殊氣味，是工業(yè)上最重要的稠環(huán)芳烴，可用于生產(chǎn)苯酐、染料的中間體、橡膠助劑和殺蟲(chóng)劑等?？諝庵凶罡咴试S濃度標(biāo)準(zhǔn)為10ppm。根據(jù)純度不同，萘可分為工業(yè)萘和精萘。工業(yè)萘的純度一般約為96%，工業(yè)萘進(jìn)一步提純脫除雜質(zhì)及脫硫后，可得到高純度的精萘。

從煤焦油中分離出來(lái)的萘稱之為焦油萘。在高溫煤焦油中萘占8%～12%。從焦油精餾塔側(cè)線切取出溫度區(qū)間為210℃～230℃的萘油餾分，經(jīng)過(guò)洗滌脫酚，再精餾分離輕組分，便可得到凝固點(diǎn)為78℃、純度為96%的工業(yè)萘。

工業(yè)萘中含雜質(zhì)硫茚（1%～3%）、甲基萘（1%～2%）及少量茚、焦油堿和焦油酸。工業(yè)萘是化學(xué)工業(yè)中一種很重要的原料，其主要由煤焦油進(jìn)一步加工分離制取，其在煤焦油中相對(duì)含量較高，在我國(guó)煤焦油中的含量可達(dá)到8%～12%，是焦油加工的重要產(chǎn)品。工業(yè)萘為白色或微黃晶體，有強(qiáng)烈的氣味，溶于醚、甲醇、無(wú)水乙醇、氯仿等，常溫下能升華，與空氣混合能形成爆炸性混合物，屬易燃固體，分子量128，密度1.162g/cm3，沸點(diǎn)218℃，熔點(diǎn)80.2℃，閃點(diǎn)78.9℃，爆炸極限0.9%～5.19%，自燃點(diǎn)690℃，折射率1.58218。

2 工業(yè)萘區(qū)域現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

萘在遠(yuǎn)低于沸點(diǎn)溫度下，就具有很大的蒸氣壓，因而在加熱時(shí)，固體萘能夠不經(jīng)過(guò)液態(tài)直接變?yōu)檩琳魵?，而萘蒸氣在冷卻時(shí)又可不經(jīng)過(guò)液態(tài)而直接轉(zhuǎn)變?yōu)殂y白色固體。因此，固體和液體萘均能以這種形式轉(zhuǎn)變?yōu)檩练蹓m。萘粉塵的主要散發(fā)點(diǎn)有：萘的貯槽、萘的成型設(shè)備等。

某焦化廠的工業(yè)萘產(chǎn)品槽區(qū)域包括6個(gè)工業(yè)萘儲(chǔ)槽、液萘發(fā)貨裝置和萘結(jié)片系統(tǒng)，廢氣源主要有：6個(gè)工業(yè)萘槽的放散氣（2個(gè)工業(yè)萘高置槽、3個(gè)工業(yè)萘產(chǎn)品槽、油配裝置區(qū)1個(gè)3000m3工業(yè)萘大槽）、液萘發(fā)貨產(chǎn)生的廢氣、萘結(jié)片機(jī)組產(chǎn)生的廢氣。工業(yè)萘高置槽、工業(yè)萘產(chǎn)品槽、工業(yè)萘大槽、液萘發(fā)貨、萘結(jié)片機(jī)組產(chǎn)生的萘揮發(fā)廢氣，屬于非甲烷總烴。

萘結(jié)片機(jī)組產(chǎn)生的廢氣有一套布袋式捕集裝置，主要是將萘結(jié)片生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的升華萘通過(guò)排風(fēng)機(jī)抽入脈沖袋式除塵器，升華萘被布袋捕集回收，尾氣經(jīng)消聲器

由煙囪外排。目前運(yùn)行效果良好，但6個(gè)工業(yè)萘儲(chǔ)槽、液萘發(fā)貨產(chǎn)生的廢氣沒(méi)有收集裝置和設(shè)施，產(chǎn)生的廢氣無(wú)組織排放，嚴(yán)重影響了環(huán)境。工業(yè)萘產(chǎn)品槽區(qū)域廢氣主要存在如下問(wèn)題：1）工業(yè)萘槽無(wú)廢氣處理設(shè)施，升華萘容易通過(guò)槽頂取樣口、放散口逸出，影響環(huán)境；2）工業(yè)萘槽收送料前后均采用蒸氣吹掃，吹掃作業(yè)會(huì)造成槽內(nèi)升華萘從槽頂逸出，影響環(huán)境；3）液萘發(fā)貨產(chǎn)生的廢氣未經(jīng)處理無(wú)組織排放，影響大氣環(huán)境。

3 改造方案

3.1 方案選擇

萘在遠(yuǎn)低于沸點(diǎn)的溫度下，就具有很大的蒸氣壓，因而在加熱時(shí)，固體萘能不經(jīng)過(guò)液態(tài)直接變?yōu)檩琳魵?，而萘蒸氣在冷卻時(shí)又不可經(jīng)過(guò)液態(tài)而直接轉(zhuǎn)變?yōu)殂y白色固體。因此，固體和液體萘均能以這種形式轉(zhuǎn)變?yōu)檩练蹓m。該區(qū)域萘粉塵的主要散發(fā)點(diǎn)為萘的貯槽、萘的成型設(shè)備等。

工業(yè)萘產(chǎn)品槽區(qū)域的主要廢氣為含萘氣體，且萘在常溫下會(huì)結(jié)晶析出呈固態(tài)。結(jié)合現(xiàn)有萘結(jié)片裝置廢氣處理的成功經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)的供輔設(shè)施，考慮在工業(yè)萘高置槽、工業(yè)萘產(chǎn)品槽、工業(yè)萘大槽的放散管連接管道，在液萘發(fā)料處增設(shè)集氣罩，含萘廢氣被收集后進(jìn)入換熱器冷卻，固態(tài)工業(yè)萘通過(guò)換熱器收集，含萘廢氣經(jīng)布袋除塵器凈化后通過(guò)煙囪排放。經(jīng)處理后，排放滿足《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16172-2012）。

3.2 工藝流程

萘結(jié)片裝置工業(yè)萘槽及液萘發(fā)貨產(chǎn)生的含萘廢氣，在引風(fēng)機(jī)的作用下，進(jìn)入集氣管，集中后經(jīng)立式換熱器處理，部分液態(tài)萘流出換熱系統(tǒng)，收集至萘收集槽集中處理；另外部分萘廢氣通過(guò)袋式除塵器捕集凈化，萘被收集后送至萘收集槽集中處理，氣體則通過(guò)引風(fēng)機(jī)送入煙囪高空排放（見(jiàn)下圖）。

工藝流程圖

3.3 主要設(shè)備選型

根據(jù)各儲(chǔ)槽呼出的廢氣量及液萘發(fā)貨口發(fā)散量，核算總廢氣量約5000m3/h。為此新建1套換熱器，1套除塵器及相應(yīng)的風(fēng)機(jī)、排氣筒等。各儲(chǔ)槽的放散廢氣擬利用集氣管直接從現(xiàn)有放散管上接取，同時(shí)在槽頂安裝呼吸閥（現(xiàn)已有呼吸閥的除外），以保證儲(chǔ)槽抽氣時(shí)的安全。同時(shí)由于該區(qū)域的發(fā)料臂為簡(jiǎn)易可伸縮發(fā)料臂，考慮新增廢氣收集罩。同時(shí)，為保證阻力平衡，在廢氣收集處增設(shè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

3.3.1 換熱器

換熱器選用管殼立式換熱器1套，TS管殼式換熱器，總傳熱面積（以管中心徑計(jì)）：110m2。參數(shù)如下表。

換熱器參數(shù)表

3.3.2 袋式除塵器

除塵器選用脈沖袋式除塵器1套，處理風(fēng)量5 0 0 0 m3/h，濾袋規(guī)格φ160×2600mm，濾袋數(shù)量41條，過(guò)濾面積54m2，采用脈沖反吹系統(tǒng)，反吹介質(zhì)采用氮?dú)狻?/p>

3.3.3 風(fēng)機(jī)

新增2臺(tái)防爆防腐離心風(fēng)機(jī)（1用1備）。風(fēng)機(jī)型號(hào)NFB102. No.5D，配套電機(jī)YBX160M2-2，風(fēng)量4293～6349m3/h，全壓6035～5381Pa，轉(zhuǎn)速2900r/min，電機(jī)功率15kW。

3.4 溫水循環(huán)系統(tǒng)

為冷卻含萘廢氣，新建1套溫水循環(huán)系統(tǒng)（新建溫水槽1座），為換熱器提供冷卻介質(zhì)。

循環(huán)水采用除鹽水，補(bǔ)水利用現(xiàn)有蒸氣冷凝水，溫水槽加熱采用蒸氣直接加熱；換熱器外部冷卻水采用現(xiàn)有循環(huán)水系統(tǒng)，換熱器換熱面積4.5m2，循環(huán)泵流量12m3/h，揚(yáng)程30m。溫水系統(tǒng)含：溫水槽1臺(tái)，采用蒸氣直接加熱，設(shè)計(jì)溫度70℃，蒸氣采用現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制，溫水槽自帶溫度及液位顯示；溫水泵2臺(tái)，1用1備、自切互投，超低液位自動(dòng)停泵；螺旋板換熱器1臺(tái)。溫水（除鹽水）供水量：Q = 12m3/h，H = 30m，t = 70℃；循環(huán)水需水量：Q = 15m3/h，H = 30m，t ≤35℃。

3.5 氮?dú)饧罢魵?/p>

新建袋式除塵系統(tǒng)中的袋式除塵器反吹用氮?dú)饨幼怨I(yè)萘產(chǎn)品槽區(qū)域現(xiàn)有的氮?dú)饪偣堋４匠龎m器前的所有含萘廢氣管道均需做內(nèi)伴熱、外伴熱和保溫，管殼式換熱器做保溫。保溫管道在法蘭和閥門(mén)等位置采用可拆卸保溫結(jié)構(gòu)。溫水槽、換熱器下部的萘收集槽和防爆除塵器下部的萘收集槽需設(shè)置蒸氣管道，用于吹掃。

4 處理效果和目標(biāo)

經(jīng)凈化后的廢氣排放指標(biāo)符合《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16172-2012）。

5 結(jié)論

焦化廠工業(yè)萘產(chǎn)品槽產(chǎn)生的含萘廢氣通過(guò)收集，采用換熱冷卻過(guò)濾的處理方式，可有效控制含萘廢氣的無(wú)組織放散，改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境；通過(guò)換熱，廢氣中的工業(yè)萘結(jié)晶，可回收工業(yè)萘固體，使資源得到有效回收。通過(guò)此種方式處理含萘廢氣，具有很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，值得推廣。

[1] GB 16172-2012．煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S]．

[2] 王純，張殿?。畯U氣處理工程技術(shù)手冊(cè)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012．

Naphthalene-contained Waste Gas Control in A Certain Coking Plant

FANG Jing-xin, ZHANG Ren-peng

X701

A

1006-5377（2016）11-0055-03