聚甲醛裝置中含醛有機(jī)廢液焚燒處理工藝開發(fā)

龍厚坤 劉杰

摘 要：本文主要開發(fā)了一種聚甲醛生產(chǎn)過程中含醛有機(jī)廢液焚燒處理工藝，主要通過高溫廢液焚燒爐、SCR反應(yīng)器、布袋除塵、濕電除塵等處理步驟，將含醛有機(jī)廢液中的甲醛、苯、非甲烷總烴、SO2、NOx顆粒物等控制在環(huán)保排放指標(biāo)允許范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞：含醛有機(jī)廢液;焚燒;SCR;濕電除塵

1 聚甲醛裝置含醛有機(jī)廢液焚燒技術(shù)

傳統(tǒng)的聚甲醛裝置含醛有機(jī)廢液焚燒裝置的工藝流程主要有：焚燒爐供應(yīng)系統(tǒng)、焚燒爐以及燃燒器（燃燒系統(tǒng)）、廢熱鍋爐及省煤器（熱量回收系統(tǒng)）和煙囪。含醛廢液經(jīng)泵及蒸汽霧化后入爐燃燒，焚燒爐內(nèi)溫度控制在850℃以上，壓力控制在微正壓或微負(fù)壓，將廢液中的有害有機(jī)物全部氧化成CO2、H2O，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過余熱鍋爐及省煤器，煙氣溫度降到160℃以下經(jīng)過引風(fēng)機(jī)增壓通過煙囪高空排放。由于原有聚甲醛焚燒裝置廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的是GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，隨著國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)GB 31571-2015《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB31572-2015《合成樹脂工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)的不斷更新，原有廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能適應(yīng)新的環(huán)保要求。針對聚甲醛裝置產(chǎn)生的有機(jī)廢液組分特點(diǎn)，本項(xiàng)目開發(fā)出一種新的聚甲醛含醛有機(jī)廢液處理工藝，該工藝流程主要有六個部分：即焚燒爐供應(yīng)系統(tǒng)、焚燒爐以及燃燒器（燃燒系統(tǒng)）、SCR反應(yīng)器、廢熱鍋爐及省煤器（熱量回收系統(tǒng)）、布袋除塵器、濕電除塵器和煙囪。該工藝技術(shù)能將聚甲醛裝置含醛有機(jī)廢液中的甲醛、苯、非甲烷總烴、SO2、NOx、顆粒物控制在國標(biāo)最低排放要求之內(nèi)。

2 聚甲醛裝置含醛有機(jī)廢液焚燒新工藝

4萬t/a聚甲醛裝置設(shè)計(jì)含醛有機(jī)廢液正常處理量350kg/h，最大處理量400kg/h。焚燒裝置的工藝流程主要包括以下部分：焚燒爐供應(yīng)系統(tǒng)、焚燒爐以及燃燒器（燃燒系統(tǒng)）、廢熱鍋爐、SCR反應(yīng)器、省煤器（熱量回收系統(tǒng)）、布袋除塵器、噴淋系統(tǒng)、濕電除塵器和煙囪。來自聚甲醛裝置的含甲醛、甲醇、甲酸甲酯等有機(jī)廢液進(jìn)入焚燒廢液儲槽，經(jīng)泵及蒸汽霧化后入爐燃燒。爐內(nèi)設(shè)置長明火（馳放氣），通過調(diào)節(jié)補(bǔ)氧空氣量，控制焚燒爐內(nèi)溫度在 1100℃以上，煙氣停留時間≥2s，根據(jù)高溫?zé)嵫趸碓瓌t，將廢液內(nèi)所含的有機(jī)物完全氧化成CO2、H2O，燃燒效率≥99.9%;燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)余熱鍋爐換熱后進(jìn)入SCR反應(yīng)器，在催化劑作用下，以氨氣為還原劑，將 NOx轉(zhuǎn)化為非污染元素分子氮（N2）。省煤器后段使用布袋除塵器，殘留的煙塵在濾袋的表面被截留。粉塵抖落到下部的集灰斗內(nèi)。經(jīng)過布袋除塵器的煙氣進(jìn)入一體式濕電除塵器及煙囪，通過下部采用大水量噴淋降溫水洗，煙氣降溫后有效去除氣溶膠;中部設(shè)置高壓靜電濕式除塵器，對噴淋塔機(jī)械除塵器過濾后殘留液滴和煙塵進(jìn)行二次捕捉、凈化;最后排至上部煙囪。

2.1 焚燒爐系統(tǒng)

煙氣停留時間，焚燒爐熱氧化室容積至42m3。 通過馳放氣助燃，點(diǎn)火器點(diǎn)火燃燒有機(jī)廢液。

2.2 SCR脫硝技術(shù)

使用氨氣作為還原劑，使用氨氣能減少氨逃逸，提升脫硝效率。氨氣作為還原劑時需要用稀釋風(fēng)稀釋，降低運(yùn)行風(fēng)險，防止噴嘴堵塞，本項(xiàng)目SCR反應(yīng)器配套一臺稀釋風(fēng)機(jī)。在一定溫度下通過催化劑的作用，還原煙氣中的NOx（NO、NO2），將NOx轉(zhuǎn)化為非污染元素分子氮（N2）在一些工程中，催化劑可以裝入鍋爐煙道、擴(kuò)展煙道、省煤器或低溫?fù)Q熱器中。

2.3 布袋除塵器

本系統(tǒng)省煤器后段使用行噴式布袋除塵器，吸附有二噁英類物質(zhì)的活性碳粉和殘留的煙塵在濾袋的表面被截留。布袋表面能為吸附提供載體，以保證較長的停留時間。布袋除塵器分割為若干風(fēng)室，通過脈沖閥定時輪流向各風(fēng)室自動通入高壓空氣進(jìn)行反吹，將截留在布袋外表面的粉塵抖落到下部的集灰斗內(nèi)?；以鼉}具有保溫密封性能，以保證里面存放的飛灰不會出現(xiàn)受潮和板結(jié)現(xiàn)象。灰渣落地溫度為 30～40℃。利用“氣力抖動”原理，將清灰過程的濾袋一次脹縮改為多次脈動沖擊，濾袋帶有高頻低幅的振動，大大提高了清灰效果。當(dāng)系統(tǒng)某分室執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障或?yàn)V袋出現(xiàn)破損需要更換時，只要將某分室分量調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，打開檢修門將室內(nèi)有害氣體抽盡后，再手動指令關(guān)閉凈化氣出口閥，這一分室就脫離了除塵系統(tǒng)。布袋頂部設(shè)計(jì)斗式無間隙上花板裝置，保證花孔板上無積灰。

2.4 濕電除塵及煙囪

經(jīng)過布袋除塵器的廢氣中顆粒物含量約30mg/m3，需要進(jìn)一步處理。主要處理方式是將廢氣引入濕電除塵噴淋塔內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步除塵。塔體分為上中下結(jié)構(gòu)，下部采用大水量噴淋降溫水洗，煙氣降溫后有效去除氣溶膠;中部設(shè)置高壓靜電濕式除塵器，對噴淋塔機(jī)械除塵器過濾后殘留液滴和煙塵進(jìn)行二次捕捉、凈化;上部設(shè)置煙囪。高壓靜電濕式除塵器設(shè)置在噴淋塔上部，是利用高壓脈沖直流電、電場驅(qū)動煙氣內(nèi)微細(xì)煙塵，使其加速沉降于陽極表面，以除去煙氣中的塵粒，是對吸收塔機(jī)械除塵器過濾后殘留的液滴和煙塵進(jìn)行二次捕捉、凈化的設(shè)備。將0～80千伏（可調(diào)）的高壓脈沖直流電引入器內(nèi)，使懸掛在器內(nèi)的電暈極不斷發(fā)射出電子，把電極間部分氣體電離成正負(fù)離子，粉塵等顆粒碰到離子而荷電，按照同性相斥、異性相吸的原理，荷電后的塵粒各自向電極性相反的方向移動，正離子向電暈極移動，而電子和負(fù)離子則移向沉淀電極。分散在氣體中的塵與帶負(fù)電離子相碰撞而荷電，在電場的作用下，帶電塵顆粒移向沉淀極內(nèi)壁上，靠自重順壁而下，落入電除塵器以下的收塵裝置中并與漿液混合，使排放煙氣得到凈化。

3 含醛有機(jī)廢液焚燒新工藝效果

3.1 含醛廢液組分及操作條件

本項(xiàng)目試驗(yàn)所用原料為4萬t/a聚甲醛裝置生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含醛有機(jī)廢液，具體組分含量見表1，操作條件：焚燒爐溫度1100℃，廢氣停留時間≥2S。

3.2 樣品前后對比數(shù)據(jù)

依據(jù)GB31572-2015-合成樹脂工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、DB37/2801.6-2018揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn) 第6部分：有機(jī)化工行業(yè)》、《山東省區(qū)域性大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB37/2376-2013）

通過表2新舊廢液焚燒處理工藝對比數(shù)據(jù)，可以看出，采用新工藝后，排放廢氣中VOCs、甲醛、甲醇、苯、SO2、NOx、顆粒物含量遠(yuǎn)低于國標(biāo)限值要求，燃燒效率≥99.9%。

4 結(jié)論

區(qū)別于傳統(tǒng)的聚甲醛裝置有機(jī)廢液焚燒爐，新型廢液焚燒系統(tǒng)在增加了SCR脫硝工藝、布袋除塵及濕電除塵二步法顆粒物處理工藝后，含醛有機(jī)廢液處理效率提高至99.9%以上，的甲醛、甲醇、苯、SO2、NOx、顆粒物等遠(yuǎn)低于國家及地方環(huán)保排放要求。同時，也開辟了新型有機(jī)廢液焚燒處理工藝路線，有利于我國環(huán)保工業(yè)的發(fā)展。

作者簡介：

龍厚坤（1984- ），男，山東滕州人，工程師，主要從事化工生產(chǎn)技術(shù)管理工作。