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化工尾气处理方法范文1
[关键词]工业废气；氯化氢；含量；分析
中图分类号：U466 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0025-01
引言：目前，国内普遍采用硝酸银容量法、硫氰酸汞分光光度法和离子色谱法测定氯离子。其中硫氰酸汞分光光度法方法灵敏、显色液稳定、操作简便，但选择性差，且方法不易掌握；后者方法准确灵敏、选择性好、能同时测定多种阴离子，但是操作复杂，且仪器昂贵，不少地方监测站无此仪器。经过长期摸索研究出测量车间工业废气中氯化氢含量的方法。此法简单容易操作，能测定和检查工厂废气排放情况，为生产的正常运行提供信息。工业废气氯化氢同时也污染环境，对设备和建筑物都具有强烈的腐蚀性。氯化氢气体易挥发，水溶性强，不易被颗粒吸附，因而扩散性较强，能与空气任意混和，其危害范围广，对氯化氢废气的回收及治理已引起了人们的重视。2015年1月1日新的《中华人民共和国环境保护法》公布并实施，可见国家对环境保护的重视。按GB3095-2012《环境空气质量标准》，GB/T 16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与污染物采样方法》，国家对工业向大气中排放氯化氢废气含量有明确的要求。
1.关于工业废气的危害
对人体健康的危害：世界卫生组织称，2012年空气污染造成约700万人死亡（部分人死亡原因与室内/外空气污染均有关），也就是全球每八位死者中就有一位。大气污染物对人体的危害是多方面的，主要表现是呼吸道疾病与生理机能障碍，以及眼鼻等粘膜组织受到刺激而患病。
对植物的危害：大气污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等对植物的危害是十分严重的。当污染物浓度很高时，会对植物产生急性危害，使植物叶表面产生伤斑，或者直接使叶枯萎脱落；当污染物浓度不高时，会对植物产生慢性危害，使植物叶片褪绿，或者表面上看不见什么危害症状，但植物的生理机能已受到了影响，造成植物产量下降，品质变坏。
对天气和气候的影响：大气污染物对天气和气候的影响是十分显著的。
2.实验部分
2.1 主要仪器
反应管50mL三支；酸式滴定管50mL一支；碱式滴定管50mL一支；真空泵一台；气体流量计一台；移动电源插座一个。
2.2 试剂及溶液
硫酸标准滴定溶液：0.5mol/L；氢氧化钠标准滴定溶液：0.5mol/L；酚酞指示剂；甲基红―亚甲基兰混合指示剂。
2.3 实验前准备
向反应管中装入硫酸标准溶液和甲基红―亚甲基兰混合指示剂，在尾气中检测成分浓度未知的情况下，均接50.0mL硫酸标准溶液作为吸收液。三支反应管串连在一起作为接收器，第一个反应管和第三个反应管为缓冲瓶，第二个反应管为接有吸收溶液的吸收瓶。（如果尾气温度较高，可适当的在第一个缓冲瓶前增加缓冲瓶接收冷凝的液体）。
3.检测步骤
3.1 样品采集
向真空泵和气体流量计中注适量蒸馏水，在检测现场就近接通电源，检查尾气管道是否连接正常。按照尾气管道反应管流量计真空泵的顺序用橡胶管连接在一起，记下流量计的读数A1作为起始读数，开启电源开始尾气检测。完成抽气检测后，关闭真空泵开关，同时拆除连接设备的橡胶管，防止由于管道负压将吸收瓶内的吸收溶液反抽入管道。记下流量计的读数A2作为结束读数，放掉真空泵和气体流量计中的水并冲洗干净，收起移动电源线。第四是取下吸收瓶和第三个反应管洗入三角瓶中，用硫酸标准溶液来中和滴定剩余的吸收溶液。以此求得吸收溶液的耗量。
3.2 尾气中氯化氢含量的计算方法
式中：V1为氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL；
V2为中和滴定的硫酸标准滴定溶液的体积，m ；
C1为氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L；
C2为中和滴定的硫酸标准滴定溶液的浓度，mol/L；
M为氯化氢的摩尔质量36.5，g/mol；
V3为流量计记录的抽取尾气体积，L；
V3=A2-A1。
3.3 实验数据
取同一点的工业废气做样品（在生产设备、生产过程正常运行下进行），按GB/T16109-1995《车间空气中氯化氢及盐酸的硫氰酸汞分光光度测定方法》进行氯化氢含量测定，检测数据如表1。
4.讨论
检测应在生产设备、生产过程正常运行下进行，确保能真实反映各工厂尾气中氯化氢含量的排放情况。向真空泵和气体流量计中注适量蒸馏水，在检测现场就近接通电源，检查尾气管道是否连接正常。按照尾气管道流量计真空泵的顺序用橡胶管将设备连接，接通电源抽尾气2min，目的是：检查设备运行是否正常，并将尾气管道中的气体替换成烟囱中正在排放的气体，以减少检测误差。再去抽尾气管道中的气体5-10min以置换尾气管道的气体。气体流量计指针为匀速转动。第五是抽取气体至反应管指示剂变色，或在反应管指示剂没有变色的情况下抽取100-300 L尾气，控制抽气量尽量不使指示剂变色（根据尾气中待测物质含量的不同可减少或增加尾气抽取体积）。完成抽气检测后，关闭真空泵开关，同时拆除连接设备的橡胶管，防止由于管道负压将吸收瓶内的吸收溶液反抽入管道。用一根橡胶管将反应管的出口和入口连接在一起，避免空气进入。如果样品采集不能当天测量，应将样品放入冰箱二摄氏度到五摄氏度保存，保存不得超过四十八个小时。
总结：综上所述，随着我国工业化进程的加快，工业废气氯化氢给我们的健康和生存环境都带来了很大的威胁。提高环保意识、减少未处理工业氯化氢的排放、对工业排放氯化氢进行检测、完善工业废气氯化氢的治理技术和设备是防治工业废气的重要措施。本实验建立了测定工业废气中氯化氢含量的测定方法，该方法操作简便、准确、快速，可用于工厂对工业废气中氯化氢含量的测定，从而控制废气中的氯化氢含量不要超出标准排放量，适合工业生产过程中的控制。
参考文献
[1] 《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》GB/T 16157-1996.
[2] 《固定污染源废气氯化氢的测定 硝酸银容量法》 HJ 548-2009.
[3] 《空气和废气监测分析方法》（第四版增补法）.
[4] 张金凤，马艳宁，徐淼，李铭.水解氧化工艺治理制药工业有机废气的设计[J].城市环境与城市生态，2014，06：32-34.
[5] 王祥生.氯化氢的纯化方法[J].低温与特气，1983，04：20-22.
[6] 刘自珍.填料塔处理化工废气中的氯化氢制盐酸[J].氯碱工业，1990，06：47-48.
化工尾气处理方法范文2
[关键词]半焦尾气；利用；方法
中图分类号：TQ523.5 文献标识码：A 文章编号：
半焦又可以称为兰炭，其主要的特点在于燃烧的时候具有比较短的蓝色火焰，它是由褐煤、泥煤以及具有高挥发性的煤炭经过低温干馏所得到的产物，由于这些类型的煤炭在我国的储量和产量都比较大，所以其深加工一直受到相关部门的重视。但是在兰炭的生产过程中会产生半焦尾气，对其进行处理和加工利用成为了现在企业工作的热点。
一、半焦尾气利用的背景
半焦产品具有一系列突出的化学特性，例如具有高比电阻、低灰、高固定碳、低磷、低硫、高活性等比较突出的性质，在钢铁、冶金以及化工生产中得到了非常广泛的应用。在我国半焦产业已经相对形成了一个具有完备的生产技术和工艺的生产体系，由于我国具有非常广阔的煤炭资源，而且在半焦的利用上也具有比较良好的市场前景，因此半焦尾气的利用具有非常坚实的物质基础和未来。同时，半焦产业的发展，也有效的缓解了我国在无烟煤和焦炭供应方面紧张局面，也为其它资源的深加工和利用方面，提供了新的思路和方法[1]。
在我国的半焦产业中，由于我国在其发展的初期的引导不够，缺乏整体的规划和开发，企业的经营规模相对比较小，同时由于技术和政策等因素的影响，使我国的半焦产业劳动强度大，自动化生产水平不够高，存在污染严重和资源利用率低的情况。在我国以前的生产中，由于兰炭的生产规模相对比较小，因此对半焦尾气利用的重视度不高，半焦尾气都是直接的排放到空气中，造成了环境的污染和资源的浪费。对于兰炭生产企业来说，为了能够得到进一步的发展，应当走可持续发展的道路，使资源、环境、经济能够协调发展。随着我国资源消耗的增加和对环境保护的重视，对半焦尾气的利用得到了越来越多企业的重视，不仅可以产生良好的社会效益，而且还能为企业带来良好的经济效益。二、半焦尾气的利用方案分析
1.利用半焦尾气生产乙二醇、甲醇。由于半焦尾气中含有一氧化碳和氢气，因此可以考虑利用半焦尾气来生产甲醇和乙二醇，一氧化碳和氢气在化工生产中是生产甲醇的原料，可以设计如下利用半焦尾气生产甲醇的方案[2]：
此方案充分的利用了半焦尾气中的一氧化碳、氢气和甲烷气体，达到可以节约资源的目的。本生产方案中的各项生产基础都相对比较成熟，其生产装置可以借鉴利用焦炉气制造甲醇的生产设备和经验。由于半焦尾气中的氮气含量比较高，所以在生产的过程中在设备方面的投资投资比较高，和焦炉气制天然气相比，成本比较高。一氧化碳和氢气不仅可以生产甲醇，而且还可以用来生产在工业中利用率比较高的乙二醇，可以设计如下利用半焦尾气生产乙二醇的生产方案[3]：
本方案利用半焦尾气来生产乙二醇，充分的利用其中的一氧化碳和氢气，由于乙二醇具有非常好的市场，在加上生产乙二醇的各项技术都比较成熟，因此在工业生产中具有一定的生产前景。由于半焦尾气中的氮气含量比较高，所以在生产的过程中在设备方面的投资投资和资源的耗费方面比较高，和利用电石炉尾气生产乙二醇相比，成本比较高。
2.还可以利用半焦尾气来生产天然气。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，对于能源的消耗也越来越大，对应的能源价格也在不断的上升，对环境比较友好的能源逐渐得到了人们的喜爱和重视，天然气就是其中的一种。如果可以利用半焦尾气来生产天然气，不仅可以减少企业污染物的排放，达到节能减排的目的，而且生产的天然气是一种比较清洁的能源，可以实现工艺生产的二次节能减排。以半焦尾气来原料，可以通过以下方法来生产天然气[4]：
利用半焦尾气制造天然气可以充分的利用其中的CO、H2、CH4成分，此生产方案利用以前工业排放的废气来生产清洁的能源，社会意义重大。由于半焦尾气中的氮气含量比较高，所以在生产的过程中在设备方面的投资投资比较高，和焦炉气制天然气相比，成本比较高。
在半焦尾气中氮气的含量相对比较高，在大部分的化工生产中，氮气的化学性质并不活跃，氮气的存在一方面增加了生产中的操作耗费，另外一方面也增加了企业对于装置的投资，在实际的生产中可以考虑改进生产装置前端的生产工艺，减少半焦尾气中的氮气含量，可以使半焦尾气的应用得到普及和推广。可以考虑这两种生产方案：一个是通过运用固体热载体等比较先进的半焦生产工艺；另外一个是在半焦的生产中用纯氧或者富氧来代替氧气，减少或者降低半焦尾气中氮气的含量[5]。对于半焦尾气的利于来说，由于其尾气的成分比较复杂，所以使半焦尾气的净化比较困难，但是在化工生产中对原料的纯度要求比较高，如果杂质的含量超标就会对反应装置产生较大的影响。对于半焦尾气的利用来说，应当提高其净化的效率，由于其内部的杂质成分和焦炉气的成分差不多，所以其净化技术可以参考和借鉴焦炉气的方法。
三、结束语
随着半焦在化工生产中的利用越来越广泛和普及，半焦尾气的产量也将随之得到快速的增长，对于半焦尾气的利用也将逐渐得到越来越多的企业和政府的重视。半焦尾气在工业生产中有比较好的利用前景，但是由于还处在开发利用的初期，其设备和技术设施还不是足够的完善，需要企业和政府以及科研单位进行联合开发，验证半焦尾气的利用方案在工业生产中的可行性，解决半焦尾气在工业利用中的问题，提高半焦尾气在化工生产中的利用率。
【参考文献】
[1]李惠娟，赵俊学，李小明，刘军利，华建设.以干馏煤气为介质的半焦干熄焦技术研究[J].煤炭转化. 2011（01）：25-26.
[2]袁辉峰.一种宁夏煤热解及半焦气化模拟研究[D].大连理工大学，2012：45-46.
[3]王利斌，白效言，孙会青，王世宇，宫龙颖.神木煤显微组分热解半焦CO2活化特性研究[J]. 洁净煤技术. 2011（02）：31-32.
化工尾气处理方法范文3
关键词：石油化工；建设项目；环境影响评价；特点；分析
中图分类号：TQ08文献标识码： A 文章编号：
石油化工建设项目工艺复杂多变，产污环节多，除常规污染物外，不同的项目还产生其特征污染物，对大气、水资源和土地等众多环境领域产生极大的负面影响，具有较高的环境风险，因此，在工程建设前，对石油化工建设项目进行环境影响评价研究，协调经济发展也环境保护之间的关系，从而使工程发挥出更好的经济效益和环境效益。
1石油化工建设项目的主要特点
石油化工流程复杂，涉及众多污染因素，环境风险较大，只有根据自身特点，全面并突出行业特点地开展环境影响评价工作，才能快速准确地获得有效数据，提出可行的污染控制和环境风险防范措施，得出科学的环境影响评价结论。
2石油化工环境影响评价的主要方法和重点内容
2.1工程分析
工程分析是建设项目环境影响评价的核心，石油化工的工程分析必须全面、翔实。分析时不仅要对工程涉及的主体、辅助、公用工程和环保设施等的规模、组成、物料来源与去向、过程消耗和损耗等进行逐一概括性描述，并以一图一表对应出来。同时对重点装置和特征污染源还要进行专门分析，以获取准确的污染源强。采用的主要方法是依靠各单元装置及其整个工程项目的物料平衡、燃料平衡、蒸汽平衡、水平衡和硫平衡，确定各单元过程污染物排放状况，并在此基础上采用工程类比、理论计算、实测等手段合理分析、判断、校核污染源强。最终对各单元污染物按不同的性质进行系统划分，完成汇总表。
2.2硫平衡分布及对SO2的控制技术分析
石油化工中的硫主要来源于原油以及煤、天然气等燃料。进料硫总量则是根据原油性质和加工量、燃料组成和消耗总量来计算确定。工程中硫的转化则相对复杂，主要分布在汽油、煤油、柴油、液化石油气、化工产品等产品及石油焦、硫磺、尾油等副产品中；锅炉烟气、加热窑炉烟气、催化裂化烟气、硫磺回收尾气、制氢装置净化污油风罐尾气等以SO2形式排放的废气中；废水、锅炉废渣以及生产无组织排放的含硫恶臭气体中。为保证硫平衡数据的准确，整个工程的硫平衡应建立在各单元装置硫平衡分析计算的基础上完成。
石油化工中SO2，的排放浓度达标和总量的最大程度降低应是目前环境影响评价的重点，为此，控制技术评价应侧重在以下几个方面：
(1)加热燃料烟气控制。石油化工中的加热燃料主要采用工程自产的低分压气体、瓦斯以及催化裂化甩油或油浆、焦化甩油和减压渣油等燃料油，不足部分采用外购天然气；选用流化床(CFB)锅炉或拥有自备电站的石油化工多采用自产的石油焦并加入质量分数20％～30％的煤或完全的煤作燃料。为满足SO2的排放浓度达标和总量控制要求，通常采用两类控制技术，其一是采用低硫加热燃料，如天然气、脱硫后的炼厂燃料气，控制硫质量分数在3×10-5以下；依靠加工工艺的优化生产低硫燃料油，如对催化原料加氢处理，降低催化裂化进料的硫含量，使燃料油硫质量分数控制在0.5％以下。其二是对燃料燃烧后的烟气进行脱硫处理，如以含硫量较高的粉煤为燃料的电站锅炉，需要对燃烧烟气采用湿法或半湿法脱硫；对燃烧含硫焦和粉煤的CFB锅炉，则需要视焦和煤质的构成单独采用石灰石炉内脱硫或石灰石炉内脱硫一燃烧烟气二次湿法或半湿法脱硫。
(2)工艺废气控制。石油化工有组织工艺废气排放源主要是催化裂化烟气、硫磺回收装置制硫尾气和制氢装置净化污油风罐尾气，其中前两者为SO2的重点排放源。催化裂化烟气中SO的量主要取决于催化烧焦中的硫含量。控制技术的评价重点是催化原料中的硫含量能否满足低硫烧焦的要求，是否选用了先进的催化原料加氢技术，以及在催化原料中硫含量较高的情况下，是否在过程中实施了烟气脱硫措施或加入了硫转移催化剂等以满足烟气的达标排放。基于硫磺装置制硫尾气不采用先进的回收技术将无法达标这样的事实，应重点对选用的尾气回收处理技术，如溶剂吸附法、SCOT法、超级克劳斯法、低温吸附技术、尾气溶剂吸收等工艺进行处理效果和稳定性的系统分析论证。
(3)产品及副产的硫最终转移分析。应重点评述石油化工生产的产品或副产，如外供燃料油、液化汽、石油焦等的最终去向，是否存在硫的二次污染和硫污染转移等问题。
2.3“三废”污染物的处理技术分析
“三废”污染物处理技术是保证石油化工污染物达标排放和实施污染物总量控制的关键环节。环境影响评价应针对工程污染源强及其所采用的污染物控制措施，从技术的适用性、稳定处理效果的保证性方面进行可行性分析，并加以补充完善，具体落实工艺流程、选取参数和给出实施后的效果，列出工程配套的污染防治措施一览表和投资额。
(1)废水处理技术分析。对石油化工废水处理技术应重点评述以下几个方面：(a)废水的清污分流和污污分流原则的体现及合理划分，如按照高浓度含盐废水、含油废水、含硫废水、低浓度清净排水、生活污水等，或以利于废水回用和污污分治为目的的高、低浓度废水分类体系。(b)生产过程中的中水是否得到最大程度的回用，如含硫废水或气体净化水是否已作为电脱盐注水、常减压和催化裂化等装置的富气洗涤用水；延迟焦化装置洗涤水是否得到闭路循环使用；重点装置的间接加热的蒸汽凝结水得到多大比例的回收；低浓度清净排水是否用于锅炉除灰或循环水系统。(C)废水预处理及终端处理工艺、装置能力是否选择合适，达标排放或深度处理回用的可靠性是否得到保证。此外，针对石油化工的工艺调整、开停工等非正常工况下的废水是否有妥善的处理措施等。在对废水源强及处理措施的综合分析的基础上，计算出加工吨油的废水排放量，并分析它是否达到目前先进性的要求和是否有进一步降低的可能性。
化工尾气处理方法范文4
【关键词】选择性催化还原脱硝技术 低温SCR 催化剂 烟气脱硝
中图分类号： C35 文献标识码： A
前言
氮氧化物（NOx）是大气主要污染物之一，是造成酸雨和光化学烟雾的主要原因。其排放量的快速增加，将会导致一系列的城市和区域环境问题，对人体健康和生态环境构成巨大的威胁。
电力行业是国民经济的基础行业，一直以来是NOX排放大户，近年来国家已制定了更为严格的环保要求，对其排放进行严格的治理，并取得了明显的成效。但随着我国国民经济的持续增长及人口增加，以化工行业的各种炉窑等燃烧设备为代表的大气污染排放源在急剧增长，由此造成的NOx排放及污染问题也变得愈来愈严重，从而化工厂的炉窑尾气的NOx处理设备快速增加，随着2011年颁布的《火电厂大气污染物排放标准》提出更严格的NOx排放要求，目前国内许多城市特别是沿海经济发达地区很多大型化工厂炉窑尾气的NOx排放也参照此标准执行，以期达到更加令人满意的NOx治理效果。
本文重点介绍江苏某大型化工项目废气/废液焚烧炉尾气烟气脱硝装置的技术方案，并讨论SCR（Selective Catalytic Reduction）法烟气脱硝技术在工程应用中需要注意的问题，希望对以后类似工程项目的建设起到参考和借鉴作用。
1.SCR技术介绍
烟气脱硝的方法有多种，包括低氮燃烧法，选择性催化还原法（SCR），非选择性催化还原法（SNCR），电子束法，液体吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等。其中SCR法是脱硝效率最高，最为成熟的脱硝技术之一，该技术在20世纪70年代末80年代初首先由日本发展起来，之后迅速在日本、欧洲、美国等国家和地区的电站得到应用。目前在我国，SCR法也是脱硝的主流技术之一。
1.1SCR的基本原理
在催化剂作用下，向200～400度的烟气中喷入氨，将NO和NO2还原成N2和水。
化学反应方程式如下：
或
图1反应原理
1.2SCR 设备布置形式
主要有垂直布置和水平布置两种，一般在含尘量高于50mg/Nm3时采用垂直布置，其余则采用水平布置比较合理
图2 SCR 布置形式 （左：垂直式 右：水平式）
2.项目概况
江苏某化工企业需要配置一套焚烧系统处理从各化工单元产生的废气和废液，焚烧炉装置采用高温氧化焚烧处理方法，对接收的有机废气和废液进行彻底地无害化处理。焚烧产生的高温烟气经过余热锅炉、过热器和省煤器回收热量，焚烧炉烟气中含有的氮氧化物（NOx）通过余热锅炉下游的脱硝单元SCR进行脱硝，以满足业主规定的排放标准（≤100mg/Nm3）。
2.1SCR入口烟气条件
2.2性能保证
2.3工艺流程：
图3 工艺流程
2.4设备选型
2.4.1催化剂的选择：
催化剂的形式主要有：蜂窝式，板式；
图4 蜂窝式催化剂
图5 板式催化剂
其特点如下表：
因本工程燃烧的废气/废液中的含氮有机物非常高，入口烟气中的NOx浓度达到了8900mg/Nm3，而根据环保要求烟气出口排放浓度不允许超过100mg/Nm3，折算成脱硝效率达到了近99%，如此高的NOx的脱除效率对SCR中的关键设备催化剂提出了很高的要求。经过多方案的比较和评估，最后选择了巴斯夫化学公司生产的35孔蜂窝式催化剂，用量为4.95m3，其具体参数如下：
2.4.2设备布置：
根据催化剂的尺寸及业主给定的布置场地，考虑到烟气中的灰分非常低，采用较为经济的布置形式水平布置，具体规格尺寸为1700（宽）x1700（高）x7720（长）mm；烟道流速～15m/s，规格为1400（宽）x700（高）mm。
图6 设备布置
水平布置形式相对立式布置的优势：
两层催化剂之间只要考虑人及催化剂检测单位取出的空间即可，通常有1m的间距即可，若采用立式布置，则需考虑人能够直立进入检修，且催化剂支撑梁要占据一定空间，所以两层催化剂之间至少要达到2m以上，可见水平布置相对立式布置可以显著减短反应器的长度，从而节约反应器的造价。
水平布置形式只要考虑在反应器底部设置几个简单的支腿即可，而立式反应器则要考虑很大的支撑钢架及检修平台，可见水平布置形式要节约较多的支撑钢架的造价。
2.4.3流场模拟（CFD）：
催化剂要达到预期的脱硝性能，催化剂厂家对催化剂前的烟气流场有一定的要求，具体如下：
为了达到此要求，特采用计算机对流场进行了数值模拟，通过优化导流板及混合器的设计，最后使流场满足了催化剂的要求。
图7 速度云图 图8 浓度云图
图9 温度云图
2.4.4还原剂喷射装置的选择：
本工程业主提供的还原剂为25%浓度的氨水。根据工艺计算，设计工况下氨耗量为187 kg/h。因反应器入口烟道很短，所以要求喷入的氨水的粒径应尽可能小，以便能在喷入烟道后能迅速气化，并在烟气中充分扩散混合。经过多种方案的比较和评估后，最后选择了日本某厂家生产的双流体喷枪。其具体性能参数如下：
图10 氨水喷枪
2.4.5混合器的选择：
因反应器入口烟道很短（约6m），要求喷入的氨水在短时间内与烟气尽可能均匀混合，达到催化剂的流场要求，则对混合器的混合效果提出非常高的要求，因此参照某国外公司的技术，设计了双级折流板式的混合器，并通过流场模拟验证了其性能良好，能达到催化剂对流场的要求。
图11 折流板式混合器
2.5运行情况
该项目于2012年建成并投产运行，两年来运行稳定，各项指标均达到设计值，年减排NOx约800吨。
3结论
从多个SCR项目设计及运行中得出如下结论：
3.1催化剂是脱硝项目的核心，其造价可达到整个项目造价的30～40%，应根据具体的烟气条件选择最为合适的催化剂种类及体积。在含尘量不高的燃烧废气废液的化工炉窑尾气处理中应优先选择多孔数蜂窝式的催化剂，其比表面积大，单位NOx脱除所需催化剂体积小的特性将为项目的造价节约一定成本；
3.2SCR的烟气流场是决定脱硝项目能否成功的另一个重要因素，任何催化剂性能的保证都要对烟气流场提出一定的要求，而数值模拟（CFD）正是保证烟气流场的气流流动和混合均匀性的重要手段。CFD的应用对每一个SCR项目都是必要的，能够对烟气系统的优化设计提供有效的依据，从而为催化剂的充分而有效的利用，为整个脱硝项目的成功实施提供保障。
化工尾气处理方法范文5
关键词：铁钼过氧化法 甲醛 吸收单元 流程 优化
一、引言
甲醛作为一种重要的化工原料，用途十分广泛，不但可以直接用作消毒、杀菌、防腐剂，而且可以作为有机合成、合成材料、涂料、橡胶、人造板、合成树脂、表面活性剂、塑料、皮革、造纸、染料、制药、照相胶片、农药等行业的重要原料，其衍生产品主要有多聚甲醛、聚甲醛、酚醛树酯、脲醛树酯、氨基树酯、乌洛托产品及多元醇类等。生产甲醛的方法主要有低级烷烃氧化制甲醛及甲醇空气催化氧化制甲醛。低级烷烃直接氧化制甲醛是属于非选择性的氧化反应，副产物多，目前工业上大量采用的是甲醇氧化法。各种甲醛生产工艺具有不同的优缺点，铁钼过氧化法生产甲醛工艺具有转化效率高等优点，应用更为广泛[1，2]。笔者以自己所参与主持的某甲醇生产项目为例，对采用铁钼过氧化法通过甲醇生产浓度37%-55%的甲醛的生产工艺流程进行探讨，提出铁钼过氧化法生产甲醛吸收单元流程优化方法，以提高甲醛生产效率，增加企业生产效益。
二、甲醛主要生产工艺概述
甲醛是一种多用途的基本有机化工原料，可用于生产脲醛、酚醛、丁二醇、季戊四醇、多聚甲醛等多种有机化工产品。目前我国是世界上最大的甲醛生产国，也是最大的甲醛消费国。与国际先进技术相比，我国无论是在生产，还是下游产品研发方面均存在较大差距。目前，甲醛主要生产工艺有银催化剂法、铁钼催化剂法两种。
1.银催化剂法
银法工艺的历史长，以德国BASF公司技术为代表。其优点是工艺成熟，流程较短，投资少，电耗较低，热量可充分利用，单系列生产能力大；缺点是甲醇消耗较高，催化剂寿命较短，产品甲醛溶液中残留的甲醇和甲酸等杂质较多。目前世界甲醛中生产能力约70%的装置采用该生产工艺。因银的来源不同，该工艺又可分为电解银催化剂（又称为中国银法）和浮石银法；按尾气是否循环，又可分为循环工艺和非循环工艺。同时对甲醛溶液的要求不同和企业自身特点，生产工艺略有差别，最具代表性的工艺有英国ICI、日本MGC和法国煤化学生产工艺。
2.铁催化剂法
采用铁钼法生产工艺，可生产37%～55%的甲醛产品。与银法生产工艺相比，铁钼法可不设甲醇回收塔。由于采用过量空气，每摩尔甲醇蒸气需要13 mol的空气，才能保证装置的安全运行，大量的空气，使得装置的所有设备和管道与银法相比要大得多。这也是铁钼法工艺的投资比银法高得多的主要原因。对于小规模的生产装置，铁钼法的经济效益不如银法，因此铁钼法适合50kt/a以上的较大型甲醛装置。铁钼法工艺的优点是甲醇转化率可达95%～99%，甲醇消耗低、催化剂寿命长可达一年以上；副产蒸汽多，产品浓度高，可达55%～58%，产品醇含量低，可直接用于下游产品的生产，杂质较少。缺点是工艺流程较长，投资相对较大，电耗较高。目前世界上采用铁钼法的生产装置约30%，最具代表性的生产工艺是Perstorp Formox工艺和TopsΦe工艺。
三、铁钼催化法生产甲醛基本原理及主要工艺
1.反应原理
铁钼催化法生产甲醛主要发生主反应和副反应。
其中副反应3、4对主反应生成甲醛的收率有一定影响。CO2的生成主要发生在催化剂层中，是平行反应的产物；而CO和甲酸主要是脱离催化剂层后生成的，是甲醛深度氧化的连串反应产物。对CO2的抑制，尚无有效防止方法；但对脱离催化剂层后深度氧化的连串副反应，则可以通过让反应物急速冷却的方法加以控制。对于甲醇氧化制甲醛的反应，若单独以氧化钼作催化剂，反应选择性好，但转化率太低，只有Fe-Mo氧化物以适当比例制成的催化剂才能取得满意的效果。
2.工艺条件
2.1反应温度
铁-钼催化剂导热性能差，不耐高温，必须严格控制反应温度。工艺上要求操作温度比催化剂允许的最大使用温度（即制备时焙烧温度）低20～40℃，即在380℃以下操作。温度超过480℃时，催化剂活性被破坏。甲醇进料浓度对氧化温度的影响很敏感，甲醇浓度绝对值增加0.1%，反应热点温度大约升高5℃，因此要保持原料气中甲醇浓度恒定。温度较低时，甲醇的转化率较低，甲醛的收率也不高，随着温度的增加，二者均提高。在300～360℃之间，甲醛单程收率可达90%左右，但温度太高，CO收率上升，而甲醛单程收率下降，所以选择反应温度在350℃左右。
2.2 原料配比
在一定浓度范围内（3%～8%），甲醇在空气混合气中的配比对甲醛和CO收率无显著影响，但甲醇操作浓度太低，生产能力受限制。工业上通常采用在甲醇和空气混合物爆炸区下限浓度的最高值下进行安全生产，即原料中甲醇的操作浓度一般应在6%（体积）左右。氧化反应具有高空速、放热大的特点，若采用流化床反应器，可提高甲醇操作浓度，使生产能力大幅度增加。
2.3 接触时间
接触时间对产物分布的影响十分明显，如果接触时间太短，则转化率太低；随着接触时间的延长，甲醇转化率提高，甲醛收率也提高，但是副产物CO和甲酸的收率也提高，所以操作中选择不能太长的接触时间[3]。即在铁-钼催化剂上用过量空气氧化甲醇，适宜于在高空速条件下进行，常用的接触时间为0.2～0.5s。
3.工艺流程
铁钼催化甲醇空气氧化法生产甲醇的工艺流程如图1所示。甲醇与空气及循环尾气通过气化器1气化加热后进入列管式固定床反应器2。在催化剂作用下发生氧化反应，反应温度控制在300～360℃。反应气体离开反应器后经冷却器4迅速冷却，以避免副反应发生。
冷却器用水冷却反应气体，产生蒸汽供气化器用。在反应器中甲醇氧化产生的热量由管间传热介质带走，至废热锅炉产生2MPa蒸汽。传热介质利用热虹吸作用自然循环，既回收热量，又利于控制温度[4，5]。
经冷却后的反应气体进入吸收塔5，气体中甲醇被逆流而下的工艺水吸收。通过调节喷淋水量，可得到60%以下任何浓度的甲醛水溶液。吸收过程的热量和反应气体余热被吸收塔内的冷却系统带走。本法所得到的甲醛溶液通常只含0.02%以下的甲酸，无需再处理即可作为商品。吸收塔顶的未冷凝气体小部分放空，其余循环回到反应原料气中，以提高产品回收率。
四、铁钼过氧化法生产甲醛吸收单元流程优化
国内采用铁钼过氧化法生产甲醛的厂家有十余家，比如：山东德州的华鲁恒升、青岛平度、烟台万华、南通江天、浙江爱丽得、四川乐山、云南云天化、山西三维等等。笔者曾参与主持某铁钼过氧化法通过甲醇生产浓度37%-55%的甲醛项目，其吸收单元最初采用双塔流程，经多方论证，采取多种措施，对该项目进行了甲醛吸收单元流程的优化，后采用ASPEN PLUS经过模拟核算，转变效率等都有较大幅度的提高。
1.精确控制吸收塔冷却温度
在不增大吸收塔内浓度梯度的基础上，要采取有效措施，要尽可能冷却。但是这种冷却过程是当塔内的浓度呈现连续性降低时，吸收的效率才不断提高，可以在一定程度上认为两者呈非线性反比关系。但如果冷却水量过大，大于吸收甲醛量，将会导致塔内浓度升高过大，甚至会产生多聚甲醛。在工程实践中，笔者所参与项目的冷却塔上段为板式塔，其主要冷却部位位于第6块塔板至第12块塔板。下段为填料塔的冷却部位主要位于第二填料段中。提高上段板式塔冷却效果，可以通过加装冷却泵使冷却液体在相关的塔板上进行循环，进一步提高冷却效率，从而使吸收单元的吸收效果得到有效提升。
2.吸收设备及流程的优化改造
在进行流程优化改造之前，甲醛吸收塔内烟损大，导致热量损失大，转换效率低，这一过程，主要集中在甲醛从露点温度降温过程中显热与水蒸汽的冷凝过程中释放的热量没有得到有效利用。可以考虑选用热量传导性能更优越的新型冷凝塔，提高冷凝冷却及吸收的效率，从而有效降低各种物质和能源的消耗。同时，还可以考虑使用多段式吸收塔，将以前使用的双塔流程，改为单塔流程，即下段为填料塔，上段为板式塔，实现精馏与吸收的耦合运行，使得各种物质充分接触，减少过程中冷却水与水蒸汽的消耗，从而有效降低能耗，提高吸收效果。
3.优化吸收塔尾气循环工艺流程
尾气的循环利用，是降低生产成本，提高吸收能力，提高企业效益的重要手段，必须要高度重视尾气的循环利用。将吸收塔内排放的半数以上的尾气作为循环气体返回反应器，一方面，可以充分利用热量，减少热量损失，增加尾气的综合利用效率，使甲醛的吸收转化更加彻底；另一方面，可以有效降低因处理尾气而增加的生产成本。循环的尾气可与新鲜空气混合，可以高比例地提高甲醇的单程转化率。
4.流程优化效果分析
利用ASPEN PLUS模拟运行结果如图2及表1所示，尾气分离出了大部分的甲醛及氢气，对于尾气的主要成分面言，大多为惰性气体，比如：氮气等。同时还有少量的水、二氧化碳、氧气等。经过核算，优化后的结果是：氧醇摩尔比为0.38，比传统流程要降低约6个百分点；水蒸气/甲醇配比-水醇比为0.1615，比优化前的1.56降低很多。
对传统的铁钼过氧化法生产甲醛吸收单元流程进行优化改进，通过精确控制吸收塔冷却温度、对吸收设备及流程进行优化改造、优化吸收塔尾气循环工艺流程等，经过ASPEN PLUS模拟核算，以上各项优化措施，实现了甲醛的高效吸收与利用，不但降低了生产损耗，而且降低了吸收塔循环设备及原料的消耗，达到了预期的目的，对以后甲醛的生产具有较好的借鉴和指导意义。
参考文献
[1]郝吉鹏.铁钼法甲醇氧化制甲醛工艺及过程控制分析[J].化工技术与开发，2013，（03）.
[2]孙继光.电解银法与铁钼法生产甲醛工艺技术分析比较[J].化工技术与开发，2012，（05） .
[3]王允升，周齐领，朱家骅等.铁钼法甲醛工艺原料气的爆炸极限与装置的安全设计和操作[J].化工设计，2003，（03）.
[4]A.P.V.Soares，et al. Methanol selective Oxidation to Formaldehyde over Iron-Molybdate catalysts. Catalysis Reviews . 2005.
化工尾气处理方法范文6
目前我国生产甲醛的主要方法就是利用甲醇氧化法。本文将以每年生产1.5万吨甲醛的生产厂为例，介绍甲醇氧化法生产甲醛的主要工艺流程和生产过程中对环境造成的一定影响及其产生的主要污染物。
一、原料及产品简介
甲醛是一种广泛运用于化工、医药等行业的化工原料。甲醛最主要是用作生产酚醛、聚甲醛等树脂原料，还能够用于生产维尼纶、乌洛托品等化工产品，甲醛还可以用作消毒剂和防腐剂。甲醛的分子式为CH2O，机构式为HCHO，其相对分子量为30，是一种最简单的脂肪醛。甲醛常温下无色并具有强烈刺激性气味，易溶于水，可燃，在空气中易形成爆炸性混合物。
甲醛具有毒性，空气中只要含有1mg/L甲醛就会对眼鼻喉产生强烈刺激。当接触到液态甲醛时，会引起眼部烧伤和皮肤过敏。此外，通过细菌和哺乳动物的培养实验证实甲醛可使有机体发生变异。由于一直无法证明甲醛是否有致癌作用，因此国际标准规定甲醛8h工作环境允许的甲醛浓度为0.75mg/L，15min工作环境允许的甲醛浓度为2mg/L。
生产甲醛的主要原料为甲醇，甲醇的分子式为CH4O，其机构式为CH3OH，其相对分子量为32，是一种易挥发的无色液体。纯度高的甲醛带酒精气味，纯度低的甲醛散发出刺鼻气味。甲醇具有毒性，能够与水、苯等有机溶剂进行混合。甲醇和甲醛一样能够在空气中形成爆炸性混合物，因此规定了一个空气中甲醇许可浓度标准：空气中甲醇许可浓度标准表。
二、生产工艺及流程
在过量空气（甲醇蒸汽的空度控制在安全区间内，即17%）的条件下，甲醇气体与空气混合在催化剂上进行氧化反应，催化剂通常为金属氧化物，常为Fe2O3-MoO3，反应过程中放出大量热量，生成的气态甲醛经过冷却吸收后，形成浓度为37%的甲醛溶液。放出的热量被水吸收变成高温蒸汽和热水，被用于其它环节和工艺的生产，甲醛生产工艺产生的尾气中有17%的氢气，还存在一定一氧化碳和甲烷等有机成分，这些可燃性气体可以放入锅炉进行燃烧，产生的蒸汽和热量等均可以投入生产生活中使用。
CH3OH+1/2O2 HCHO+H2O
采用该工艺流程制造甲醛具有如下特点：
1.使用改工艺流程制造甲醛在整个生产过程中没有生成任何附加产品，甲醇经过蒸发、过热、过滤之后进入发生装置，经过触媒氧化反应生成甲醛，经过冷却装置冷却后，在吸收塔内被水吸收，直接成为产品。在生产过程中，产出的半成品可以与高浓度甲醛进行一定处理工艺，作为产品出售。
2.采用立式尾气锅炉。在最开始采用100kg甲醇作为开车的驱动燃料，在经过大约八小时的正常使用和生产之后，利用吸收塔将排出的尾气进行再利用，作为生产蒸汽的燃料，这样，在满足必要生产需求的前提下，还能够节约生产能源。尾气内含有的主要成分有甲醇、甲醛、甲烷等有机物，通过燃烧再利用后产生的废气主要成分为二氧化碳和水。因此，使用该种工艺流程不仅充分利用尾气作为燃料进行热供应，还能够避免直接排放尾气对环境造成的严重污染。
3.使用循环水系统。该工艺流程中用于冷却甲醛的水在完成冷却工艺之后还能够收集回收到循环水池，经过冷却后再次循环使用，充分节约利用水资源。
三、主要污染工序
目前我国通过利用甲醇氧化法生产甲醛的生产工艺已经达到较为成熟的地步，工艺流程中化学反应基本上都是在密闭容器内进行的，因此在整个生产流程中不会造成较大的污染。
1.吸收塔排出的尾气，主要还有甲醇、甲醛、甲烷等有机物，经过回收再利用排放到锅炉中进行燃烧发热。
2.对设备进行检查和维修或是添加催化剂银时少量甲醛和甲醇可能会逸出。
3.甲醇氧化法生产甲醛工艺，在生产过程中器械设备会发出噪音，产生噪声污染。
4.甲醇经过多次蒸发和过滤后，会留下一些固体残渣，如一些油状物等。
四、环境影响分析
目前我国甲醛制造工艺主要采用铁钼法，化学反应均在密闭容器内进行，并且采取了很多种环保措施，因此生产工艺过程中产生的废水废气等对环境不会造成较大的影响。当保证整个甲醛制造工艺正常进行的前提下，其对环境产生的影响主要有：
1.大气污染
利用甲醇氧化法生产甲醛工艺流程中产生的发起污染物主要有吸收塔排出的尾气（已排入锅炉进行燃烧供热）和逸出的甲醇和甲醛。对于在设备进行检查和维修或是添加催化剂银时逸出的少量甲醇和甲醛气体，可以在进行检修或添加前，用泵将设备内遗留的液体转移到贮液槽内，用水对生产过程中用到的设备和管道进行冲洗，在确保气体成分合格的前提下，再对设备进行检修或添加催化剂。利用这种方式，不仅可以保障相关人员的生命安全，还能将操作过程中对环境的污染降到最低。
2.固体废弃物
在该工艺流程中，甲醇经过多次高温蒸发会留下一些固体残渣，这些固体废弃物主要是一些有机油状物和蜡状物。这些有机残渣可以排入锅炉内进行燃烧处理，处理过后的排放物主要是二氧化碳和水，大大降低了对环境的影响。
3.废水
甲醇氧化法生产甲醛工艺流程中产生的废水主要是生产工厂内洗地用水，其中主要的污染物为固体悬浮颗粒，在经过沉淀后可以大大降低其浓度，沉淀后的废水可以用于厂区绿化工作。
五、结语
目前我国主要是利用甲醇氧化法进行甲醛的生产制造，其制造工艺流程已经相对成熟，化学反应均在密闭容器内进行，加上采用了多种环境保护措施，因此利用甲醇氧化法生产甲醛工艺过程中产生的废水废渣并不会对环境造成严重影响。
参考文献
[1]樊建明，诸林，刘瑾.甲醇合成工艺新进展[J].西南石油学院学报.2010（03）：19-21.
[2]何寿林.甲醇氧化生产甲醛装置的工艺查定及分析[J].湖北化工.2012.19（2）：37-40.
[3]戴自庚.甲醛生产[M].成都：电子科技大学出版社.2011.
