丙烯酸及酯的废气处理

金丰富

摘要：本文介绍了丙烯酸及酯的废气处理的催化燃烧方法,通过此方法可以从根本解决废气的污染问题。

关键词：丙烯酸及酯 废气处理 催化焚烧

大气污染是我国目前最突出的环境问题之一,有机废气（挥发性有机化合物Volatile Organic Compound简称VOC）是大气环境主要污染源之一。由于它的毒性大,对人体健康的危害十分严重,尤其是苯类和多环芳烃,它们侵犯人的神经、呼吸、血液和生育系统,轻则使人头昏、眩晕、恶心,重则导致再生障碍性贫血、白血病、致癌危及生命,故迫切需要治理。

目前在有机废气治理上常用吸附法、催化燃烧法、吸附法、吸收法、焚烧法、化学洗涤法、生物法等。由于丙烯酸及酯是恶臭性气体，而且挥发性较强，在考虑了治理效果和成本后我们采用了蓄热式催化燃烧装置。

蓄热式催化燃烧装置由催化燃烧器、过滤器、阻火器、控制阀门、风机、管道和电控箱等组成。本装置结构新颖,技术先进,净化性能优良 ,净化率为96～99.9%。同时由于采用蓄热式换热器,其换热效率在95%以上,运行能耗和运行费用低,VOC浓度为1000-1500mg/m3时,即可自热平衡(无耗运行),总平均能耗≤0.002kW/m3,远低于现有各种燃烧治理法(TO,CO,RTO)的能耗,甚至低于吸、脱附催化法的能耗。本装置的控制系统采用PLC、触摸屏、变频器和优质品牌的电气元件,性能优良,控制全自动化,智能化,操作方便,同时设置手动控制系统,以备检查和调节之用。

本装置的主机是催化燃烧器,利用催化剂使废气中的有毒物质(HC化合物)氧化为无毒的CO2和H2O,其转化规律符合下列化学反应方程式:

4CmHn+(4m+n)O2→4mCO2+2nH2O+Q

通常,VOC完全氧化(直接燃烧或热力燃烧)需要较高的温度和较长的停留时间,以苯为例,如果没有催化剂,要达到完全氧化的目的,其温度需在760～800℃以上,且停留时间至少需1～2s,在催化剂的参与下,完全氧化温度和停留时间显著下降,仅需280～320℃和0.1～0.2s,有些难治理的VOC,例如多环芳烃、含树脂微粒的废气以及已形成气熔胶的有机物等,一般也只要450～550℃或稍高一些温度就能完全氧化。充分显示催化燃烧法的优越性。目前市场上有3个系列的贵金属催化剂：金属蜂窝贵金属催化剂、陶瓷蜂窝贵金属催化剂、陶瓷球型贵金属催化剂。由于金属蜂窝贵金属催化剂与球型催化剂和陶瓷催化剂相比，具有活性高、机械强度高、热稳定性好、压降小、易于清洗、使用寿命长等特点，已在石油化工领域广泛应用。所以本装置采用贵金属蜂窝贵陶瓷催化剂；催化剂横截面孔密度：400目/平方英寸；催化剂压降：240mmH2O

废气蓄热催化焚烧装置，废气经蓄热室预热到300℃左右，进入燃烧室充分燃烧，产生的烟气进入另一组蓄热室，与蓄热陶瓷填料进行换热后排放到大气。本焚烧装置共设三个蓄热室，定期自动轮流切换。(见上图)

常运行时，一个完整的焚烧周期流程如下：

2000m3/h的含有1000～1500mg/m3丙烯酸及酯废气首先经过旋风分离器去除废气中的有机物液滴，然后进入蓄热室1预热到300℃左右，预热后的废气进入催化层，废气中所含有机物充分分解燃烧，当废气浓度较低时，通过电加热装置使燃烧温度维持在350℃～400℃，产生的烟气进入蓄热室3放热。放热后的烟气由引风机经烟囱排放到大气中去。在引风机出口，通过反吹风机抽取部分烟气到蓄热室2进行吹扫，排除蓄热室2中残留的废气。切换时间到达后，通过自动控制装置，打开蓄热室2的排烟气阀门，同时关闭蓄热室3的排烟气阀门，再打开蓄热室3的废气进口阀门，关闭蓄热室1的废气进口阀门，打开蓄热室1的废气吹扫阀门，一定时间后关闭蓄热室1的废气吹扫阀门。◆

丙烯酸及酯废气经过催化燃烧后，经20米的烟囱排放,其所产生烟气达GB16297-1996 《大气污染物综合控制标准》标准。燃烧效率：≥99.9%；焚毁去除率：≥99.99%。◆

作者单位：浙江卫星控股集团研究中心