本發(fā)明屬于廢氣處理領(lǐng)域，具體涉及一種含二氧化硫的工業(yè)廢氣的處理系統(tǒng)和處理方法。
背景技術(shù)：
連二亞硫酸鈉生產(chǎn)工藝為間歇式生產(chǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量尾氣(連二亞硫酸鈉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的酸洗堿洗處理前的氣體稱為尾氣，酸洗堿洗處理后的氣體稱為廢氣)，并且尾氣量與濃度隨時(shí)變化，如在合成初期由于壓料，尾氣量大，且含有大量的氮?dú)饧吧倭康募状?，中期主要有甲醇，二氧化硫、二氧化碳、甲酸甲酯及微量的甲硫醇等反?yīng)中存在的氣體，反應(yīng)中后期由于反應(yīng)劇烈，壓力上升快，尾氣放空量大，主要是甲醇，二氧化碳等氣體，而在干燥過(guò)程中的尾氣主要為甲醇及氮?dú)狻Ｒ虼诉B二亞硫酸鈉生產(chǎn)過(guò)程中各工序單元疊加產(chǎn)生的尾氣排放量不均勻，組分變化波動(dòng)大。
現(xiàn)有連二亞硫酸鈉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的尾氣采用醇洗和堿洗回收其中的甲醇及二氧化硫等氣體，尾氣首先經(jīng)過(guò)醇洗，通過(guò)低溫甲醇吸收尾氣中的甲醇、甲酸甲酯、二氧化硫，后通過(guò)二級(jí)堿洗，采用液堿中和其中的酸性氣體，如二氧化硫與二氧化碳等。其中的氮?dú)饧拔幢煌耆盏奈⒘拷M分如甲醇、甲硫醇等作為廢氣放空。
現(xiàn)有技術(shù)的不足之處包括：一是經(jīng)過(guò)醇洗及堿洗后雖能吸收連二亞硫酸鈉生產(chǎn)過(guò)程中的尾氣大部分化學(xué)組分，但存在在連二亞硫酸鈉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的儲(chǔ)如甲硫醇等極微量氣體不能被吸收，該物質(zhì)具有低閾值刺激性臭味，影響周邊環(huán)境。二是在吸收過(guò)程中醇洗液及堿洗液溫度及濃度變化，隨著吸收過(guò)程的發(fā)展，吸收液溫度變高，吸收液飽和，這時(shí)吸收速率變低，尾氣經(jīng)過(guò)吸收液吸收后，仍有部分甲醇及二氧化硫等有異味，刺激性組分未被吸收而被放空到大氣中污染環(huán)境。三是連二亞硫酸鈉生產(chǎn)工藝為間歇式生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)過(guò)程中的尾氣量不均衡，易造成短時(shí)間內(nèi)尾氣量過(guò)大，經(jīng)過(guò)醇洗及堿洗時(shí)，來(lái)不時(shí)吸收，而被放空。四是為確保連二亞硫酸鈉生產(chǎn)過(guò)程的廢氣符合大氣排放標(biāo)準(zhǔn)，需大量的醇洗及堿洗液，這部分洗液飽和后需要處理，增大廢液處理量，相應(yīng)地增加連二亞硫酸鈉生產(chǎn)成本。
因尾氣排放量不均勻，組分變化波動(dòng)大而導(dǎo)致的吸收液有失效期限無(wú)法判斷，并且在吸收液到接近飽和時(shí)，對(duì)尾氣的吸收能力大大降低，因此易造成吸收液失效或吸收能力不足導(dǎo)致排放的廢氣不符合大氣排放標(biāo)準(zhǔn)。連二亞硫酸鈉生產(chǎn)過(guò)程中還產(chǎn)生的儲(chǔ)如甲硫醇等極微量低閾值刺激性臭味氣體無(wú)法通過(guò)醇洗及堿洗去除，廢氣仍然影響周邊環(huán)境。
因此需要尋找一種技術(shù)方法去除廢氣中甲硫醇，并且能處理在醇洗及堿洗過(guò)程中吸收劑飽和或接近飽和時(shí)，排放的廢氣中所夾帶的諸如甲醇等物質(zhì)。目前針對(duì)類似物質(zhì)處理的技術(shù)有化學(xué)氧化法、微波氧化法及等離子法等，但針對(duì)連二亞硫酸鈉生產(chǎn)過(guò)程中的廢氣處理因濃度波動(dòng)大，都未實(shí)現(xiàn)成功應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)本領(lǐng)域存在的不足之處，本發(fā)明的目的是提出一種連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣的處理系統(tǒng)。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提出一種連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣的處理方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的的技術(shù)方案為：
一種連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣的處理系統(tǒng)，包括蓄熱式熱氧化器、反抽風(fēng)機(jī)、煙囪和激冷器，
所述蓄熱式熱氧化器包括三個(gè)并列的蓄熱室和位于蓄熱室上方的貫通的熱氧化室，每個(gè)蓄熱室內(nèi)均填充有蓄熱陶瓷，所述連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣總管通過(guò)三條廢氣支路進(jìn)入各蓄熱室底部，所述廢氣支路上設(shè)置有廢氣進(jìn)氣閥門(mén)；所述各蓄熱室底部還連接有廢氣吹掃管路，所述廢氣吹掃管路上設(shè)置有廢氣吹掃閥門(mén)和反抽風(fēng)機(jī)，所述廢氣吹掃管路連接于所述連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣總管；
所述各蓄熱室均通過(guò)煙氣管道連接于所述煙囪，在所述煙氣管道上設(shè)置有激冷器。
其中，按照廢氣進(jìn)入蓄熱式熱氧化器的方向，所述連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣總管上順次設(shè)置有靜態(tài)混合器和阻火器，所述廢氣吹掃管路連接于所述連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣總管的阻火器之后。
進(jìn)一步地，所述靜態(tài)混合器上設(shè)置有空氣管路旁通。該旁通可以是一個(gè)閥門(mén)或風(fēng)板。
其中，所述熱氧化室設(shè)置有燃燒器，所述燃燒器連接有天然氣管路和助燃空氣管路。
優(yōu)選地，所述各蓄熱室通過(guò)各煙氣支路管道連接于所述煙囪，各煙氣支路管道上均設(shè)置有煙氣排放閥門(mén)。
本發(fā)明還提出一種連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣的處理方法，采用所述的處理系統(tǒng)，處理過(guò)程為：
連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣通過(guò)廢氣總管和廢氣支路進(jìn)入所述蓄熱式熱氧化器，首先經(jīng)過(guò)所述蓄熱室、被加熱至700±20℃，然后在熱氧化室內(nèi)，在900～1000℃下氧化分解，高溫?zé)煔馀c蓄熱室內(nèi)的蓄熱陶瓷進(jìn)行熱交換，然后通過(guò)煙囪排放。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案為，連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣通過(guò)總管和一條廢氣支路進(jìn)入一個(gè)蓄熱室底部，另外二個(gè)蓄熱室，一個(gè)進(jìn)行煙氣換熱和排出，一個(gè)進(jìn)行廢氣吹掃操作。
其中，所述廢氣吹掃操作是用反抽風(fēng)機(jī)將蓄熱室內(nèi)的廢氣抽出，送至連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣總管，再進(jìn)入所述蓄熱式熱氧化器內(nèi)氧化分解。
其中，所述熱氧化室在點(diǎn)火時(shí)，通入天然氣和助燃空氣以開(kāi)始燃燒，所述熱氧化室在氧化廢氣過(guò)程中，溫度降至900以下時(shí)，則通入天然氣以輔助燃燒提溫。
所述的連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣的處理方法，對(duì)煙氣管道內(nèi)的煙氣溫度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)煙氣溫度超過(guò)150℃時(shí)，則用激冷器對(duì)煙氣進(jìn)行降溫，所述激冷器內(nèi)的冷卻介質(zhì)為工業(yè)水。
本發(fā)明的有益效果在于：
1、本發(fā)明提出的連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣的處理系統(tǒng)，采用廢氣蓄熱式熱氧化裝置，廢氣其中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，使廢氣中的有機(jī)物質(zhì)徹底分解銷毀。
2、最大限度地回收熱能降低能耗，減少助燃燃料的消耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本。
3、本系統(tǒng)操作彈性大，滿足了連二亞硫酸鈉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣量不均勻，濃度波動(dòng)大的工況。
采用本發(fā)明的連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣的處理方法，進(jìn)一步處理了在連二亞硫酸鈉生產(chǎn)運(yùn)行工況條件下產(chǎn)生的經(jīng)過(guò)醇洗堿洗后，仍含有不能去除和不能及時(shí)完全吸收的甲硫醇、甲醇等組分的廢氣，將廢氣中的碳、氫、硫完全地轉(zhuǎn)變?yōu)閏o2、h2o、so2等物質(zhì)，經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放，并能滿足生產(chǎn)負(fù)荷的波動(dòng)，節(jié)約能源，降低了生產(chǎn)成本。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣的處理系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
圖中，1為燃燒器，2為空氣風(fēng)機(jī)，3為熱氧化室，401為蓄熱室a，402為蓄熱室b，403為蓄熱室c，501為蓄熱室a廢氣進(jìn)氣閥門(mén)，502為蓄熱室b廢氣進(jìn)氣閥門(mén)502，503為蓄熱室c廢氣進(jìn)氣閥門(mén)，601為蓄熱室a煙氣排放閥門(mén)，602為蓄熱室b煙氣排放閥門(mén)，603為蓄熱室c煙氣排放閥門(mén)，701為蓄熱室a廢氣吹掃閥門(mén)，702為蓄熱室b廢氣吹掃閥門(mén)，703為蓄熱室c廢氣吹掃閥門(mén)，704為反抽風(fēng)機(jī)，8為廢氣總管，801為廢氣風(fēng)機(jī)，802為靜態(tài)混合器，803為阻火器，9為激冷器，10為煙囪，1001為檢測(cè)口。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)以以下實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中使用的手段，如無(wú)特別說(shuō)明，均使用本領(lǐng)域常規(guī)的手段。
實(shí)施例1：
參見(jiàn)圖1，一種連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣的處理系統(tǒng)，包括阻火器803、靜態(tài)混合器802、廢氣風(fēng)機(jī)801、蓄熱式熱氧化器、反抽風(fēng)機(jī)704、煙囪10和激冷器9，
所述蓄熱式熱氧化器包括蓄熱室a401、蓄熱室b402、蓄熱室c403三個(gè)并列的蓄熱室和位于蓄熱室上方的貫通的熱氧化室3，每個(gè)蓄熱室內(nèi)均填充有蓄熱陶瓷，所述連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣總管通過(guò)三條廢氣支路進(jìn)入各蓄熱室底部，所述廢氣支路上設(shè)置有廢氣進(jìn)氣閥門(mén)；所述各蓄熱室底部還連接有廢氣吹掃管路，所述廢氣吹掃管路上設(shè)置有廢氣吹掃閥門(mén)和反抽風(fēng)機(jī)704，所述廢氣吹掃管路連接于所述連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣總管8；
所述各蓄熱室均通過(guò)煙氣管道連接于所述煙囪10，在所述煙氣管道上設(shè)置有激冷器9。
按照廢氣進(jìn)入蓄熱式熱氧化器的方向，所述連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣總管上順次設(shè)置有靜態(tài)混合器802和阻火器803，所述廢氣吹掃管路連接于所述連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣總管的阻火器803之后。靜態(tài)混合器802上設(shè)置有空氣管路旁通。
熱氧化室上設(shè)置有燃燒器1，所述燃燒器連接有天然氣(ng，壓力為0.2～0.3mpa)管路和助燃空氣管路，通過(guò)空氣風(fēng)機(jī)2輸入助燃空氣。
所述各蓄熱室通過(guò)各煙氣支路管道連接于所述煙囪，煙囪的煙道上設(shè)有檢測(cè)口1001。各煙氣支路管道上均設(shè)置有煙氣排放閥門(mén)。三個(gè)蓄熱室對(duì)應(yīng)的分別為蓄熱室a廢氣進(jìn)氣閥門(mén)501、蓄熱室a煙氣排放閥門(mén)601、蓄熱室a廢氣吹掃閥門(mén)701；蓄熱室b廢氣進(jìn)氣閥門(mén)502、蓄熱室b煙氣排放閥門(mén)602、蓄熱室b廢氣吹掃閥門(mén)702；蓄熱室c廢氣進(jìn)氣閥門(mén)503、蓄熱室c煙氣排放閥門(mén)603、蓄熱室c廢氣吹掃閥門(mén)703。
實(shí)驗(yàn)例
使用實(shí)施例1所述的系統(tǒng)，通過(guò)熱傳感器對(duì)煙氣管道內(nèi)的煙氣溫度進(jìn)行監(jiān)控，設(shè)置煙氣溫度超過(guò)120～190℃時(shí)，則用激冷器對(duì)煙氣進(jìn)行降溫，煙氣經(jīng)激冷塔冷卻后進(jìn)入煙囪。連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣處理后排出的煙氣從檢測(cè)口1001取樣、由華測(cè)檢測(cè)抽樣檢測(cè)。經(jīng)過(guò)綜合考慮排放達(dá)標(biāo)情況、能耗、設(shè)備工況等因素，確定煙氣溫度控制值為150℃。
實(shí)施例2
使用實(shí)施例1所述的系統(tǒng)，連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣(wg，常溫常壓)通過(guò)廢氣總管8和廢氣支路進(jìn)入所述蓄熱式熱氧化器，首先經(jīng)過(guò)所述蓄熱室、被加熱至700℃，然后在熱氧化室3內(nèi)，在900～1000℃下氧化分解，高溫?zé)煔馀c蓄熱室內(nèi)的蓄熱陶瓷進(jìn)行熱交換，然后通過(guò)煙囪排放。熱氧化室在點(diǎn)火時(shí)，通入天然氣和助燃空氣以開(kāi)始燃燒，所述熱氧化室在燃燒廢氣過(guò)程中，溫度降至900以下時(shí)(熱氧化室內(nèi)用熱電偶監(jiān)控溫度)，則通入天然氣以輔助燃燒提溫。
連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣通過(guò)總管和一條廢氣支路進(jìn)入一個(gè)蓄熱室底部，另外二個(gè)蓄熱室，一個(gè)進(jìn)行煙氣換熱和排出，一個(gè)進(jìn)行廢氣吹掃操作。所述廢氣吹掃操作是用反抽風(fēng)機(jī)704將蓄熱室內(nèi)的廢氣抽出，送至連二亞硫酸鈉生產(chǎn)廢氣總管，再進(jìn)入所述蓄熱式熱氧化器內(nèi)氧化分解。
正常運(yùn)行時(shí)，一個(gè)完整的a室氧化周期(下表的i周期)流程如下：廢氣與補(bǔ)氧空氣在靜態(tài)混合器中充分混合后由廢氣風(fēng)機(jī)經(jīng)阻火器送入廢氣蓄熱式熱氧化器，首先打開(kāi)蓄熱室a廢氣進(jìn)口閥門(mén)501，廢氣在蓄熱室a中被預(yù)熱到700℃左右，預(yù)熱后的廢氣進(jìn)入熱氧化室氧化分解，在助燃燃料的作用下，廢氣中所含有機(jī)物充分氧化分解，使氧化溫度維持在900～1000℃，產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入蓄熱室b，高溫?zé)煔馀c蓄熱陶瓷換熱回收熱能冷卻后，經(jīng)蓄熱室b煙氣出口閥門(mén)602進(jìn)入煙氣總管，從煙囪排放到大氣中去，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。b室周期和c室周期同樣操作其閥門(mén)，三個(gè)蓄熱室在不同周期的閥門(mén)開(kāi)閉控制如下：
三個(gè)周期依次循環(huán)進(jìn)行。廢氣進(jìn)出口閥門(mén)同時(shí)開(kāi)，但吹掃閥門(mén)根據(jù)設(shè)備設(shè)定，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后開(kāi)啟。
廢氣的處理過(guò)程中，通過(guò)熱傳感器對(duì)煙氣管道內(nèi)的煙氣溫度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)煙氣溫度超過(guò)150℃時(shí)，則用激冷器對(duì)煙氣進(jìn)行降溫，所述激冷器內(nèi)的冷卻介質(zhì)為工業(yè)水(pw)。
連二亞硫酸鈉生產(chǎn)需處理的廢氣量約為13000nm3/h，其中甲醇含量6000～12000mg/m3，甲硫醇含量16.8～382mg/m3，其他為氮?dú)?、二氧化碳、微量二氧化硫、少量水分，幾乎不含氧。根?jù)所提供廢氣成分含量，廢氣進(jìn)蓄熱式氧化器前需補(bǔ)充足夠的空氣(確保氧化分解后干煙氣氧含量達(dá)到5％)以確保廢氣中有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)閏o2、h2o等無(wú)害物質(zhì)，煙氣排放溫度低于150℃。蓄熱式熱氧化裝置處理量可滿足廢氣處理量40％～110％負(fù)荷波動(dòng)范圍。
排放的煙氣經(jīng)華測(cè)檢測(cè)抽樣檢測(cè)，按《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(gb14554-1993)和gb16297-1996《大氣污染物綜合控制標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，均達(dá)到廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)。具體提供以下的幾組工藝參數(shù)：
表1：廢氣處理后的檢測(cè)結(jié)果
本發(fā)明的方法，處理了在連二亞硫酸鈉生產(chǎn)運(yùn)行工況條件下產(chǎn)生的經(jīng)過(guò)醇洗堿洗后，仍含有不能去除和不能及時(shí)完全吸收的甲硫醇、甲醇等組分的廢氣，將廢氣中的碳、氫、硫完全地轉(zhuǎn)變?yōu)閏o2、h2o、so2等物質(zhì)，經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放，并能滿足生產(chǎn)負(fù)荷的波動(dòng)，節(jié)約能源，降低了生產(chǎn)成本。
以上的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。