石化装置有机废气处理.pdf

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1、2010年第26表第4期蠢孙发群．石化装置有机废气处理蚤石化装置有机废气处理孙发群(中国石化工程建设公司，北京100101)摘要：简要介绍了直接燃烧和热力燃烧在有机废气处理中的应用和特点，阐述了催化燃烧的基本原理和工艺特点，总结了有机废气处理方案选择的要点，并以某大型环氧丙苯乙烯装置为例，详细介绍了催化燃烧技术处理有机废气的工程设计实例。关键词：废气治理；直接燃烧；热力燃烧；催化燃烧在石化装置的运行过程中，会产生大量的挥2热力燃烧发性有机物废气，如果不经处理而直接排放，将会对周围环境造成严重污染，危害人体健康，因如

2、果废气中可燃物含量较低，不能维持燃烧此必须对之进行有效的净化后才能排人大气。有时可以采用热力燃烧法处理。热力燃烧主要依靠机废气的治理技术有冷凝法、吸收法、吸附法及辅助燃料燃烧时产生的热能，提高废气的温度，燃烧法等，近年来又出现了一些新技术，如生物使废气中烃及其它污染物迅速氧化，转变为无害处理法、放电等离子体法和TiO：光催化法等j，的二氧化碳和水蒸气。但这些新技术目前大多停留在实验室和工业化试热力燃烧可以在普通的燃烧炉(焚烧炉)中验阶段。在石化装置中应用范围最广的是燃烧进行。温度和停留时间是影响热力燃烧的重要因法，

3、燃烧法工艺简单，操作方便，现已广泛应用素。不同的气态污染物，在燃烧炉中完全燃烧所于石油化工、食品、材料等主要含有碳氢化合物需的温度和停留时间不同。废气的净化。燃烧法分为直接燃烧、热力燃烧和热力燃烧过程中产生的大量热能，应尽可能催化燃烧。进行回收利用，比如燃烧后净化气的热量可以用于预热待处理废气，预热补充的燃烧空气，或通1直接燃烧过换热转换到其它液体中，产生热水、蒸汽和热直接燃烧适用于净化可燃有害组分浓度较高油，或被用作加热介质。热力燃烧也可以利用工的废气，或者是用于净化有害组分燃烧时热值较厂现有加热炉或锅炉燃烧室进

4、行，能减少设备投高的废气。因为只有在燃烧时放出的热量能够补资，操作费用和辅助燃料消耗，但要注意废气流偿散向环境的热量时，才能保持燃烧区的温度，量不宜过大，保证燃烧完全。维持燃烧的进行。一般来说，安全的直接燃烧热力燃烧可适用于各种气体的燃烧，能除去法，废气中有机物的浓度应在爆炸下限的25％有机物及超细颗粒物，设备结构简单，占用空间以内。小，维修费用低。主要缺点是操作费用高，易发直接燃烧不需要预热，设备可以是一般的生回火，燃烧不完全时产生恶臭。炉、窑，石化装置中主要采用火炬燃烧。火炬燃烧的优点是安全简单、成本低、结构简

5、单，但它收稿日期：2010—06—02。的主要缺点是燃烧后对环境造成二次污染，以及作者简介：孙发群，男，2001年毕业于北京化工大不能回收热能而造成热辐射；在实际操作中应尽学工业催化专业，获工学硕士学位，现在中国石化量减少火炬燃烧。工程建设公司从事化工工艺系统设计工作，工程师。电话：010—84876835，E—mml：sunfq@sei．corn．cnS《石油4~．z-安全环保技术2010年第26卷第4期为无火焰燃烧，安全性好。燃烧温度要求低，3催化燃烧大部分烃类和CO在300～450℃之间即可完成催化燃烧是指在

6、催化剂存在下，废气中可燃反应，在某些情况下，达到起燃温度后便无需组分能在较低温度下进行燃烧，利用催化剂的催外界供热，故辅助燃料消耗少，节省能源。对化活性将有机组分直接完全氧化成CO和H0。废气可燃组分的浓度和热值限制少，适应范由表1可见，与前两种燃烧法相比，催化燃烧围广。表1燃烧法分类及其特点⋯方法适应范围燃烧温度，℃燃烧产物燃烧方式直接燃烧含有可燃组分浓度高或热值高的废气>l100CO2、H2O、N2高温火焰热力燃烧含有可燃组分浓度低或热值低的废气720—820CO2、H20有火焰燃烧，需加辅助燃料催化燃烧基本上

7、不受可燃组分的浓度与热值限制300～450CO2、H20催化剂表面无焰燃烧3．1催化燃烧的机理式进行回收。当排出的有机废气温度达到300oC以上，可不设置预热器和换热器，但燃烧尾气的催化燃烧实际上为完全的催化氧化，是典型热量仍应回收。的气一固相催化反应，其实质是活性氧参与深度综上所述，有机废气经过催化燃烧处理，氧化作用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是苯、甲苯、非甲烷总烃等的去除率一般在95％以降低活化能，同时使反应物分子富集于催化剂表上，最终产物为无害的CO和H：0，由于燃烧温面提高了反应速率。借助催化剂可使有机

8、废气在度低，能大量减少NO的生成，因此无二次污染较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化问题分解为CO：和H0，同时放出大量热能，其反应过程可以表示为：4有机废气处理方案选择CnHm+(+m／4)02—!+CO：+m／在做方案选择时，必须综合考虑各方面的因2H20+热量素，权衡利弊，最好选择一种经济上较合理、符3．2催化燃烧的工艺特点合生产实际、达到排放标