于俊濤

（安徽晉煤中能化工股份有限公司，安徽臨泉 236400）

在蒽醌法過(guò)氧化氫裝置生產(chǎn)中，氧化反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的有機(jī)廢氣中含有大量重芳烴，若不能有效去除，直接排放大氣，不僅會(huì)造成過(guò)氧化氫生產(chǎn)消耗的大幅增加，而且還會(huì)污染環(huán)境，因此必須回收尾氣中的芳烴。尾氣吸附處理機(jī)組廣泛用于過(guò)氧化氫裝置氧化有機(jī)廢氣治理中，且取得了成熟的應(yīng)用和推廣，但在實(shí)際應(yīng)用中，仍然存在工藝設(shè)計(jì)不合理帶來(lái)的問(wèn)題，并且隨著國(guó)家、行業(yè)及地方排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，也需要做相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)，才能滿(mǎn)足越來(lái)越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 工作原理

該裝置整體結(jié)構(gòu)是3箱8芯的結(jié)構(gòu)，其工作原理是：利用微孔活性物質(zhì)對(duì)有機(jī)分子或分子團(tuán)的吸附力，將有機(jī)分子或分子團(tuán)“阻留”的過(guò)程。當(dāng)工業(yè)廢氣通過(guò)吸附介質(zhì)時(shí)，其中的有機(jī)物質(zhì)被“阻留”下來(lái)，從而使有機(jī)廢氣得到凈化處理。又根據(jù)分子熱運(yùn)動(dòng)理論，從外界加給吸附體系熱能，提高了被吸附分子或分子團(tuán)的運(yùn)動(dòng)能量，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)力足以克服吸附力時(shí)，有機(jī)物質(zhì)分子便從吸附體系中“脫附”出來(lái)，吸附介質(zhì)得到再生。該裝置就是采用具有高吸附能力的活性炭纖維做吸附材料，對(duì)重芳烴進(jìn)行優(yōu)先吸附濃縮，然后將吸附在活性炭纖維上的重芳烴脫附下來(lái)而回收的過(guò)程。

2 工藝流程簡(jiǎn)述

含重芳烴尾氣（氧化尾氣）在進(jìn)入尾氣處理機(jī)組之前先通過(guò)冷卻降溫進(jìn)行初步分離，再經(jīng)過(guò)緩沖罐、阻火器，在擋板閥的作用下進(jìn)入吸附箱，重芳烴被活性炭纖維吸附，經(jīng)過(guò)吸附的尾氣直接排放。同時(shí)一個(gè)吸附箱用低壓水蒸氣解吸，另一個(gè)吸附箱用風(fēng)機(jī)抽取空氣并經(jīng)過(guò)濾后進(jìn)行干燥降溫。解吸后的混合氣體冷凝后，混合液進(jìn)入分層槽，經(jīng)分層后，上層為溶劑相回收至貯槽，下層為水相，排入（污水地槽）化學(xué)污水系統(tǒng)。如圖1所示。

圖1 流程示意圖

每個(gè)吸附箱有三種工作狀態(tài)，分別為吸附、解吸、干燥降溫。在PLC 控制下，依次進(jìn)入三種工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。在一個(gè)完整周期內(nèi)各個(gè)吸附箱的狀態(tài)如表1所示：在一個(gè)周期內(nèi)每個(gè)吸附箱吸附、解吸、干燥各10min。可根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整操作時(shí)間。

表1 吸附箱示意圖

3 出現(xiàn)的故障現(xiàn)象、原因分析及措施

3.1 故障現(xiàn)象及原因分析

（1）8月份，過(guò)氧化氫氧化尾氣吸附處理機(jī)組已連續(xù)運(yùn)行兩年，12月份發(fā)現(xiàn)回收的芳烴量銳減，同時(shí)干燥時(shí)帶出的芳烴味較重。ABC 三箱在脫附階段時(shí)，溫度測(cè)溫點(diǎn)測(cè)的溫度上升較慢，待脫附即將結(jié)束時(shí)，溫度才會(huì)有所上升。在脫附結(jié)束后，吸附箱中下部用手觸摸還是涼的。說(shuō)明蒸汽未到底，蒸汽下不來(lái)，回收的芳烴量跟不上。在回收下來(lái)的少量芳烴中，明顯有黑色物質(zhì)（初步判斷為活性碳纖維）。綜合兩種現(xiàn)象，可以判斷：活性碳纖維極有可能堆在一起并有破損的情況，造成蒸汽下不來(lái)，同時(shí)也是回收量銳減的主要原因。

（2）目前尾氣處理機(jī)組PLC 操作系統(tǒng)顯示：C 箱出現(xiàn)的問(wèn)題，同一閥門(mén)在應(yīng)該打開(kāi)時(shí)，操作系統(tǒng)報(bào)警該閥門(mén)打開(kāi)，同時(shí)又對(duì)該閥門(mén)報(bào)警狀態(tài)為關(guān)閉，C 尾氣閥、上擋板閥、干燥閥在吸附、脫附、干燥三種不同狀態(tài)下同為如此。經(jīng)儀表檢測(cè)技術(shù)人員初步判斷：此現(xiàn)象的出現(xiàn)PLC 正常情況下會(huì)聯(lián)鎖停車(chē)，但是實(shí)際情況中沒(méi)有聯(lián)鎖停車(chē)，初步判斷為PLC 控制系統(tǒng)故障。

3.2 解決措施

（1）針對(duì)故障現(xiàn)象1，考慮到活性碳纖維的使用期限一般為一年半更換一次，目前，尾氣處理機(jī)組已連續(xù)運(yùn)行兩年半，采取全部更換活性碳纖維（約960kg）。各閥門(mén)的密封圈及儀表氣缸控制部件全部檢查，更換儀表氣管。

（2） PLC 操作控制系統(tǒng)拆開(kāi)詳查，更換有故障點(diǎn)的電磁閥，程序檢查補(bǔ)全（由廠家專(zhuān)業(yè)人士解決）。

4 機(jī)組維護(hù)重點(diǎn)及部分改造措施

4.1 保證儀表氣壓力，確保氣缸能正常工作

（1）儀表氣管不能漏氣：設(shè)備運(yùn)行一年左右，儀表氣管基本上都會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，在巡檢及維護(hù)過(guò)程中，尤其要注意檢查儀表氣管是否老化、破損，必要時(shí)要進(jìn)行更換；

（2）氣缸的修復(fù)：氣缸在使用一段時(shí)間后，氣缸內(nèi)的孔用密封圈和軸用密封圈（橡膠材質(zhì)），會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，在往復(fù)運(yùn)行過(guò)程中不能很好的密封，從而造成儀表氣壓力下降。一般情況下，通過(guò)定期更換氣缸內(nèi)的密封組件來(lái)保證氣缸的正常運(yùn)行。

（3）提高儀表氣質(zhì)量：在儀表氣進(jìn)入氣缸前，利用油噴霧器將潤(rùn)滑油霧化，隨氣體一塊進(jìn)入氣缸內(nèi)，這樣氣缸內(nèi)基本上形成有油潤(rùn)滑，延長(zhǎng)密封組件的使用壽命。

4.2 保證蒸汽壓力

尾氣吸附處理機(jī)組回收芳烴效果如何，很大程度上取決于脫附效果，因此保證蒸汽壓力在0.3～0.4MPa，可以有效保證脫附的效果。本裝置采用的蒸汽是系統(tǒng)上0.6MPa 蒸汽管網(wǎng)蒸汽，在進(jìn)入尾氣處理機(jī)組之前增設(shè)一減壓閥來(lái)保證入箱蒸汽壓力。

4.3 增設(shè)反虹吸管，提高分層槽回收芳烴分層效果

尾氣吸附處理機(jī)組回收的芳烴經(jīng)冷凝器降溫冷卻后，經(jīng)分層槽分層，本裝置分層后的水相是直接排入污水回收閉路循環(huán)地溝內(nèi)的。正常工作過(guò)程中，水相是連續(xù)的，因位差的存在，不可避免地出現(xiàn)虹吸現(xiàn)象，虹吸現(xiàn)象的存在造成分層槽內(nèi)芳烴與蒸汽冷凝水分層效果差，芳烴被帶出，造成芳烴不能有效回收。通過(guò)在連續(xù)排水的水管上增加一反虹吸管，徹底解決虹吸現(xiàn)象。

4.4 合理調(diào)設(shè)各工序的時(shí)間參數(shù)

根據(jù)回收芳烴量的大小、活性碳纖維使用時(shí)間的長(zhǎng)短以及生產(chǎn)工況的變化，可以通過(guò)合理調(diào)設(shè)時(shí)間參數(shù)，盡可能使機(jī)組處于良性工作狀態(tài)中，保證正常的回收率。一般情況下：

（1）活性碳纖維在使用初期：可以延長(zhǎng)吸附工序的時(shí)間，適當(dāng)減少脫附和干燥降溫工序的時(shí)間，利用吸附芯初期吸附能力強(qiáng)的特點(diǎn)，可以多回收芳烴。

（2）當(dāng)活性碳纖維使用到后期時(shí)，可以減少吸附工序時(shí)間，適當(dāng)增加脫附時(shí)間，盡可能將活性碳纖維表面吸附的分子團(tuán)吹掃干凈，保證活性碳纖維的吸附能力。

（3）蒸汽管網(wǎng)壓力過(guò)低：當(dāng)蒸汽管網(wǎng)壓力過(guò)低時(shí)，減壓閥已不起作用，要重新調(diào)整減壓閥的開(kāi)啟度，同時(shí)要適當(dāng)延長(zhǎng)脫附時(shí)間，縮短吸附和干燥降溫時(shí)間，有利于活性碳纖維表面吸附的分子團(tuán)吹掃干凈，保證碳纖維的吸附能力。

4.5 冷凝器內(nèi)的不凝氣體回收再利用

回收的芳烴先通過(guò)氣體冷凝器進(jìn)行換熱，冷凝下來(lái)的液體再進(jìn)入分層槽進(jìn)行分離。在冷凝器換熱過(guò)程中，冷凝器中存在一定量的不凝氣體，該氣體中含有的芳烴量不少，同時(shí)該部分氣體的存在，還會(huì)造成氣阻，回收的芳烴回收不了。通過(guò)在冷凝器的頂部加裝一放空管，同時(shí)將該放空管引到吸附箱進(jìn)口，這樣不僅解決了氣阻現(xiàn)象，而且可以將這部分含有芳烴的氣體重新回收。

另外，定期清洗更換尾氣三通擋板閥后的粗濾濾芯以及干燥風(fēng)機(jī)進(jìn)口濾網(wǎng)，對(duì)保證機(jī)組的正常運(yùn)行也非常重要。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)技術(shù)優(yōu)化改造，設(shè)備維護(hù)重點(diǎn)的監(jiān)控，有效保證尾氣吸附機(jī)組長(zhǎng)周期穩(wěn)定、高效運(yùn)行。一方面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的溶劑回收和循環(huán)利用，降低生產(chǎn)成本，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，另一方面又可減少環(huán)境污染，對(duì)于推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和建立可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)具有重大意義，也是企業(yè)清潔生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。