雙氧水裝置擴產節能減排研究

汪劍塵

摘 要：目前國家正不斷加大治理三廢的力度，而當今中國以及國際都在大力提倡節能減排，發展循環式經濟。其中作為綠色環保化學產品之一的雙氧水也因此而呈現用量上升趨勢。針對市場當前競爭力以及形式，雙氧水廠家通過不斷加強改進，優化生產裝置，著重以節能減排、降低消耗為最終目的，利用10余年進行生產、實踐，再加以不斷改造，進行二次水利用、廢氣回收及再利用，利用公司合成氨廠的空壓機組富余空氣，廢水處理及再利用這些層面上做了相應改進優化。

關鍵詞：雙氧水裝置；擴產；節能減排

前言

由于國家加強三廢處理力度，作為綠色環保化學品之一的雙氧水隨之用量逐年上升。根據我國國情，當前發展循環式經濟，加強節能減排，保護環境已是工業發展的當務之急。但是雙氧水生產過程中也存在諸多問題。例如某公司在生產雙氧水時存在的問題包括：冷卻循環系統需要消耗大量的水；芳烴易揮發，造成環境污染，危害人體健康；廢水排放會對農田、河流等造成污染；氧化系統需要利用空壓機輸送，從而消耗大量電能等等。這些問題不僅造成環境污染，處理這些問題會相應的增加雙氧水生產成本。公司鑒于此，對生產過程中的技術進行相應改造，較好的解決了以上問題。

1.雙氧水生產過程簡述

國內大多采用蒽醌法自動氧化法來大量生產雙氧水。蒽醌法自動氧化法是由六道工序組成，包括：氫化工序、氧化工序、凈化工序、萃取工序、后處理工序和其他輔助工序。制作的工藝流程為：①在芳烴和磷酸三辛酯的混合溶液中加入烷基蒽醌（2-EAQ）溶解，配成工作液。②工作液自上而下流經裝有鈀催化劑的氫化塔，在鈀催化劑的作用下，工作液中的蒽醌和進入塔中的氫氣發生反應生成氫蒽醌。③工作液（氫化液）接著進入氧化塔，其中的氫蒽醌和空氣中的氧氣發生反應生成雙氧水，而氫蒽醌則還原為蒽醌。④氧化液（含雙氧水）從氧化塔出來后即進入萃取塔，由于雙氧水較易溶于水，因此可以利用純水來將氧化液中的雙氧水萃取出來。⑤經萃取塔底流出的粗雙氧水進一步進行凈化，即得到合格的雙氧水產品，其余液體則回流至萃取塔頂流出而后進入堿塔及活性氧化鋁床，經過脫水以及降解物再生等步驟，工作液回流至氫化塔再次循環使用。

2.擴產節能減排措施

對裝置進行了大規模的擴產節能減排改造。其中的具體措施包括以下幾種：

2.1新增碳纖維吸附系統

首先將氧化系統排出的尾氣用冷凍水進行降溫冷卻、從而冷凝回收重芳烴，然后經過碳纖維吸附系統進一步回收芳烴后放空，這一步不僅有效的提高了芳烴的回收率，而且減少了廢氣排放。經新增炭纖維吸附系統的吸附，達到了減少廢氣排放和芳烴消耗量的目的，使得年回收芳烴量達到約15t。氧化工序中氧化尾氣占據生產過程中廢氣排放的絕大部分，而利用新增的活性炭纖維吸附裝置能夠有效地將廢氣中的芳烴進行回收。雙氧水生產廠家在氧化系統的放空管后面增加活性炭纖維吸附系統來吸收廢氣中的芳烴。

活性炭纖維的技術特性

活性炭纖維具有以下特點：吸附范圍廣、效率高、容量大、能較強地吸附低濃度物質，且吸附速度快，容易解析脫附。在物理特征上，活性炭纖維強度高但直徑細，不僅具有不易粉化的特點，而且加工性能很好。利用這些特點，炭纖維可根據不用的需求以及用途，來做成多種形狀，如氈，、絲、布、紗等。

活性炭纖維吸附法運行評價

新增活性炭纖維之后，每日回收芳烴可達340kg，每日耗電達55kW？h，消耗低壓蒸汽則達到每日2t，如果以1a運行330天來計算，回收裝置投資45萬只需要7個月。同時因為新增炭纖維吸附裝置，降低了芳烴的消耗，相應地可降低生產成本25萬元/噸。經新增活性炭纖維吸附裝置之后，經氧化系統排出的廢氣中95%的芳烴能得以回收，重新回到工作液中。這個裝置同時也解決了芳烴易揮發造成污染的問題，減少了環境污染。由于尾氣得到處理，排放大量減少，可以實現尾氣達標排放，同時由于可燃物減少，提高了裝置運行過程中的安全性。

2.2改造污水處理系統

對污水處理系統進行改造，將污水處理系統進行細化，分為催化氧化、氣浮除油、三級隔油、生物氧化等部分，細化處理污水后達到國家污水綜合排放自己標準之后進行排放。新增的氧化塔改善了污水系統，塔外利用盤管冷卻廢水，而塔內則采用不銹鋼規整填料（清華大學專利技術，國內首次利用），同時設置氣液再分布器將空氣與工作液充分混合，加強氧化與流通，提高了氧化收率，目前已達96%以上。

通過不斷改造技術，推廣清潔生產，雙氧水生產廠家達到了提高操作技術水平，資源合理分配和利用率，節能減排的目的。具體實施了以下措施：

1）經氧化系統排出的廢液中還殘留有30%左右的過氧化氫，進行技術改造之后，氧化殘液和濃品殘液（約含20%過氧化氫）混合后進入雙氧水殘液池，其中大部分外售，少部分用于處理污水，這樣可對殘液進行充分利用，創造出可觀的經濟效益。

2）濃品工段產生的殘液與脫鹽水相當，含有微量過氧化氫，在濃品工段運行時，殘液可回收至純水槽，用于稀品生產用水。

3）稀品工段的水環真空泵中所利用的水是循環使用的，水質較好，課起密封作用，一般進行循環使用或者排入雨水管網，與污水分離使用。

4）用于蒸堿和蒸芳烴的冷凝水的水質也較好，與污水分離使用，最終循環使用或者排入雨水管網。

污水處理系統經改造后：一方面加強了控制污水源頭，減少了污染物的排放，另一方面及時地回收地下回收槽內的工作液，在一定程度上保證了污水水量以及水質的相對穩定性（污水日產生量由26t降至3t左右，污水COD值由10000mg/L降到600～2000mg/L），從而有效的降低了廢水處理的成本。通過利用先進的填料技術，同時將塔內的冷卻盤管改為塔外換熱器進行冷卻，增加新填料以及氣液分布器，有效的提高了氧化收率。

2.3提高排放尾氣中芳烴的回收效率

一方面在氧化貯液槽的排氣管上面的增加一個板式換熱器，2012年將換熱器中的冷卻水換為7℃的冷凍水，另一方面將循環工作液貯液槽（V303A/B）以及氫化液貯液槽（V107）的換熱器改為大面積的板式換熱器，冷卻水同時更換為冷凍水。這一系列的改進步驟大大提高了尾氣中芳烴的回收率，減少了排放，改善了環境。

3.小結

綜上所述，在雙氧水的生產過程中，一個企業如果想要長期發展，不僅需要不斷降低成本，優化技術，穩定生產，還需要不斷改造，探索新技術。通過上面成功的改造經驗，企業在實施技術改造之后，不僅做到了節能減排，循環發展，還能降低生產成本，穩定生產，為諸多化工生產廠家提供了一定的借鑒經驗。因此生產廠家在生產過程中仍然要順應時代發展，不斷改造生產技術，優化生產裝置，達到節能減排，發展循環經濟的目的。

參考文獻：

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