“CO+SCR”技術在ABS裝置尾氣處理的應用

朱丹

摘 要：ABS裝置的排放廢氣主要是有機烴，丙烯腈和丁二烯，丙烯腈的排放限制為0.5mg/m3;丁二烯的排放限制為1mg/m3，指標非常苛刻，而且丙烯腈氧化處理會生成二次污染物NOx，因此尾氣處理還需要同時考慮脫銷。CO和RCO是氧化法處理含有基烴廢氣的主要技術，SCR和SNCR是處理含有NOx的尾氣處理工藝，通過以上技術說明及技術組合對比分析，得出“CO+SCR”技術。

關鍵詞：CO;SCR;ABS裝置尾氣

1 概述

2015國家發布了新的環保排放標準《合成樹脂工業污染物排放標準》（GB31572-2015），要求企業自2017年7月1日起執行新排放標準。目前ABS的尾氣處理工藝達不到新標準的要求，因此需要對裝置的尾氣進行處理。

尾氣來源分別為ABS裝置模頭尾氣（35600Nm3/h）及凝聚尾氣（5000Nm3/h）、SAN裝置模頭尾氣（10800Nm3/h）、SAN樹脂裝置模頭尾氣（15000Nm3/h）、苯乙烯裝置罐區（50Nm3/h）和苯乙烯裝置裝車棧橋（150Nm3/h）。

2 工藝介紹及選擇

2.1VOCs尾氣處理技術概況[1-2]

目前世界上處理有機廢氣主要有冷凝法、吸收法、直接氧化法、催化氧化法和生物凈化法等。其中，國內外處理含氫、含苯的廢氣最有效的方法為氧化法，氧化法分為直接氧化法（TO）和催化氧化法（CO），通過直接氧化或催化氧化將尾氣中所含有機物充分燃燒，使排放出的尾氣達標。

2.1.1 直接氧化法（TO）技術特點

直接氧化法（TO）：TO原理是把有機廢氣加熱到820℃以上，使廢氣中的VOCs氧化分解成二氧化碳和水。

蓄熱式氧化法（RTO）：氧化產生的高溫氣體流經特制的陶瓷蓄熱體，使陶瓷體升溫而“蓄熱”，此“蓄熱”用于預熱后續進入的有機廢氣，從而節省廢氣升溫的燃料消耗。

2.1.2 催化氧化法（CO）技術特點

催化氧化（CO）：利用催化劑使有機廢氣中的VOCs在更低的溫度（300℃～450℃）下氧化分解的方法。

蓄熱式催化氧化（RCO）：結合了催化氧化裝置的低工作溫度和蓄熱式氧化裝置（RTO）的再生特性。最大限度的降低了設備的運行溫度和成本。

由于通過催化劑的催化作用降低廢氣中有機物，其反應溫度在350℃～450℃，需要的熱量不多。催化氧化法需定期更換催化劑，進口催化劑壽命約為3～5年。

2.2NOx處理工藝技術[3]

2.2.1 選擇性催化還原煙氣脫硝（SCR）

SCR技術是向催化劑上游的煙氣中噴入氨氣或其它合適的還原劑，利用催化劑將煙氣中的NOx還原成無害的N2和H2O，反應溫度一般在300～450℃間。使用液態無水氨或氨水（氨的水溶液），首先使氨蒸發，然后氨和稀釋空氣或煙氣混合，最后利用噴氨格柵將其噴入SCR反應器上游的煙氣中。

在SCR反應器內，NO通過以下反應被還原：

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

6NO+4NH3→5N2+6H2O

2.2.2 選擇性非催化還原煙氣脫硝（SNCR）

該技術是用氨、尿素等還原劑噴入爐內與NOx進行選擇性反應，不用催化劑，但必須在高溫區加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為850～1150℃的區域，該還原劑（如尿素）迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NOX進行反應生成N2和H2O，該方法是以爐膛或尾部煙道為反應器。NH3或尿素還原NOX的主要反應為：

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

還原劑的反應高效溫度范圍稱為溫度窗。最佳溫度區一般為 850～1100℃。當反應溫度過高時，由于氨的分解會使NOx還原率降低，另一方面，反應溫度過低時，氨的逃逸增加，也會使NOx還原率降低。

NH3是高揮發性和有毒物質，氨的逃逸會造成新的環境污染。

引起SNCR系統氨逃逸的主要原因是還原劑與煙氣混合不均勻，可能造成噴入的還原劑過量，或反應不徹底。

2.3技術方案比選

直接氧化和催化氧化方法在國內外處理尾氣方面都得到了充分的應用，技術成熟可靠。下面對直接氧化和催化氧化種尾氣處理技術從工藝特點、主要技術經濟指標等方面對比分析，以選擇適合ABS裝置尾氣治理的最佳方案。

隨著國產催化劑的日趨成熟，催化劑的成本也會大大降低，運行成本較低，這兩種方案各有優缺點，都可以滿足要求，且投資相當，但RCO/CO技術風險更低推薦采用“RCO/CO+SCR”尾氣處理技術。

從上表1可以看出“RCO+SCR”的余熱利用率更高，但動作部件較多故障率會更高，“CO+SCR”回收熱量采用板，換熱利用率較低，占地也會較大，但操作簡單，如果尾氣過濾器設置合理設備的維護工作會相對很小，兩種技術各有優勢，但采用“CO+SCR”技術的風險相對較小。

3結論

通過以上論證對比及說明可以得出“CO+ SCR”技術可以很好的處理ABS裝置的排放尾氣，使其達到最新環保標準要求。

參考文獻：

[1]吳悅，曾向東，金海花，林大泉.石油學報（石油加工），2016（06）.

[2]陸震維.有機廢氣的凈化技術[M].化學工業出版社，2011.

[3]火電廠煙氣脫硝技術導則，中華人民共和國電力行業標準，國家能源局，DL/T296-2011[S].