雙氧水裝置VOCs治理項目總結

許亮明

(河北正元化工工程設計有限公司， 石家莊 050061)

石家莊柏坡正元化肥有限公司(簡稱柏坡正元)生產30萬t/a尿素聯產1套10萬t/a雙氧水(質量分數為27.5%)裝置[1]，雙氧水裝置生產過程包括：氫化工序、氧化工序、萃取凈化工序、后處理工序和工作液配置回收工序[2]。其中，工作液重芳烴是揮發性有機物(VOCs)產生的重要原因。2018年以前，雙氧水各放空管道及地槽無回收設施，全部為無組織排放，界區異味較大。柏坡正元應環保要求和自身發展需要，2018年8月對該項目進行了立項及設計工作，2018年年底竣工投運，達到了環保監測要求[3]。

1 治理方案設計

1.1 配置工作液回收池

雙氧水裝置配置工作液回收池隔斷有4個水槽(A、B、C、D)，散發異味。治理方案為：在工作液回收池頂部全部用不銹鋼板全焊接密封，同時增加4個DN500人孔，A、B、C、D槽回收池人孔側增加DN50不銹鋼管抽負壓用，在DN80總管上增加1臺防爆防腐軸流風機將散發的異味氣體送至空壓機過濾器前。工作液回收池回收流程見圖1。

圖1 工作液回收池回收流程

將A、B、C、D槽回收池內DN200管道溢流口中心同時降低200～500 mm,以減少揮發量。

1.2 污水池

雙氧水事故池北側小口制作密封門。南側用DN100玻璃鋼管與污水站引出的DN150玻璃鋼引風總管連接。

拆除污水站應急池護欄，用水泥板全覆蓋東西側留觀察口，(西爬梯口與東觀察口)東側引DN100玻璃鋼引風管與DN150玻璃鋼引風總管連接。污水站3個污水處理反應池、3個污水處理隔油池用玻璃鋼瓦建棚引DN80玻璃鋼引風管與DN150玻璃鋼引風總管連接。

在污水站南側新上1臺引風機連接DN150玻璃鋼引風總管把污水站各污水池和雙氧水事故池異味引入雙氧水空壓站離心空氣壓縮機過濾器前。具體污水流程見圖2。

圖2 污水流程

1.3 白土床

3個白土床放空管引DN150不銹鋼管與堿分離器的放空分離器法蘭連接。3個白土床放空正常生產時為微負壓，投運初期、更換活性氧化鋁球、檢修時有工作液氣體產生。由于堿分離器出口工作液經過白土床流入再生液槽時堿分離器放空槽形成負壓，導致氣體進入再生液槽。具體白土床流程見圖3。

圖3 白土床流程

1.4 裝置工作液槽

再生液槽、氧化液槽、殘液分離器放空氣利用增壓引風機通過DN150不銹鋼管送到吸附機組進口(見圖4)。

圖4 裝置工作液槽流程

氫化液槽放空氣因含有氫氣，治理方案需要有安全設計。

氫化液槽放空單獨新上2臺活性炭吸附罐(利用舊設備)，配套再生蒸汽、冷凝液換熱器(利用現有的再生蒸汽冷卻器)；根據活性炭吸附罐放空VOCs數據確定活性炭再生及更換。

1.5 其他釋放點

芳烴槽放空：引DN100不銹鋼管到新制作的水封槽進行液封，為防止芳烴槽打料時形成真空，放空管處安裝消真空閥(DN50)。

考慮拆除堿性事故槽、酸性事故槽放空管，加盲法蘭：柏坡正元萃取計量槽上部、萃取塔的頂部有連通管(DN400)到酸性事故槽的頂部，萃余計量槽與萃取塔頂部設計有放空管(DN300)到放空高位集料；堿性事故槽與再生液槽設計有連通管(DN400)。

吸附機組改造：將回收機組三箱八芯體改為四箱十二芯體，增大活性炭吸附面積。進氣氣流均勻分布，采用上進氣工藝，通過氣體分布器把尾氣均勻分布至每個吸附芯，實現每個吸附芯的均勻氣體分布，大大提高了活性炭纖維的吸附效率。干燥氣氣流分布均勻，采用上進氣工藝，通過氣體分布器把干燥氣均勻分布至每個吸附芯，實現每個吸附芯的均勻氣體分布，大大提高了活性炭纖維的干燥均勻性。所有閥門采用金屬硬密封閥門、蝶閥。設備壁厚增加至4 mm的結構也大大增強使用強度，防止設備外形發生變化。主體設備全部采用304材料，濾芯采用316 L材料。氣動部分氣管使用不銹鋼氣管連接。活性炭纖維壽命長，尾氣均勻分布后每個吸附芯的自然損耗相同。吸附層阻力衰減均勻。因為各個吸附芯都一樣,所以不易產生短路現象，才能長時間保障回收率和尾氣指標。干燥風分布均勻，干燥效果好，尾氣風對每個吸附芯的干燥效果相同，活性炭纖維壽命自然衰減均勻。

2 工期及費用

該項目總投資198萬元，具體投資情況見表1。2018年9月該項目開始施工，12月安裝完畢，歷時3個月。

表1 項目投資費用

3 結語

自該裝置2018年底運行以來，效果良好，在生產界區聞不到異味。通過環保單位監測數據，VOCs能夠滿足河北省地方標準DB13/ 2322—2016 《工業企業揮發性有機物排放控制標準》排放限值[4]。