過(guò)氧化氫工廠生產(chǎn)中污染物的處理分析

楊禮軍　田偉良

（桂林市天馬水務(wù)環(huán)境有限公司　廣西　桂林　541000）

過(guò)氧化氫工廠生產(chǎn)中污染物的處理分析

楊禮軍田偉良

（桂林市天馬水務(wù)環(huán)境有限公司廣西桂林541000）

我國(guó)工廠中主要是以蒽醌法生產(chǎn)過(guò)氧化氫，過(guò)氧化氫的作用在日常生話中也隨處可見(jiàn)，主要用于漂白、醫(yī)學(xué)消毒、食品等方面。但在過(guò)氧化氫生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些污染物。本文主要介紹生產(chǎn)過(guò)氧化氫時(shí)污水、廢氧化鋁、廢氣等污染物的成分、危害、性質(zhì)以及他們產(chǎn)生的原由。現(xiàn)在保護(hù)環(huán)境在過(guò)氧化氫生產(chǎn)過(guò)程中的現(xiàn)狀，再介紹一些我國(guó)處理過(guò)氧化氫生產(chǎn)中污染物處理較成熟的方法。

過(guò)氧化氫；污染物；處理

前言

過(guò)氧化氫在我國(guó)主要是以蒽醌法生產(chǎn)，在催化劑條件下的氫蒽醌是由氫把溶劑中的蒽醌還原制成的，蒽醌是存在空氣或氧氣條件下自動(dòng)氧化成的，最后雙氧水的生成.再把溶液中的過(guò)氧化氫由水萃取，最后過(guò)氧水溶液經(jīng)分離就獲得，最后各種濃度雙氧水由濃縮精制獲得，經(jīng)過(guò)處理后，余液經(jīng)過(guò)萃取后回到氫化階段就可以循環(huán)的使用.理論上只使O2、H2O、H2消耗了，其中蒽醌作為氫載體，最后工作液是溶在有機(jī)溶劑的溶液。生產(chǎn)過(guò)氧化氫的蒽醌法主要工藝可分為氫化、氧化、萃取、凈化、后處理五道工序。在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有污染物的產(chǎn)生，不僅浪費(fèi)資源，還破壞環(huán)境，這就需要處理這些污染物。

1　過(guò)氧化氫工廠環(huán)?，F(xiàn)狀

在我國(guó)一些工廠在過(guò)氧化氫生產(chǎn)過(guò)程中在保護(hù)環(huán)境和治理方面有著較大的差距，在設(shè)備的管理方面做的不到位，嚴(yán)重的漏、冒、滴，最嚴(yán)重導(dǎo)致循環(huán)水中含有有機(jī)水，生產(chǎn)過(guò)程中被排放到大氣中的廢氣也處理的不到位，還有活性氧化鋁隨意的堆放造成污染，廢水不經(jīng)過(guò)處理或者處理不合格的就直接向外排放，最終致使COD嚴(yán)重的超標(biāo)。為了減少支出，追求最大利潤(rùn)，一些廠家不投入環(huán)保設(shè)備，最終致使環(huán)境遭到嚴(yán)重污染。

2　過(guò)氧化氫生產(chǎn)中污染物及處理措施

2.1廢氣及處理措施

起始進(jìn)入氧化塔的壓縮空氣，在一定的條件下氫化液就會(huì)與進(jìn)來(lái)的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，最后剩下的廢氣放入空氣。因?yàn)樵谘趸飼r(shí)，工作液已經(jīng)與空氣充分接觸了，所以廢氣中肯定會(huì)存在一定量的芳烴和工作液。由分析可知，在常溫下是廢氣是由芳烴蒸汽、過(guò)氧化氫蒸汽、水蒸氣、氧氣、氮?dú)獾葞追N氣體組成的。而三甲苯主要構(gòu)成了芳烴，是有毒的，能夠使中樞神經(jīng)發(fā)生紊亂，嚴(yán)重時(shí)還可能會(huì)導(dǎo)致死亡。所以要回收芳烴，為了把廢氣中含有的芳烴回收，一些企業(yè)都把廢氣通入低溫冷凝器來(lái)把廢氣低溫凝聚，可以使芳烴被冷凝至液態(tài)，再后來(lái)液體流入收槽，然后在分離氣液，在這個(gè)槽里回收分離的芳烴，再把氣體排放到大氣中。但這個(gè)方法并不太好，因?yàn)榉紵N并不能夠分離的太徹底，廢氣中還會(huì)含有一定量的芳烴濃度可高達(dá)5殼/m3。最近幾年來(lái)，處理廢氣比較先進(jìn)的方法是活性炭纖維吸附法，因?yàn)榛钚蕴坷w維的特點(diǎn)是它的比表面積大，有著較高的吸附率，還有解吸的速度很快的特點(diǎn)，這樣就可以把廢氣中的芳烴進(jìn)行反復(fù)的吸附、解吸的過(guò)程，這個(gè)吸附裝置設(shè)置有很多個(gè)吸附室，里面都有活性炭纖維吸附柱，并且控制它們是由電腦操作的，它的切換是自動(dòng)的，吸附和解吸的過(guò)程是來(lái)回進(jìn)行的，廢氣第一先經(jīng)過(guò)減壓和過(guò)濾，之后才進(jìn)到吸附塔的，然后在吸附塔內(nèi)的活性炭纖維會(huì)把一定量的芳烴給吸附住，然后再用低壓蒸汽進(jìn)行解吸，然后水蒸氣和芳烴會(huì)在同一時(shí)刻進(jìn)入到冷凝器內(nèi)并且用水進(jìn)行冷卻，然后它們會(huì)流入到分層期內(nèi)來(lái)進(jìn)行分層，在上層得到的芳烴會(huì)自動(dòng)的流入到儲(chǔ)槽內(nèi)，芳烴會(huì)回到配置環(huán)節(jié)內(nèi)直接被重復(fù)再利用。在下面一層得到的既是冷凝水，它將會(huì)被排放到廢水處理系統(tǒng)中來(lái)進(jìn)行處理，就是用這種方法來(lái)回收芳烴，它的回收率會(huì)有較大的波動(dòng)性，因?yàn)檫@種方法在沒(méi)有其它輔助的措施情況下，芳烴的回收率只能高達(dá)70～85%。此外現(xiàn)在還有一項(xiàng)新技術(shù)就是膨脹制冷，他的工作原理是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，即把氧化塔內(nèi)廢氣的內(nèi)能來(lái)等熵膨脹在透平膨脹劑內(nèi)，這就把內(nèi)能變成了機(jī)械能，廢氣就會(huì)因?yàn)樗膬?nèi)能減少了，從而也降低了溫度，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生冷量了，再通過(guò)板橋式換熱器用這部分冷量把入口處的廢氣進(jìn)行冷卻，這就可以把廢氣的溫度降低到露點(diǎn)以下了，在氣液分離器內(nèi)可以把進(jìn)來(lái)的芳烴很大一部分給冷卻下來(lái)，這個(gè)方法就可以把芳烴的回收率提高到89%。所以降低了廢氣內(nèi)芳烴的含量，也就在環(huán)境保護(hù)方面起到了很好效果。

2.2廢水及處理措施

在過(guò)氧化氫生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢水也會(huì)造成嚴(yán)重的污染，然而廢水中的主要成分就是工作液的廢水了，蒽醌法生產(chǎn)過(guò)氧化氫過(guò)程中廢水主要是由三部分組成的∶①含有芳烴等有害物質(zhì)的工作液洗滌水；③在過(guò)氧化氫生產(chǎn)過(guò)程中，每道工序排出來(lái)的廢水；③用蒸汽吹掃氫化白土床時(shí)，產(chǎn)生的蒸汽冷凝水。

處理廢水的工作原理是采用過(guò)氧化氫催化氧化-絮凝法，把過(guò)氧化氫生產(chǎn)過(guò)程中的工藝所產(chǎn)生的廢水處理干凈，它基本原理是把溶在廢水里過(guò)氧化氫添加到亞鐵鹽里面，是在酸性的條件下，就可以經(jīng)過(guò)亞鐵鹽的催化作用，過(guò)氧化氫就會(huì)產(chǎn)生游離基（-OH），這具有很強(qiáng)的氧化能力的游離基，就可以氧化分解廢水中的磷酸三辛酯、芳烴、2-乙基蒽醌、等有機(jī)物質(zhì)。然后要想把廢水的pH值調(diào)節(jié)到7～8皆可以用用石灰乳來(lái)調(diào)節(jié)，這個(gè)時(shí)候生成的沉淀就是Fe（OH）3，再經(jīng)過(guò)陰、陽(yáng)離子等高分子絮凝劑絮凝，然后再過(guò)濾絮狀物與水并使之澄清，這時(shí)廢水中的磷酸會(huì)有90%以上將會(huì)以磷酸鈣的形式在泥中沉淀，這樣就可以使水得到了凈化。用過(guò)氧化氫催化氧化-絮凝法，可以把蒽醌法生產(chǎn)過(guò)氧化氫過(guò)程中的工藝所產(chǎn)生的廢水處理干凈，處理的效果也是非常明顯的，對(duì)各個(gè)污染因子的去除率都會(huì)有較高的效率，這就得到可高達(dá)92.6%的COD去除率，污水的綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)指標(biāo)就都達(dá)到了一級(jí)排放的標(biāo)準(zhǔn)。過(guò)氧化氫催化氧化-絮凝法是利用廢水中的過(guò)氧化氫把廢水處理干凈的，這種用以廢治廢的形式得到了明顯的效果，這也不會(huì)使二次污染發(fā)生，這種經(jīng)濟(jì)效益也是非常好的，與此同時(shí)投資的設(shè)備也是非常低的、方便的操作管理、簡(jiǎn)單的流程、有著較好的處理效果等優(yōu)點(diǎn)。

2.3后處理帶堿現(xiàn)象及處理措施

帶堿現(xiàn)象在后處理工序中產(chǎn)生的原因∶因?yàn)榧涌炝艘后w的流速，增加了系統(tǒng)的負(fù)荷，在堿塔中的堿液與萃余液分離的時(shí)間變短，造成了帶堿現(xiàn)在；萃余液中的水分是被塔吸收的，過(guò)氧化氫的分解，酸性的中和萃余液，因?yàn)樵黾恿讼到y(tǒng)負(fù)荷，所以增加萃余液進(jìn)堿塔的量，降低了堿度，使堿塔的界面上漲了，因此后處理工序中帶堿；過(guò)氧化氫在工序里萃余液中有較高含量，也使后處理工的序中帶堿；在化工序中波動(dòng)了空氣，也波動(dòng)了系統(tǒng)，最后也使后處理工序中帶堿。帶堿在后處理工序的后果∶使工作液白土床內(nèi)三氧化二鋁的使用周期降低了，使更換三氧化二鋁的次數(shù)增加了，也就是使化工物料的消耗增加了；加大了氧化工序中的耗酸量，使產(chǎn)品的成本加大；增大氫化工序的堿度，堿性就出現(xiàn)在氧化工序，造成分解過(guò)氧化氫，使氧化塔壓力的超標(biāo)，容易發(fā)生爆炸事故。解決辦法∶用堿塔副線，即低于系統(tǒng)流量10%的副線流量，開(kāi)始設(shè)計(jì)的堿塔副線，盡使用在堿塔換堿時(shí)，不投入系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程中的副線。在系統(tǒng)應(yīng)用堿塔副線，用到系統(tǒng)的前提是過(guò)氧化氫含量0<.3g/L在萃余液中，而且要保證投入系統(tǒng)后0<工作液堿度<0.005g/L。而安全生產(chǎn)前提是控制過(guò)氧化氫含量0<.3g/L在萃余液中，如果過(guò)氧化氫含量>0.3g/L在萃余液中，并且在萃余液中沒(méi)有被堿塔分解的過(guò)氧化氫進(jìn)入氫化塔后會(huì)分解，其產(chǎn)生的氧氣與氫化塔內(nèi)的氫氣相遇，會(huì)達(dá)到40～75%的體積比，就會(huì)發(fā)生爆炸事故。所以把工作液堿度比控制好是非常重要的，只能在堿性條件下進(jìn)行氫化反應(yīng)，否則過(guò)氧化氫在萃余液中未被分解，很容易發(fā)生事故在氫化塔內(nèi)；把堿塔液位控制為50%，確保堿重量分?jǐn)?shù)在堿塔內(nèi)為20～30%。進(jìn)到堿塔后的萃余液，里面的過(guò)氧化氫被分解成水，就會(huì)放出熱量和氧氣，就會(huì)降低堿液的濃度，堿塔液位會(huì)上漲；過(guò)工藝調(diào)節(jié)，把過(guò)氧化氫在萃余液中含量嚴(yán)格控制在0<3g/L，方法是∶把萃取塔的進(jìn)出水流量控制好，保證氧化氫濃度在萃取塔內(nèi)梯度穩(wěn)定；萃取塔溫度控制在48～50℃；把工作液中各組份的比例嚴(yán)格控制好。

3　結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)在過(guò)氧化氫的需求量不斷增大，生產(chǎn)過(guò)氧化氫的工廠也越來(lái)越多，因此在過(guò)氧化氫生產(chǎn)過(guò)程中污染物的處理越來(lái)越得到了關(guān)注。使污染物得到有效的處理有助于環(huán)境保護(hù)。只有重視了環(huán)境的保護(hù)才能體現(xiàn)出一個(gè)企業(yè)的責(zé)任感，同時(shí)也有助于更好的管理企業(yè)，也是一個(gè)節(jié)省資源的有效途徑。這不僅能夠使企業(yè)的利益得到很大的提高，也能使公司的發(fā)展得到可持續(xù)?？傊?，對(duì)過(guò)氧化氫生產(chǎn)過(guò)程中的污染物進(jìn)行有效的處理只有益處。

[1]李紹森.三經(jīng)甲基丙烷油酸醋的合成研究，2011（4）∶23.

[2]孟凡會(huì).雙氧水生產(chǎn)中后處理工序帶堿原因及預(yù)防措施[J].化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料，2006，4（4）∶65～67.

[3]卞大華.過(guò)氧化氫工廠生產(chǎn)中的污染物回收及處理[J].廣州化工，2010，38（3）∶148～149.

TQ123.6

A

1673-0038（2015）11-0190-02

∶2015-2-10

∶楊禮軍（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事環(huán)境保護(hù)及污染物治理工作。

田偉良（1985-），男，助理工程師，本科，主要從事環(huán)境保護(hù)及污染物治理工作。