雙氧水裝置擴(kuò)產(chǎn)節(jié)能減排研究

汪劍塵

摘 要：目前國(guó)家正不斷加大治理三廢的力度，而當(dāng)今中國(guó)以及國(guó)際都在大力提倡節(jié)能減排，發(fā)展循環(huán)式經(jīng)濟(jì)。其中作為綠色環(huán)?；瘜W(xué)產(chǎn)品之一的雙氧水也因此而呈現(xiàn)用量上升趨勢(shì)。針對(duì)市場(chǎng)當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)力以及形式，雙氧水廠家通過(guò)不斷加強(qiáng)改進(jìn)，優(yōu)化生產(chǎn)裝置，著重以節(jié)能減排、降低消耗為最終目的，利用10余年進(jìn)行生產(chǎn)、實(shí)踐，再加以不斷改造，進(jìn)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(jī)組富余空氣，廢水處理及再利用這些層面上做了相應(yīng)改進(jìn)優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：雙氧水裝置；擴(kuò)產(chǎn)；節(jié)能減排

前言

由于國(guó)家加強(qiáng)三廢處理力度，作為綠色環(huán)保化學(xué)品之一的雙氧水隨之用量逐年上升。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，當(dāng)前發(fā)展循環(huán)式經(jīng)濟(jì)，加強(qiáng)節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境已是工業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。但是雙氧水生產(chǎn)過(guò)程中也存在諸多問(wèn)題。例如某公司在生產(chǎn)雙氧水時(shí)存在的問(wèn)題包括：冷卻循環(huán)系統(tǒng)需要消耗大量的水；芳烴易揮發(fā)，造成環(huán)境污染，危害人體健康；廢水排放會(huì)對(duì)農(nóng)田、河流等造成污染；氧化系統(tǒng)需要利用空壓機(jī)輸送，從而消耗大量電能等等。這些問(wèn)題不僅造成環(huán)境污染，處理這些問(wèn)題會(huì)相應(yīng)的增加雙氧水生產(chǎn)成本。公司鑒于此，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)改造，較好的解決了以上問(wèn)題。

1.雙氧水生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)述

國(guó)內(nèi)大多采用蒽醌法自動(dòng)氧化法來(lái)大量生產(chǎn)雙氧水。蒽醌法自動(dòng)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(jīng)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(jìn)入塔中的氫氣發(fā)生反應(yīng)生成氫蒽醌。③工作液（氫化液）接著進(jìn)入氧化塔，其中的氫蒽醌和空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)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(lái)后即進(jìn)入萃取塔，由于雙氧水較易溶于水，因此可以利用純水來(lái)將氧化液中的雙氧水萃取出來(lái)。⑤經(jīng)萃取塔底流出的粗雙氧水進(jìn)一步進(jìn)行凈化，即得到合格的雙氧水產(chǎn)品，其余液體則回流至萃取塔頂流出而后進(jìn)入堿塔及活性氧化鋁床，經(jīng)過(guò)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(huán)使用。

2.擴(kuò)產(chǎn)節(jié)能減排措施

對(duì)裝置進(jìn)行了大規(guī)模的擴(kuò)產(chǎn)節(jié)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(tǒng)

首先將氧化系統(tǒng)排出的尾氣用冷凍水進(jìn)行降溫冷卻、從而冷凝回收重芳烴，然后經(jīng)過(guò)碳纖維吸附系統(tǒng)進(jìn)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(jīng)新增炭纖維吸附系統(tǒng)的吸附，達(dá)到了減少?gòu)U氣排放和芳烴消耗量的目的，使得年回收芳烴量達(dá)到約15t。氧化工序中氧化尾氣占據(jù)生產(chǎn)過(guò)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(jìn)行回收。雙氧水生產(chǎn)廠家在氧化系統(tǒng)的放空管后面增加活性炭纖維吸附系統(tǒng)來(lái)吸收廢氣中的芳烴。

活性炭纖維的技術(shù)特性

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

活性炭纖維吸附法運(yùn)行評(píng)價(jià)

新增活性炭纖維之后，每日回收芳烴可達(dá)340kg，每日耗電達(dá)55kW？h，消耗低壓蒸汽則達(dá)到每日2t，如果以1a運(yùn)行330天來(lái)計(jì)算，回收裝置投資45萬(wàn)只需要7個(gè)月。同時(shí)因?yàn)樾略鎏坷w維吸附裝置，降低了芳烴的消耗，相應(yīng)地可降低生產(chǎn)成本25萬(wàn)元/噸。經(jīng)新增活性炭纖維吸附裝置之后，經(jīng)氧化系統(tǒng)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(gè)裝置同時(shí)也解決了芳烴易揮發(fā)造成污染的問(wèn)題，減少了環(huán)境污染。由于尾氣得到處理，排放大量減少，可以實(shí)現(xiàn)尾氣達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)由于可燃物減少，提高了裝置運(yùn)行過(guò)程中的安全性。

2.2改造污水處理系統(tǒng)

對(duì)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行改造，將污水處理系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)化，分為催化氧化、氣浮除油、三級(jí)隔油、生物氧化等部分，細(xì)化處理污水后達(dá)到國(guó)家污水綜合排放自己標(biāo)準(zhǔn)之后進(jìn)行排放。新增的氧化塔改善了污水系統(tǒng)，塔外利用盤管冷卻廢水，而塔內(nèi)則采用不銹鋼規(guī)整填料（清華大學(xué)專利技術(shù)，國(guó)內(nèi)首次利用），同時(shí)設(shè)置氣液再分布器將空氣與工作液充分混合，加強(qiáng)氧化與流通，提高了氧化收率，目前已達(dá)96%以上。

通過(guò)不斷改造技術(shù)，推廣清潔生產(chǎn)，雙氧水生產(chǎn)廠家達(dá)到了提高操作技術(shù)水平，資源合理分配和利用率，節(jié)能減排的目的。具體實(shí)施了以下措施：

1）經(jīng)氧化系統(tǒng)排出的廢液中還殘留有30%左右的過(guò)氧化氫，進(jìn)行技術(shù)改造之后，氧化殘液和濃品殘液（約含20%過(guò)氧化氫）混合后進(jìn)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(duì)殘液進(jìn)行充分利用，創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

2）濃品工段產(chǎn)生的殘液與脫鹽水相當(dāng)，含有微量過(guò)氧化氫，在濃品工段運(yùn)行時(shí)，殘液可回收至純水槽，用于稀品生產(chǎn)用水。

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

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

污水處理系統(tǒng)經(jīng)改造后：一方面加強(qiáng)了控制污水源頭，減少了污染物的排放，另一方面及時(shí)地回收地下回收槽內(nèi)的工作液，在一定程度上保證了污水水量以及水質(zhì)的相對(duì)穩(wěn)定性（污水日產(chǎn)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(guò)利用先進(jìn)的填料技術(shù)，同時(shí)將塔內(nèi)的冷卻盤管改為塔外換熱器進(jìn)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(gè)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(huán)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(shí)更換為冷凍水。這一系列的改進(jìn)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(huán)境。

3.小結(jié)

綜上所述，在雙氧水的生產(chǎn)過(guò)程中，一個(gè)企業(yè)如果想要長(zhǎng)期發(fā)展，不僅需要不斷降低成本，優(yōu)化技術(shù)，穩(wěn)定生產(chǎn)，還需要不斷改造，探索新技術(shù)。通過(guò)上面成功的改造經(jīng)驗(yàn)，企業(yè)在實(shí)施技術(shù)改造之后，不僅做到了節(jié)能減排，循環(huán)發(fā)展，還能降低生產(chǎn)成本，穩(wěn)定生產(chǎn)，為諸多化工生產(chǎn)廠家提供了一定的借鑒經(jīng)驗(yàn)。因此生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過(guò)程中仍然要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，不斷改造生產(chǎn)技術(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)裝置，達(dá)到節(jié)能減排，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。

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