丙烯腈作为合成现代工业生产产品的原材料,在合成纤维、橡胶、树脂等方面应用广泛。但是不断提升丙烯腈产量,又会带来严重的环境污染。为了改善废水处理问题,现阶段丙烯腈厂广泛使用相关处理装置,对于含硫废水进行二次转换,将原本废弃的工业废水转化为可以再次投入生产使用的硫酸原料,大大提高原料使用效率,降低环境污染。
1、工艺原理
由于丙烯腈厂在作业过程中产生有毒有害物质,其主要成分可以归为丙烯腈、氰化物、硫酸、硫酸盐。在过去的生产中,这些物质会融入生产废液中,不仅难以二次利用,排放到环境中还会造成严重的环境污染。而在现阶段废水制酸工艺流程中,需要对废液进行浓缩处理,然后进行焚烧、净化,将产生的气体物质进行合适处理,将成品硫酸保存使用,将废水送入污水厂进行深度处理,将尾气进行脱酸处理,排放到空气中。
在焚烧过程中,丙烯腈、氰化物等其他有化合物与空气充分接触,N、H、O、C等物质被氧化成N2、H2O、CO2等气体,而硫酸及硫酸盐则是被氧化成SO2、SO3、H2O等气体。通过燃烧废弃渣油,提供氧化大部分所需热量,而有机物在焚烧过程中也会释放少量热量。为了保持气体顺利地进入下一环节,不发生冷凝现象,需要对焚烧炉出口温度进行温度维持,一般温度维持在1065℃即可。
主要化学反应式如下:
含有机物硫酸盐、含硫酸废水在高温下进行如下分解反应:
以上单位皆符合。
2、工艺特点
废水制酸系统主要包含原料溶液浓缩、原料固体熔融、高温焚烧、气体处理净化、气体转化、干吸操作、尾气脱硫处理等几个步骤。工艺流程并不复杂,但是含硫废水中存在非硫物质、有机化合物等复杂成分,除去对于气体的常规处理外,在处理工艺上还具备以下几个特点。
2.1 焚烧更加充分
焚烧作为含硫废水制酸中的关键步骤,也是处理步,工艺更为精细。在焚烧炉中设置挡板,并且针对焚烧炉内氧气含量实时监控,将焚烧所需的氧气送入焚烧炉中,使燃料与含硫废水充分混合,彻底焚烧,达到焚烧标准后,进入下一步流程。焚烧过程中,焚烧炉要维持高温状态,一方面促使含硫废水与燃料焚烧更加充分,另一方面则是避免含硫废水浓缩不彻底,导致过多水分进入焚烧炉,使含硫废水焚烧不充分。
2.2 原料转化更加高效
采用MECD催化剂,并且使用两次转化、两次吸收的全新工艺,将原料转化率提高一个档次。而产生的尾气则经过脱硫处理,符合尾气排放标准后再进行20m高空烟囱排放,对于环境污染大大降低。
2.3 充分利用反应热能
在转化单元中产生的反应热,采取两次冷热换热器处理,对反应热进行能量回收,重新作用于反应吸收热能过程中。而产生的高温蒸汽则是收集利用,作用于鼓风机使用,将设置外氧气送入设置内部,帮助反应进行。而含硫废液经过熔融后变成液态,蕴含大量热能,则是由高温过热器进行二次回收利用。
2.4 采取新型设备投入生产
采用二级逆喷系统作为对半成品的洗涤系统,不仅可以有效避免过去洗涤工艺上发生半成品堵塞系统情况,还可以做到有效除尘,降低半成品温度,使其更符合下道工序处理要求。并且可以有效减少半成品对于洗涤系统的磨损腐蚀,去除半成品中多余杂质,提高终成品质量。
采用阳极保护酸冷却器作为热浓硫酸冷却器,不仅可以在短时间内置换大量高温,让生产所需时间大幅度降低,相较于以前设备,还有效保护设备不被高温腐蚀,延长使用寿命的作用,后期维修与保养也很方便。
将气体干燥塔与废气吸收塔的底部设计成防涡流球形,填料采取大孔洞球面拱形,不仅提高了吸收效率,还可以同时处理大量气体,效率提高几个等级。
积木式结构转化器,不仅转化效率大幅度提高,因为采用不锈钢材质,在转化时间内不会发生漏气泄气现象,充分转化气体,经济效益高。
2.5 采用DCS控制系统
DCS控制系统,即Distributed Control System,以微处理器作为控制系统基础,可以将生产过程中产生的数据进行汇总处理,不仅可以对数据进行统一管理,还能控制不同环节,有效把控生产过程中的每个细节。对于生产过程中工艺参数实时监控,以数据形式进行记录保存,控制生产符合标准。一旦发生不符合生产标准的突发事件,DCS控制系统会立即报警,提醒相关工作人员及时处理。并且DCS控制系统可以远程操控,有效保护工作人员人身安全,使生产作业安全性大大提高。