珠海奥思特环保科技有限公司 519000
摘要：介绍了目前聚酯装置产生废水、废气处理的工艺流程、工艺运行参数和汽提塔的运行现状。指出目前处理聚酯装置产生废水、废气工艺流程存在的问题。从废气工艺流程优化和汽提塔效率优化2个方面提出了一些建议和解决方案。
关键词：聚酯；废水废气；处理
Abstract: This paper introduces the current process of waste water, waste gas treatment, process operation parameters and operation status of stripping tower. It is pointed out that there are problems in the process of wastewater treatment and waste gas process. Some Suggestions and solutions are proposed from the two aspects of the optimization of exhaust gas technology process and the efficiency optimization of stripping tower.
Key words: polyester; Waste gas; handling
前言
废水处理装置的目的是为了降低废水中有毒有害污染物含量，控制废水对环境的污染。 因此, 有必要控制由于废水处理装置运行时带来的二次污染。根据来源的不同, 废水主要分为生活废水和工业废水, 其中工业废水中所含的有害物质量大且种类繁杂, 因此本文将介绍国内外工业废水处理装置中的废气和挥发性有机物的排放情况以及最新控制技术, 分析其利弊, 并就国内开发废气控制技术方向提出自己的观点。
1 聚酯装置产生废水废气的工艺流程
以辽化涤纶厂国产化生产20万t/a聚酯为例，其聚酯装置是由中国纺织工业设计院设计，工艺产生废水废气的流程如图1所示。
由表3可知,汽提塔工艺运行很不平稳,其工作效率也很不稳定。正常运行时最低效率仅达到16.80%,进水和出水的COD值波动都非常大,其主要原因是汽提蒸汽阀开启度很大。汽提蒸汽带走废水中的易挥发组分乙醛等的同时,也带走了废水中的大量水分,致使废水中乙二醇沉积在汽提塔塔底,且随着汽提塔运行时间的增长而使沉积的乙二醇越来越多,导致出水COD值远远超出汽提塔的设计参数。即使对出水成倍地进行稀释,也不能保证外排出水的COD值均在汽提塔的设计范围之内,以至大幅度减少汽提塔进水并采用大量水冲洗汽提塔塔底寄存液体时,其出水口排水COD值仍很高,导致汽提塔的汽提效率呈现较高的假象和产生严重负值的非正常数据。依据以上记录数据作汽提效率与塔顶温度、塔底温度和蒸汽阀开度关系图,汽提效率与汽提塔的进、出口水量的关系。
3 废气处理存在的问题
大多数厂家都未采用汽提装置处理其工艺废水中产生的废气，其中有的酯化尾气经淋洗塔处理后也是直接高空排放,有的聚酯装置在设计中曾直接将酯化尾气接引到热煤炉中，但惮于可能发生爆炸,一直未曾真正将废气处理燃烧,依旧是采取高空排放措施。
3.1国内外聚酯废气的通常处理方法
聚酯废气中含有大量的乙醛和乙二醇，排放到空气中会对人体和生态环境造成危害，但是由于生产工艺和设备的限制，聚酯生产过程中出现的废气大都是经过简单的喷淋之后直接排放到空气之中，因此需要根据产能、废气成分和设备具体状况设计合理的废气处理措施才能达到处理废气的目的。
（一）聚酯废气的处理方法
一般常采用的是喷淋处理，但是喷淋处理的效果不是很明显，往往喷淋完的废气中仍然含有大量的乙二醇和乙醛，依然不能够达到排放的标准。所以优先考虑的是燃烧废气的处理方式，但是燃烧尾气的过程中容易发生爆炸现象，这是阻碍尾气处理的一大因素，科学研究表明乙二醇的爆炸极限体积分数在1.8%-15.9%之间，因此在废气处理过程中，可以将工艺废气进行鼓风稀释使其乙二醇的含量小于爆炸极限体积分数，再灌入热炉中进行焚烧。
（二）聚酯废气处理技术的合理选择
在大多数生产厂家都是采用喷淋和焚烧相结合的技术，将喷淋后的混合蒸汽一起焚烧，能够减少废气后处理成本，以较小的代价使废气处理能够达到排放标准。有的企业采用的是催化剂燃烧发处理PET生产过程中规出现的废气，经过催化燃烧处理后的废气能够达到国家要求的废气排放标准。使得废气中危险化合物含量处在一个合理的标准范围内。
3.2工艺设计的矛盾
在空气中,乙二醇爆炸的极限体积分数为1.8%～ 15.9%,乙醛的爆炸极限体积分数为4.0%～ 57%。若将工艺废气送往热煤炉焚烧,可采取鼓风稀释的方法对含乙醛和乙二醇的尾气进行处理,使其含量控制在低于其爆炸极限。
有采用催化燃烧法处理聚对苯二甲酸乙二醇酯生产废气的报道，处理后的废气总烃质量浓度由2 555～ 5 099mg/m 3降至1～ 38mg/m 3,小于120mg/m 3非甲烷总烃的国家排放标准,总烃去除率达98.6%～ 100%;处理后的废气中乙醛质量浓度小于99mg/m 3,低于125mg/m 3乙醛的国家排放标准。因此,亦可直接采用催化燃烧法处理聚酯的工艺废气,并将
处理完的废气送热煤炉焚烧。
4.2 47-C 01汽提塔汽提效率的优化
47-C 01汽提塔的汽提效率一直未能达到设计要求,且汽提塔送往热煤炉的尾气并非以气体形式进入炉膛,而是以一定流量的水流进入炉膛,处于不正常状态。因此,汽提塔的工艺优化势在必行。分析汽提塔汽提效率偏低的主要原因有以下几点。
4.2.1 运行负荷太高
汽提塔的设计,并未考虑到13-E 01冷凝尾气②、第一预缩聚反应尾气④、终缩聚反应尾气③以及24-C 01淋洗塔所用的冷却水给47-C 01汽提塔所增加的运行负荷,只是针对乙二醇分离塔的塔顶冷凝液而设计的。聚酯装置在目前的生产负荷下,乙二醇分离塔的工艺废水产生量约为3.5t/h,淋洗塔因喷淋产生的废水水量约为1.00t/h,因此造成汽提塔超负荷运行,导致汽提塔汽提效率降低是不可避免的。
4.2.2 操作参数的控制有待优化
聚酯生产工艺废水中主要有机污染质乙醛的沸点为20.8℃ ,乙二醇的沸点为197.7℃ ,两者沸点相差很大,由表2的记录数据可知,47-C 01汽提塔运行的塔顶温度一直在100℃左右,塔底温度绝大部分高于水的沸点。由于100℃与乙醛和乙二醇的沸点均相距甚远,该温度在一定范围内的波动对废水中的乙醛和乙二醇蒸发挥发效率不会起决定性的作用,而由于带压蒸汽的汽提作用,将在塔底产生一定的真空度,大量的水被汽化进入尾气则成为必然结果。这就导致进入热煤炉炉膛的汽提塔尾气带入了一定流量的水流,一定程度上影响了热煤炉燃烧,并造成汽提塔塔底废水中乙二醇的含量加大而使废水COD值超标。
由表2汽提塔工艺运行参数的记录可知:前期大部分汽提塔废水外排流量明显低于进水流量,几乎接近进水流量的一半,也就是说,废水中有一半水被汽提带出,由此而使排出口废水的COD值增加1倍。后期,出水口是进水口水流量的2倍,是由于在出水口增加生产用水而使废水的COD值有所下降,并未能从提高汽提塔的工作效率方面有所突破。如此这般,不仅增加了生产用水量,而且还成倍地增加了废水的排放量,而并未减少污染质的排放总量,未从根本上解决问题。
结束语：
对于废水废气产生原因分析，从根本上进行优化，解决聚酯生产过程中产生废水和废气的因素，从生产工艺入手，合理优化反应工艺，减少在生产过程中废水废气中乙醛和乙二醇的含量，才能够减轻废水废气后期处理的压力。加大废水废气后期吸收处理手段研究力度，提高处理手段。因此优化聚酯生产工艺过程、开发废水废气处理手段才能够从根本上提高处理效率。
参考文献：
[1] 马承愚，彭英利.高浓度难降解有机废水的治理与控制[M].化学工业出版社,2016
[2] 农少梅，等.聚酯废水处理技术研究新进展[J].2015.6
[3] DB 12/524－2014 工业企业挥发性有机物排放控制标准[S].2014.2
[4] 段云霞，等.甲苯降解菌的降解特性及生物强化作用的研究[J].环境污染与防治,2015
论文作者:邹骥
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期
论文发表时间:2018/2/1
标签：废气论文; 废水论文; 聚酯论文; 乙醛论文; 尾气论文; 工艺论文; 煤炉论文; 《建筑学研究前沿》2017年第25期论文;