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吸附與濕法催化氧化組合工藝在制藥車間有機廢氣治理的應用

更新時間:2019-04-12 14:04 來源:上海賾羽環保技術有限公司 作者: 上海賾羽環保技術有限公司 閱讀:1891 網友評論0

摘要:針對制藥行業合成車間生產真空投料、反應過程、真空干燥、蒸餾、中間品收集以及廢水站等環節揮發性有機物的污染情況,提出了吸附與濕法催化氧化組合的治理工藝,有效降低有機物排放,并成功解決車間異味問題。

關鍵詞:揮發性有機物(VOCs);吸附;濕法催化氧化

引言

制藥行業合成車間主要的操作環節有真空投料、常/減壓反應、(真空)干燥、蒸餾、中間品收集以及廢水站等。其中,配料、中間品收集、過濾和廢水站等的污染主要為無組織揮發,風量大濃度低持續性長;真空投料、常/減壓反應、(真空)干燥和蒸餾等為間歇性集中排放,風量小濃度高短時性顯著。通常的廢氣主要污染物為乙醇、二氯甲烷、乙醚甲醇等,其中醇與醚占80%以上,少量二氯甲烷。一個合成車間的有機物排放量約5~8t/年,污染物的性質差別較大,排放的濃度波動也較大,并有嚴重的異味惡臭。為此,提出了車間密閉,統一收集,用于調整有組織收集濃度,集中收集后的廢氣采用吸附法與濕法催化氧化組合工藝治理,并消除異味與惡臭。

1、工藝原理

1.1吸附/吹掃脫附

合成車間采用集中收集后,針對真空排放、反應排放等短時高濃度的排放工況,采用吸附裝置,利用色譜競爭吸附原理,將超標高濃度的尖窄濃度峰型平抑為中低濃度的扁寬濃度峰型,減緩后續處理的負荷。當沒有高濃度排放時,收集廢氣逐漸將活性炭中的部分有機物吹掃脫附下來,進行深度處理。通過吸附/吹掃脫附的處理流程,既降低了間歇性高濃度排放過程超標的風險,較常規吸附裝置減少了吸附劑的更換頻次,減輕危廢等二次污染問題。表1.1-1記錄了某合成車間縮聚反應真空排放過程吸附裝置進出口濃度。

表1.1-1合成車間排放廢氣吸附裝置進出濃度參數(mg/m3)


序號 吸附進口 吸附出口 序號 吸附進口 吸附出口 序號 吸附進口 吸附出口
1 10 29.8 7 250 110 13 7.8 42.5
2 12 30.8 8 245 111 14 88 65
3 9.5 29 9 190 90 15 23 42
4 7.6 27.6 10 200 96 16 7.4 32
5 7.3 28.5 11 198 96 17 7.6 32.5
6 243 102 12 198 98 18 6.3 29.5
 

1.2濕法催化氧化

1.2.1濕法催化氧化概述

濕法催化氧化技術是在傳統噴淋方法基礎上結合化學氧化技術所開發的新一代處理低濃度有惡臭異味的VOCs氣體專用處理技術。該技術通過特制噴嘴,將吸收氧化液(以水為主,混配有氧化劑)呈發散霧化狀噴入催化填料床,在填料床液體、氣體、固體三相充分接觸,通過液體吸收和催化氧化作用將氣體中異味物質吸收或氧化。

依據廢氣成份,通過調整催化劑、氧化劑的組份及配比,可處理多種廢氣;尤其適合成分復雜的廢氣治理;含鹵、含硫廢氣的處理。適合于總排放量適中(年排放量1t~30t)、中低濃度的廢氣處理項目,運行成本優勢明顯。

濕法催化氧化有以下適用特點:

(1)填料性能好:催化氧化塔內的填料無需更換,耐用性更強,節約成本。填料具備很高分散能力,從而具有很好的噴淋效果;

(2)處理效率高:具有廣譜性,處理范圍廣泛,對中低濃度有異味的氣體有很好的處理效果;

(3)運行穩定:即開即用,操作方便,耐沖擊負荷能力強,運行穩定可靠。

1.2.2濕法催化氧化工藝要點

(1)PH值

濕法催化氧化中的催化劑在適中的酸性條件下具有高效的活性:PH值太高,氧化劑分解加速,失去氧化能力;PH太低,催化劑會形成復雜的水合物,導致有機物反應效率降低。因此,合適的PH值大約在1~3的范圍。

(2)催化劑/氧化劑

通常,在氧化劑恒定的條件下,催化劑/氧化劑的比值增大,氧化效果越好。但催化劑的量過大,會導致未使用的催化劑引起反應體系色度增大以及塔釜成鹽的幾率提高。針對不同的有機物,需要調配催化劑與氧化劑的投加比。

2、工藝流程

吸附法與濕法催化氧化組合工藝主要由吸附預處理系統、濕法催化氧化塔、凈化堿吸收塔、除霧塔等幾部分組成。

流程圖

圖2.1-1吸附與濕法催化氧化組合工藝流程圖

3、應用實例

以某合成生產車間為例,主要污染物為二甘醇、乙二醇、新戊二醇、乙二酸、對(間)苯二甲酸以及少量的酯和醛,車間排放主要為投料、過濾、包裝的分散排放氣以及真空泵管道排放氣。密閉收集之后,有組織排放風量約10000m3/h,短時較高的排放速率約5kg/h,大多數時間的排放速率約0.2kg/h。

處理系統中吸附裝置采用一臺吸附器進行吸附脫附過程,吸附塔的吸附脫附切換根據生產排放氣濃度的高低,由吸附劑吸附狀態自由切換,吸附塔后排放氣再結合濕法催化氧化系統(包括氧化塔、堿吸收塔以及加藥系統)深度處理,根據排放濃度監測情況調節催化劑/氧化劑的配比,達到氧化分解有機物的目的。

圖3.1-1吸附與濕法催化氧化系統全景圖

圖3.1-2車間生產真空泵排放過程處理結果記錄

4、小結

1、制藥行業合成車間有機廢氣排放總量低,排放風量較小,排放有機物濃度波動大,間歇性排放特征明顯,主要的處理方法可以考慮以吸收、吸附和高級氧化方法為主。

2、本組合工藝中,針對車間真空泵、反應過程間歇性排放,小風量高濃度的工況,采取了化峰為平的處理措施,經受住了濃度波動大的沖擊,很好地利用了生產排放的特點,適宜地解決了合成制藥車間間歇性排放超標的問題。

3、吸附與濕法催化氧化組合工藝治理在處理合成制藥車間有機廢氣污染過程中,有效降低車間有機物的排放濃度,達到排放標準,同時成功解決長期困擾車間的異味臭氣問題。
 


 
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