房井新，張仁鵬

（1.上海梅山工業(yè)民用工程設計研究院有限公司，南京 210039；2.上海梅山鋼鐵股份有限公司，南京 210039）

焦化廠含萘廢氣治理

房井新1，張仁鵬2

（1.上海梅山工業(yè)民用工程設計研究院有限公司，南京 210039；2.上海梅山鋼鐵股份有限公司，南京 210039）

焦化廠工業(yè)萘產(chǎn)品槽區(qū)域存在含萘廢氣無組織放散問題，通過實例表明新設計的含萘廢氣處理凈化回收裝置，可有效控制含萘廢氣的無組織放散，改善工業(yè)萘產(chǎn)品槽區(qū)域的現(xiàn)場環(huán)境。

含萘廢氣；換熱器；袋式除塵器；達標排放

1 引言

萘，又稱并萘，是一種無色有光澤的片狀結晶。不溶于水，易升華，能隨水蒸汽揮發(fā)，有特殊氣味，是工業(yè)上最重要的稠環(huán)芳烴，可用于生產(chǎn)苯酐、染料的中間體、橡膠助劑和殺蟲劑等。空氣中最高允許濃度標準為10ppm。根據(jù)純度不同，萘可分為工業(yè)萘和精萘。工業(yè)萘的純度一般約為96%，工業(yè)萘進一步提純脫除雜質及脫硫后，可得到高純度的精萘。

從煤焦油中分離出來的萘稱之為焦油萘。在高溫煤焦油中萘占8%～12%。從焦油精餾塔側線切取出溫度區(qū)間為210℃～230℃的萘油餾分，經(jīng)過洗滌脫酚，再精餾分離輕組分，便可得到凝固點為78℃、純度為96%的工業(yè)萘。

工業(yè)萘中含雜質硫茚（1%～3%）、甲基萘（1%～2%）及少量茚、焦油堿和焦油酸。工業(yè)萘是化學工業(yè)中一種很重要的原料，其主要由煤焦油進一步加工分離制取，其在煤焦油中相對含量較高，在我國煤焦油中的含量可達到8%～12%，是焦油加工的重要產(chǎn)品。工業(yè)萘為白色或微黃晶體，有強烈的氣味，溶于醚、甲醇、無水乙醇、氯仿等，常溫下能升華，與空氣混合能形成爆炸性混合物，屬易燃固體，分子量128，密度1.162g/cm3，沸點218℃，熔點80.2℃，閃點78.9℃，爆炸極限0.9%～5.19%，自燃點690℃，折射率1.58218。

2 工業(yè)萘區(qū)域現(xiàn)狀及存在的問題

萘在遠低于沸點溫度下，就具有很大的蒸氣壓，因而在加熱時，固體萘能夠不經(jīng)過液態(tài)直接變?yōu)檩琳魵?，而萘蒸氣在冷卻時又可不經(jīng)過液態(tài)而直接轉變?yōu)殂y白色固體。因此，固體和液體萘均能以這種形式轉變?yōu)檩练蹓m。萘粉塵的主要散發(fā)點有：萘的貯槽、萘的成型設備等。

某焦化廠的工業(yè)萘產(chǎn)品槽區(qū)域包括6個工業(yè)萘儲槽、液萘發(fā)貨裝置和萘結片系統(tǒng)，廢氣源主要有：6個工業(yè)萘槽的放散氣（2個工業(yè)萘高置槽、3個工業(yè)萘產(chǎn)品槽、油配裝置區(qū)1個3000m3工業(yè)萘大槽）、液萘發(fā)貨產(chǎn)生的廢氣、萘結片機組產(chǎn)生的廢氣。工業(yè)萘高置槽、工業(yè)萘產(chǎn)品槽、工業(yè)萘大槽、液萘發(fā)貨、萘結片機組產(chǎn)生的萘揮發(fā)廢氣，屬于非甲烷總烴。

萘結片機組產(chǎn)生的廢氣有一套布袋式捕集裝置，主要是將萘結片生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的升華萘通過排風機抽入脈沖袋式除塵器，升華萘被布袋捕集回收，尾氣經(jīng)消聲器

由煙囪外排。目前運行效果良好，但6個工業(yè)萘儲槽、液萘發(fā)貨產(chǎn)生的廢氣沒有收集裝置和設施，產(chǎn)生的廢氣無組織排放，嚴重影響了環(huán)境。工業(yè)萘產(chǎn)品槽區(qū)域廢氣主要存在如下問題：1）工業(yè)萘槽無廢氣處理設施，升華萘容易通過槽頂取樣口、放散口逸出，影響環(huán)境；2）工業(yè)萘槽收送料前后均采用蒸氣吹掃，吹掃作業(yè)會造成槽內升華萘從槽頂逸出，影響環(huán)境；3）液萘發(fā)貨產(chǎn)生的廢氣未經(jīng)處理無組織排放，影響大氣環(huán)境。

3 改造方案

3.1 方案選擇

萘在遠低于沸點的溫度下，就具有很大的蒸氣壓，因而在加熱時，固體萘能不經(jīng)過液態(tài)直接變?yōu)檩琳魵?，而萘蒸氣在冷卻時又不可經(jīng)過液態(tài)而直接轉變?yōu)殂y白色固體。因此，固體和液體萘均能以這種形式轉變?yōu)檩练蹓m。該區(qū)域萘粉塵的主要散發(fā)點為萘的貯槽、萘的成型設備等。

工業(yè)萘產(chǎn)品槽區(qū)域的主要廢氣為含萘氣體，且萘在常溫下會結晶析出呈固態(tài)。結合現(xiàn)有萘結片裝置廢氣處理的成功經(jīng)驗及現(xiàn)場的供輔設施，考慮在工業(yè)萘高置槽、工業(yè)萘產(chǎn)品槽、工業(yè)萘大槽的放散管連接管道，在液萘發(fā)料處增設集氣罩，含萘廢氣被收集后進入換熱器冷卻，固態(tài)工業(yè)萘通過換熱器收集，含萘廢氣經(jīng)布袋除塵器凈化后通過煙囪排放。經(jīng)處理后，排放滿足《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》（GB 16172-2012）。

3.2 工藝流程

萘結片裝置工業(yè)萘槽及液萘發(fā)貨產(chǎn)生的含萘廢氣，在引風機的作用下，進入集氣管，集中后經(jīng)立式換熱器處理，部分液態(tài)萘流出換熱系統(tǒng)，收集至萘收集槽集中處理；另外部分萘廢氣通過袋式除塵器捕集凈化，萘被收集后送至萘收集槽集中處理，氣體則通過引風機送入煙囪高空排放（見下圖）。

工藝流程圖

3.3 主要設備選型

根據(jù)各儲槽呼出的廢氣量及液萘發(fā)貨口發(fā)散量，核算總廢氣量約5000m3/h。為此新建1套換熱器，1套除塵器及相應的風機、排氣筒等。各儲槽的放散廢氣擬利用集氣管直接從現(xiàn)有放散管上接取，同時在槽頂安裝呼吸閥（現(xiàn)已有呼吸閥的除外），以保證儲槽抽氣時的安全。同時由于該區(qū)域的發(fā)料臂為簡易可伸縮發(fā)料臂，考慮新增廢氣收集罩。同時，為保證阻力平衡，在廢氣收集處增設手動調節(jié)閥。

3.3.1 換熱器

換熱器選用管殼立式換熱器1套，TS管殼式換熱器，總傳熱面積（以管中心徑計）：110m2。參數(shù)如下表。

換熱器參數(shù)表

3.3.2 袋式除塵器

除塵器選用脈沖袋式除塵器1套，處理風量5 0 0 0 m3/h，濾袋規(guī)格φ160×2600mm，濾袋數(shù)量41條，過濾面積54m2，采用脈沖反吹系統(tǒng)，反吹介質采用氮氣。

3.3.3 風機

新增2臺防爆防腐離心風機（1用1備）。風機型號NFB102. No.5D，配套電機YBX160M2-2，風量4293～6349m3/h，全壓6035～5381Pa，轉速2900r/min，電機功率15kW。

3.4 溫水循環(huán)系統(tǒng)

為冷卻含萘廢氣，新建1套溫水循環(huán)系統(tǒng)（新建溫水槽1座），為換熱器提供冷卻介質。

循環(huán)水采用除鹽水，補水利用現(xiàn)有蒸氣冷凝水，溫水槽加熱采用蒸氣直接加熱；換熱器外部冷卻水采用現(xiàn)有循環(huán)水系統(tǒng)，換熱器換熱面積4.5m2，循環(huán)泵流量12m3/h，揚程30m。溫水系統(tǒng)含：溫水槽1臺，采用蒸氣直接加熱，設計溫度70℃，蒸氣采用現(xiàn)場手動控制，溫水槽自帶溫度及液位顯示；溫水泵2臺，1用1備、自切互投，超低液位自動停泵；螺旋板換熱器1臺。溫水（除鹽水）供水量：Q = 12m3/h，H = 30m，t = 70℃；循環(huán)水需水量：Q = 15m3/h，H = 30m，t ≤35℃。

3.5 氮氣及蒸氣

新建袋式除塵系統(tǒng)中的袋式除塵器反吹用氮氣接自工業(yè)萘產(chǎn)品槽區(qū)域現(xiàn)有的氮氣總管。袋式除塵器前的所有含萘廢氣管道均需做內伴熱、外伴熱和保溫，管殼式換熱器做保溫。保溫管道在法蘭和閥門等位置采用可拆卸保溫結構。溫水槽、換熱器下部的萘收集槽和防爆除塵器下部的萘收集槽需設置蒸氣管道，用于吹掃。

4 處理效果和目標

經(jīng)凈化后的廢氣排放指標符合《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》（GB 16172-2012）。

5 結論

焦化廠工業(yè)萘產(chǎn)品槽產(chǎn)生的含萘廢氣通過收集，采用換熱冷卻過濾的處理方式，可有效控制含萘廢氣的無組織放散，改善現(xiàn)場環(huán)境；通過換熱，廢氣中的工業(yè)萘結晶，可回收工業(yè)萘固體，使資源得到有效回收。通過此種方式處理含萘廢氣，具有很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，值得推廣。

[1] GB 16172-2012．煉焦化學工業(yè)污染物排放標準[S]．

[2] 王純，張殿?。畯U氣處理工程技術手冊[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2012．

Naphthalene-contained Waste Gas Control in A Certain Coking Plant

FANG Jing-xin, ZHANG Ren-peng

X701

A

1006-5377（2016）11-0055-03