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粘胶纤维工厂的废气处理设备厂家

来源:http://www.hstdustcollector.com     时间::2017-6-14 7:38:17    
一、粘胶纤维厂废气的来源与特点:粘胶纤维是以棉绒和木材等天然纤维素制成的棉浆粕、木浆粕为原料,经过一系列复杂的化学变化和物理化学变化制成的再生纤维素纤…...
  粘胶纤维工厂的废气处理设备厂家
一、粘胶纤维厂废气的来源与特点:
  粘胶纤维是以棉绒和木材等天然纤维素制成的棉浆粕、木浆粕为原料,经过一系列复杂的化学变化和物理化学变化制成的再生纤维素纤维。粘胶生产主要分为原液、纺练、酸站三个工序,在这三个工段均有 CS2、H2S 排出,形成工艺废气。产生部位有:黄化机、熟成桶、脱泡桶(罐)、纺丝机、牵伸机、切断机、铺毛机、精练机、酸浴脱气等工段产生的废气。其中原液车间废气主要成份为 CS2,由游离的 CS2 挥发产生;纺练车间工艺废气同时含有 CS2 和 H2S,纺丝机废气主要源于粘胶与硫酸反应,牵伸机、铺毛机、精练机废气主要源于高温逸出;酸站车间工艺废气同时含有 CS2 和 H2S,主要来源于酸浴真空脱气。
  废气的性质特点有:①同时含有 CS2 和 H2S,两种物质物化特性相差较大,CS2 沸点高达 46.2℃,而 H2S 沸点低、有还原性和弱酸性,难以在同一条件下用同一吸收剂将两种气体以较经济的形式去除;②废气产生点多,各排放点废气量、浓度差异较大;③混合废气 CS2 浓度远高于 H2S,最高可达 100g/ m3;④易燃易爆、恶臭有毒:CS2 和 H2S 均为挥发性、低闪点、有毒性和恶臭的物质,废气处理应首先考虑机体密闭,同时应注意安全性。

二、国内外同类废气治理现状:
  工艺废气中同时含有 CS2 和 H2S,且两种物质难以采用同一种方法去除,因此将粘纤工艺废气治理方法分为分别治理法和综合治理法,其中分别治理法又分为 CS2 治理方法和 H2S 治理方法。
(一)CS2 治理方法
       国内外对 CS2治理回收方法研究较多,可以根据其浓度选择不同的方法。浓度在 10g/m3 以上时,一般采用冷凝法;当浓度在 0.3~10g/m3 时,多采用活性炭吸附法。冷凝法是回收高浓度 CS2 最经济的措施,冷凝效率一般大于 30%,在采用冷却水和冷冻水二级冷凝时,回收效率可达45~55%,适用于纺练工段和酸浴脱气的前置处理。由于 CS2在水中溶解度很小、比重大于水的特点,冷凝得到的 CS2 位于冷凝水下分层,回收得到的 CS2 纯度较高,可直接回用于黄化工段。使用冷凝回收 CS2 时,须确保纺丝机、精练机、酸浴脱气的密闭性,若密封不好,空气进入,H2S 被空气中的氧氧化成单质硫,挂在冷凝器壁上,影响热交换,降低冷凝效果。活性炭吸附 CS2 是以物理吸附为主的放热吸附,吸附后的活性炭采用蒸汽脱附,脱附气体再采用冷却水和冷冻水冷凝回收。固定床活性炭吸附法在粘胶短纤维厂的应用,主要是处理原液车间黄化机、溶解机、熟成过滤工段以及高浓度废气冷凝后产生的低浓度(<10g/m3)废气。活性炭吸附法对气体的吸附较完全,吸附效率一般可达 98% 以上,该法投资较高,运行费用也较高,同时吸附过程中将放出大量热能,故吸附时应杜绝空气进入吸附器,否则有爆炸的危险。
(二)H2S 治理方法
目前治理 H2S 废气的方法较多,有苛性钠法、改性 ADA 法、制作硫脲等。 改性 ADA 法已广泛应用于煤炭工业、化肥工业的气体净化中,利用 Na2CO3 为原料、ADA 作为催化剂,制备高纯硫磺。但在粘胶纤维行业中,因其废气中含有较多 CS2 和低量的H2S,使之应用有一定的困难。
苛性钠法是利用烧碱与 H2S 发生中和反应,去除 H2S 的方法。国外有些粘胶纤维厂,在回收 CS2 之前,先用此方法处理H2S,使 CS2、H2S 回收利用同步进行。 硫脲是一种应用极为广泛的化工原料。它通过合成制得,但需用较纯的 H2S 作为原料,在粘胶纤维生产废气中,由于H2S 与大量的 CS2 同时存在,使利用 H2S 合成硫脲遇到了许多困难,但在自备 CS2 生产车间的粘胶纤维厂,由于生产 CS2 产生大量的较高纯度的 H2S 废气,可以用来合成硫脲。
(三)综合治理法
综合治理法有催化氧化法和生化法。 催化氧化法是瑞士 KVT 公司和毛雷尔公司共同开发的处理工艺,其原理是:通过专门研制的催化剂将废气中的 H2S、CS2 转化为 SO2,再用另一种催化剂将 SO2 转化为 SO3,之后用稀硫酸或其它介质吸收而最终转化为工业级 H2SO4。该方法处理气体的浓度范围广,质量浓度大于 2g/m3 都能进行有效处理,但是质量浓度低,燃料消耗高,不经济,最适宜处理质量浓度为 7~15g/m3 的废气;对 CS2、H2S 去除效率均在 98% 以上,副产的硫酸可再用于生产,配制纺丝酸浴;SO2氧化不完全易产生二次污染。
生化法是应用噬硫杆菌群的生化作用,将废气中的 CS2 和H2S 转化为无害的 CO2 气体、单质硫或硫酸盐。对于粘胶短纤厂,由于其废气浓度大大高于生化处理的经济合理浓度影响了生化处理装置的经济性,因此应用有限。
三、两种方法探讨:
在目前应用较广泛的处理工艺中选出催化氧化法和“碱洗 - 活性炭吸附”两种工艺,从工艺成熟性、废气处理效果、二次污染、投资运行费用、副产品收益等方面加以对比探讨。
(一)工艺成熟性
催化氧化法和碱洗 - 活性炭吸附法均为含 CS2 废气成熟、效果稳定的处理工艺,目前化纤行业有广泛的应用。
(二)废气处理效果
催化氧化法处理装置 CS2 的转化率为 98% 以上,H2S 转化率在 98% 以上;碱洗 - 活性炭吸附工艺 CS2 的回收率在97.9% 以上,H2S 的转化率在 98.5% 以上。从转化率上来看,两者相差不大。
(三)二次污染
催化氧化装置运行过程中由于氧化钒氧化 SO2 的转化率为98%,因此会产生 SO2 二次污染。而碱洗 - 活性炭吸附工艺不会产生二次污染。
(四)投资运行费用
以 1 套 40000m3/h 装置为例,活性炭吸附法装置总投资约4900 万元,而催化氧化法装置投资约 6000 万元,活性炭吸附法占优势。两种工艺的运行费用见下表。

表 两种方法运行费用对比

单价 /

碱洗 - 活性炭吸附法

催化氧化法

项目

单位

单耗 / 小时 消耗 / 元 单耗 / 小时 消耗 / 元

kWh

0.46

395

181.7

380

174.8

工业水

t

0.8

13.2

10.6

0

蒸汽

t

87.5

1.75

153

0

催化剂

kg

800

0

0.75

600

活性炭

kg

2.8

11.3

31.6

0

烧碱

kg

1.1

525

577.5

0

合计

954.4

774.8


活性炭吸附法的运行费用为 954.4 元 /h,而催化氧化法运行费用为 774.8 元 /h,催化氧化法略低。
(五)副产品收益
以 1 套 40000m3/h 装置为例,CS2、H2S 催化氧化后可以副产浓硫酸 17555 吨,创造产值 2194 万元 / 年,减去运行成本619 万元 / 年,直接经济效益为 1575 万元 / 年。 而采用碱洗 - 活性炭吸附工艺,可回收二硫化碳 3684.4t/a、副产 22%NaHS 溶液 14027t/a,年回收效益 2533.9 万元 / 年,减去运行成本 762.8 万元 / 年,直接经济效益为 1771.1 万元 / 年。

四、结语:
河北省某粘胶纤维厂采用“碱洗 - 活性炭吸附”法处理废气,CS2 和 H2S 去除效率分别达到 97.9% 和 98.6%,排放浓度满足《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993)要求。粘胶纤维厂废气采用“碱洗 - 活性炭吸附”法技术成熟、可靠,副产品收益和经济效益优于其他方法。

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