在較多的精細(xì)化工行業(yè)客戶那里,我們在設(shè)計RTO催化燃燒治理系統(tǒng)的過程中,經(jīng)常會被問到:丙烯腈廢氣能進(jìn)RTO焚燒嗎?
大家都知道,丙烯腈是有機(jī)合成工業(yè)中的重要單體,它是用于制造腈綸纖維、丁腈橡膠、塑料、染料、增塑劑、藥品及粘合劑等的原料,同時可用作許多生產(chǎn)過程的反應(yīng)介質(zhì)。
丙烯睛是一種無色易流動液體,英文名稱AeryIonitrile,化學(xué)式為 CH2CHCN,它的摩爾量為53. 07,液體密度是0. 8060X 103kg/m3,氣體密度為 1. 8kg/m3,在常壓下熔點、沸點、燃點分別為-82°C、7& 5°C、481°C,它稍溶于水,易溶于一般有機(jī)溶劑,它能與空氣混合形成爆炸性混合物,爆炸極限為3?17%,它水解生成丙烯酸,還原生成丙睛,易聚合也能與醋酸乙烯、 氯乙烯單體共聚,主要用于制聚丙烯惰、丁睛橡膠和其它合成樹脂等,也用作涂料、防氧化劑、染料、表面活性劑的原料。丙烯睛主要存在于生產(chǎn)像 ABS、AS樹脂和合成橡膠車間、生產(chǎn)涂料、防氧化劑、染料的工廠,生產(chǎn)合成纖維及其原料的工廠。
由于生產(chǎn)和使用丙烯腈時,可因為設(shè)備密封不嚴(yán)或其它的因素而污染空氣,丙烯腈以蒸氣狀態(tài)存在于空氣中。丙烯腈屬高毒物,其毒性作用類似氫氰酸,主要是由于吸入丙烯腈蒸氣或皮膚接觸而引起的中毒。人對丙烯腈比較敏感,在1g/m3的濃度范圍時可在1~2個小時使人致死,在35~220mg/m3,除使嗅覺粘膜受到刺激外還可能出現(xiàn)頭痛、胸痛、興奮和引起恐懼感等。
丙烯腈的燃燒分析如下:
(1)丙烯腈完全燃燒的化學(xué)方程式如下:
2CH2=CHCN+10O2=6CO2+2NO2+3H2O
不充分燃燒可能還會產(chǎn)生HCN,但是HCN在850℃幾乎全部分解,它的分解化學(xué)方程式如下:
HCN+5/4O2=1/2H2O+1/2N2+CO2
溫度過高,超過1100℃時,N2會被進(jìn)一步氧化成NOx造成光化學(xué)二次污染。
(2) HCN燃燒過程中,若廢氣中水的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到3%以上,溫度升高至600℃以上,則可能會有NH3產(chǎn)生,在710℃是NH3濃度達(dá)到最大,繼續(xù)升溫,濃度有隨之減少,當(dāng)溫度達(dá)到820℃以上時不再觀察到有NH3產(chǎn)生。在此溫度范圍內(nèi),NO的變化規(guī)律與NH3相似,溫度達(dá)到650℃以后NO濃度急劇上升,在730℃時達(dá)到最大,繼而下降,直至820℃又隨溫度升高而逐漸上升。相較于上述兩種氣體,N2O的生成幾乎被完全抑制,這可能是由于發(fā)生了以下反應(yīng):
HCN+H2O→NH3+CO
2NH3+5/2O2→2NO+3H2O
從上式可以看出,NH3主要被氧化成NO,大大降低了N2O的排放量。冬季輸送廢氣的管道常常因為廢氣中夾帶的飽和水凝結(jié)而被堵塞,增加了燃燒能耗。因此廢氣在進(jìn)行預(yù)處理時應(yīng)考慮除濕除霧,必要時可以增加廢氣加熱器。所以通過以上分析可以知道,RTO處理系統(tǒng)對丙烯腈的氧化處理是可以做到完全除盡的,但是需要注意以下幾個要點:
(1) 需要在RTO入口設(shè)置預(yù)處理預(yù)先除掉酸性物質(zhì);
(2) RTO入口需設(shè)置除霧除水裝置;
(3) 由于氰化物的劇毒特性,RTO系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置為負(fù)壓;
(4) 應(yīng)保證丙烯腈在穩(wěn)定的850℃溫度下足夠的停留時間;
(5) 廢氣氧化過程具備充足的氧氣;
(6) 需要有超溫排放措施,以防止偶發(fā)的情況下溫度升高增加出口氮氧化物的濃度;
由此可見,盡管如此,RTO系統(tǒng)在進(jìn)行日常維護(hù)時,維護(hù)人員也應(yīng)該注意個人防毒的防護(hù),RTO內(nèi)部停機(jī)啟爐時一定要進(jìn)行潔凈氣體的置換。系統(tǒng)設(shè)計時需要充分考慮丙烯腈這種物質(zhì)的劇毒特性,由于燃燒過程極其復(fù)雜,在進(jìn)行RTO系統(tǒng)設(shè)計時,更需要關(guān)注溫度的控制,以及每種可能產(chǎn)生的劇毒副產(chǎn)物的控制,以保證丙烯腈廢氣可以被充分氧化,廢氣達(dá)標(biāo)排放,設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行,使企業(yè)的收益最大化。
來源:環(huán)保