焦化廠含萘廢氣治理

房井新，張仁鵬

（1.上海梅山工業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）

焦化廠工業萘產品槽區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，改善工業萘產品槽區域的現場環境。

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，有特殊氣味，是工業上最重要的稠環芳烴，可用于生產苯酐、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。根據純度不同，萘可分為工業萘和精萘。工業萘的純度一般約為96%，工業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間為210℃～230℃的萘油餾分，經過洗滌脫酚，再精餾分離輕組分，便可得到凝固點為78℃、純度為96%的工業萘。

工業萘中含雜質硫茚（1%～3%）、甲基萘（1%～2%）及少量茚、焦油堿和焦油酸。工業萘是化學工業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品。工業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 工業萘區域現狀及存在的問題

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，固體萘能夠不經過液態直接變為萘蒸氣，而萘蒸氣在冷卻時又可不經過液態而直接轉變為銀白色固體。因此，固體和液體萘均能以這種形式轉變為萘粉塵。萘粉塵的主要散發點有：萘的貯槽、萘的成型設備等。

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

萘結片機組產生的廢氣有一套布袋式捕集裝置，主要是將萘結片生產過程中產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，尾氣經消聲器

由煙囪外排。目前運行效果良好，但6個工業萘儲槽、液萘發貨產生的廢氣沒有收集裝置和設施，產生的廢氣無組織排放，嚴重影響了環境。工業萘產品槽區域廢氣主要存在如下問題：1）工業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，影響環境；2）工業萘槽收送料前后均采用蒸氣吹掃，吹掃作業會造成槽內升華萘從槽頂逸出，影響環境；3）液萘發貨產生的廢氣未經處理無組織排放，影響大氣環境。

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，固體萘能不經過液態直接變為萘蒸氣，而萘蒸氣在冷卻時又不可經過液態而直接轉變為銀白色固體。因此，固體和液體萘均能以這種形式轉變為萘粉塵。該區域萘粉塵的主要散發點為萘的貯槽、萘的成型設備等。

工業萘產品槽區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。結合現有萘結片裝置廢氣處理的成功經驗及現場的供輔設施，考慮在工業萘高置槽、工業萘產品槽、工業萘大槽的放散管連接管道，在液萘發料處增設集氣罩，含萘廢氣被收集后進入換熱器冷卻，固態工業萘通過換熱器收集，含萘廢氣經布袋除塵器凈化后通過煙囪排放。經處理后，排放滿足《煉焦化學工業污染物排放標準》（GB 16172-2012）。

3.2 工藝流程

萘結片裝置工業萘槽及液萘發貨產生的含萘廢氣，在引風機的作用下，進入集氣管，集中后經立式換熱器處理，部分液態萘流出換熱系統，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

根據各儲槽呼出的廢氣量及液萘發貨口發散量，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有放散管上接取，同時在槽頂安裝呼吸閥（現已有呼吸閥的除外），以保證儲槽抽氣時的安全。同時由于該區域的發料臂為簡易可伸縮發料臂，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。參數如下表。

換熱器參數表

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，濾袋規格φ160×2600mm，濾袋數量41條，過濾面積54m2，采用脈沖反吹系統，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 溫水循環系統

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

循環水采用除鹽水，補水利用現有蒸氣冷凝水，溫水槽加熱采用蒸氣直接加熱；換熱器外部冷卻水采用現有循環水系統，換熱器換熱面積4.5m2，循環泵流量12m3/h，揚程30m。溫水系統含：溫水槽1臺，采用蒸氣直接加熱，設計溫度70℃，蒸氣采用現場手動控制，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

新建袋式除塵系統中的袋式除塵器反吹用氮氣接自工業萘產品槽區域現有的氮氣總管。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

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

5 結論

焦化廠工業萘產品槽產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，改善現場環境；通過換熱，廢氣中的工業萘結晶，可回收工業萘固體，使資源得到有效回收。通過此種方式處理含萘廢氣，具有很好的環境效益和經濟效益，值得推廣。

[1] GB 16172-2012．煉焦化學工業污染物排放標準[S]．

[2] 王純，張殿印．廢氣處理工程技術手冊[M]．北京：化學工業出版社，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