環氧乙烷乙二醇裝置二氧化碳排放氣治理的探究

國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心 孫黎

為了滿足當下我國全新推出的污染物處理標準，以此滿足當下節能環保的相關需求，就需要對傳統的裝置進行針對性的優化與調整，特別是在進行氣體排放的過程中，可以實現回收再利用的方式，全面的提升處理效率與效果，極大的避免處理中的問題。

一、現存問題分析

在當下使用的環氧乙烷乙二醇裝置當中，其主要是利用氧與乙烯之間的選擇性反應，會生產環氧乙烷，而副產物則是二氧化碳。生產出環氧乙烷之后，經過水合反應之后，會生產乙二醇，系統當中出現的二氧化碳，就可以被碳酸鉀溶液所吸收。這樣的處理之后，使得有甲烷或者氮氣進行全面的處理的同時，也可以將大部分非甲烷烴進行汽提，進而實現進一步的反應。

在這樣的設計分析下，其非甲烷的總烴含量始終在150mg每立方米的標準。同時在實際的運行中，該裝置當中的甲烷總烴，會遠遠大于國家的相關標準，因此就需要對其進行針對性的管理，以此滿足排放氣體的處理要求。

二、處理方案分析

在對當前出現的現狀進行分析之后，發現含量較低的處理技術有著多種不同的類型，例如熱力焚燒、蓄熱式熱氧化、催化氧化、蓄熱式催化氧化的技術方式，在進行針對性的比較之后，可以使用催化氧化技術進行分析。

三、催化氧化技術原理

當下進行催化氧化的過程中，就是一種較為典型的氣-固相催化的反應方式。而本質上，其反應的過程中，主要是活性氧參與到深度氧化的反應過程。在進行催化氧化的時候，使用的催化劑的實際作用是為了可以全面的降低活化能，并進一步的保障反應物分子可以富集到表面上，因此全面的提升反應的整體速率。采用上述方式對催化劑進行應用，能夠幫助催化劑在有機廢氣較低的情況下發生作用，使起燃溫度得到控制，從而實現無焰的燃燒反應。而在實際的反應中，也會產生大量的熱能[1]。

當下進行催化氧化的發展中，其系統當中相比傳統的熱力氧化系統，具備著較為明顯的優勢性。其中首先就是熱力氧化溫度比較低，并基于傳統的經驗來看，在一般情況下的溫度，只有保持在250攝氏度以上，才可以滿足催化劑在實際的反應過程中發揮作用的條件，保證能夠產生氧化反應[2]。

在該系統當中，雖然并不需要產生高溫，但是往往回旋需要一定的停留時間，以保持車工組的氧氣，因此在其熱力氧化氣體當中，解析氣當中含有一定的甲烷，這樣的甲烷性質也較為的穩定，使得可以促進反應生成。但是，這樣的催化劑使用之后，往往會導致起始的反應溫度較高[3]。

催化劑的使用，是促進CO系統反應的關鍵所在。現階段所使用的催化劑，基本上可以分為兩種不同的類型，分別為貴金屬催化劑、金屬氧化物催化劑。在一般情況下，對催化劑進行使用，往往無法發揮出對甲烷的去除效果，因此當下就需要在分析的過程中，要能夠根據實際情況進行針對性的使用催化劑[3]。

四、催化氧化流程

當下在乙二醇的裝置同氨酸鉀再生塔當中，引出解析氣之后，往往會導致受到溫度的影響，使得含水量較高，因此就需要全面的降低對催化劑的不良影響。因此，就需要首先對冷區進行處理，同時還需要在處理的過程中，將其經過氣液的全面分離罐分液之后，將其送入催化氧化系統當中。對于氣液分離罐的分液之后，還需要將其送入到污水池處理，保障催化反應之后的解析氣可以送入到焚燒爐的煙囪當中。

對于解析氣體，進入到催化反應器之前，往往要將其進行針對性的加熱處理，保障溫度可以適應反應的要求。而從節能的角度進行分析，當下需要采用煙氣-解析氣預熱器的方式，進行全面的解析處理。而在完成了解析氣處理之后，就需要對其進行針對性的焚燒，充分的保障煙氣熱量可以得到全面的回收。

受到傳熱溫差的影響，利用預熱器的時候，讓其解析器可以受到加熱處理，在達到指定的溫度之后，才可以實現對相關物質的處理。解析氣預熱之后，往往還要使用電加熱器的加熱處理功能。一旦無法加熱到相應的溫度，就會自動開啟電加熱功能，以此保障進入到催化反應器當中的解析氣，溫度可以滿足相應的要求。

五、二氧化碳的利用

（一）石油開發

液態的二氧化碳可以溶解于地下的油層，同時1t二氧化碳可以驅出3t的原油。二氧化碳在地層溶于水之后，使得水的運動性能往往可以提升2-3倍左右。二氧化碳在地層溶于油之后，可以使原油膨脹，并改變原油對粘度，極大降低油水界面之間的張力，進而全面增加采油的整體速度。

（二）煙絲膨化

在將液體的二氧化碳與煙絲進行混合之后，可制作出煙絲干冰固體，并在急劇加熱之后，使得可以讓干冰迅速的升華成氣體，這樣起到對煙絲膨化的效果。

（三）焊接保護氣

進行焊接的過程中，二氧化碳可以起到良好的保護作用，其用于實際的保護過程中，由于是一種明弧、低氫型焊接方式，在實際的焊接過程中，可以觀察到電弧、熔池等時間，因此這樣的焊接方式下，并不會出現大量的焊渣。同時，在焊接之后，也并不需要進行針對性的清渣與矯正處理。最后，焊縫的含氫量也比較低，并不會出現冷裂紋或者氣孔的問題。

（四）飲料添加劑

進行處理的過程中，由于二氧化碳是一種無毒無味的氣體，因此使用過程中十分安全。在常溫的環境下，就可以將其液化溶解于飲料當中，在出現降低壓力的情況下，就會基于氣泡的形式逸出。同時，由于二氧化碳有著較為微弱的酸性，可以當做汽水的添加劑。

（五）植物氣肥

二氧化碳在進行處理的過程中，可降低當做植物的氣肥，同時，在進行處理的過程中，也較為全面地提升了當地的光合作用，可以為當地作物提供營養需求，實現高效率生長。

六、二氧化碳回收基本原理

對二氧化碳進行回收，不僅能夠保護環境，節約資源，并且有利于降低成本。在基于變溫吸附的過程中，其氣體分離裝置當中的大量吸附原理，都是基于物理的情況進行吸附。而在形成的物理吸附形式下，就是一種基于吸附劑與吸附質分子之間的分子力，所形成的吸附效果。在這樣的處理過程中，往往可以在整個吸附過程中發揮作用，避免出現化學反應，同時吸附過程也十分迅速。參與到吸附當中的物質之間，其動態平衡也是在瞬間就可以實現，因此這樣的吸附流程有著可逆性。

而在斑紋吸附氣體的分離過程中，也是基于吸附劑在這樣的物理吸附原理中，所能夠具備的形式決定的。首先，在進行吸附的過程中，由于其不同組分的吸附能力并不相同，其次在吸附質發揮出吸附效果之后，會導致其分壓出現一定程度的上升，同時吸附溫度的提升，而導致吸附能力的下降。因此，有關人員就可以利用吸附質的性質，將其與混合氣體當中的組份相互結合，發揮吸附的效果，使混合氣體當中的某些組分優先吸附一些物質，以此實現對組分的提純處理。當下進行吸附的過程中，也能夠實現吸附劑的低溫、高壓方面的吸附處理。其次，還需要在處理的過程中，達到控制低壓環境下的解吸再生的目的，這樣便能構成吸附劑的吸附與再生循環，同時實現分離氣體的效果。

七、系統分析

基于對環氧乙烷乙二醇的二氧化碳排放的催化劑分析，其采用的處理方案，無論是在實際的使用上，還是在設備的選擇上，都可以凸顯出較為明顯的先進性、可靠性，同時也更加有效的滿足當下裝置的長期運行效果。

進行分析的過程中，其系統當中的排煙與散熱能力不斷的損失，因此提升了其節能指標的實際先進性。在當下催化劑技術當中，由于是新型有機廢氣處理技術，正常運行的過程中，并不需要使用外來能源，而同時排煙方面也被有效控制，這樣的處理方式有著較高的節能環保的屬性。在有機廢氣的處理過程中，有機廢氣往往會經過無焰的氧化作用，直接抑制空氣當中氬氣高溫氧化所形成的氮氧化物。另一方面，在完成了處理之后，并不會在反應的過程中出現一些新的三廢產物，因此經過凈化之后所出現的排放尾氣，會有著更加清潔的處理效果，可以滿足環境方面的保護作用。

系統進行廢棄余熱設置的過程中，能回收催化氧化產生的熱量，因此就可以確保當下系統運行能夠始終保持在一個良好的溫度范圍當中。例如，實際運行的過程中，溫度都會在80攝氏度左右，這樣的溫度環境可以滿足當下的設計處理需求，全面提升能量的利用率。這樣的處理模式十分滿足當下實際的污染物排放濃度的需求，同時在進一步處理的過程中，可以全面提升整體力度與效果。在我國當下的發展趨勢下，只有對設備進行針對性的處理，才可以滿足當下節能環保的相關標準和要求，并提升自身的處理能力。

八、總結

綜上所述，在本文的分析中，針對二氧化碳實際的處理現狀，推出了相應的優化處理的相關方案，并在實際的處理過程中，將其進行了針對性的分析，為了滿足我國現階段對于節能環保方面的設計需求，就需要利用這樣的處理手段，實現氣體的更全面去除與吸附。