于俊涛

（安徽晋煤中能化工股份有限公司，安徽临泉 236400）

在蒽醌法过氧化氢装置生产中，氧化反应过程产生的有机废气中含有大量重芳烃，若不能有效去除，直接排放大气，不仅会造成过氧化氢生产消耗的大幅增加，而且还会污染环境，因此必须回收尾气中的芳烃。尾气吸附处理机组广泛用于过氧化氢装置氧化有机废气治理中，且取得了成熟的应用和推广，但在实际应用中，仍然存在工艺设计不合理带来的问题，并且随着国家、行业及地方排放标准的日趋严格，也需要做相应的优化改进，才能满足越来越严格的排放标准。

1 工作原理

该装置整体结构是3箱8芯的结构，其工作原理是：利用微孔活性物质对有机分子或分子团的吸附力，将有机分子或分子团“阻留”的过程。当工业废气通过吸附介质时，其中的有机物质被“阻留”下来，从而使有机废气得到净化处理。又根据分子热运动理论，从外界加给吸附体系热能，提高了被吸附分子或分子团的运动能量，当分子热运动力足以克服吸附力时，有机物质分子便从吸附体系中“脱附”出来，吸附介质得到再生。该装置就是采用具有高吸附能力的活性炭纤维做吸附材料，对重芳烃进行优先吸附浓缩，然后将吸附在活性炭纤维上的重芳烃脱附下来而回收的过程。

2 工艺流程简述

含重芳烃尾气（氧化尾气）在进入尾气处理机组之前先通过冷却降温进行初步分离，再经过缓冲罐、阻火器，在挡板阀的作用下进入吸附箱，重芳烃被活性炭纤维吸附，经过吸附的尾气直接排放。同时一个吸附箱用低压水蒸气解吸，另一个吸附箱用风机抽取空气并经过滤后进行干燥降温。解吸后的混合气体冷凝后，混合液进入分层槽，经分层后，上层为溶剂相回收至贮槽，下层为水相，排入（污水地槽）化学污水系统。如图1所示。

图1 流程示意图

每个吸附箱有三种工作状态，分别为吸附、解吸、干燥降温。在PLC 控制下，依次进入三种工作状态，从而实现装置的连续稳定运行。在一个完整周期内各个吸附箱的状态如表1所示：在一个周期内每个吸附箱吸附、解吸、干燥各10min。可根据实际情况随时调整操作时间。

表1 吸附箱示意图

3 出现的故障现象、原因分析及措施

3.1 故障现象及原因分析

（1）8月份，过氧化氢氧化尾气吸附处理机组已连续运行两年，12月份发现回收的芳烃量锐减，同时干燥时带出的芳烃味较重。ABC 三箱在脱附阶段时，温度测温点测的温度上升较慢，待脱附即将结束时，温度才会有所上升。在脱附结束后，吸附箱中下部用手触摸还是凉的。说明蒸汽未到底，蒸汽下不来，回收的芳烃量跟不上。在回收下来的少量芳烃中，明显有黑色物质（初步判断为活性碳纤维）。综合两种现象，可以判断：活性碳纤维极有可能堆在一起并有破损的情况，造成蒸汽下不来，同时也是回收量锐减的主要原因。

（2）目前尾气处理机组PLC 操作系统显示：C 箱出现的问题，同一阀门在应该打开时，操作系统报警该阀门打开，同时又对该阀门报警状态为关闭，C 尾气阀、上挡板阀、干燥阀在吸附、脱附、干燥三种不同状态下同为如此。经仪表检测技术人员初步判断：此现象的出现PLC 正常情况下会联锁停车，但是实际情况中没有联锁停车，初步判断为PLC 控制系统故障。

3.2 解决措施

（1）针对故障现象1，考虑到活性碳纤维的使用期限一般为一年半更换一次，目前，尾气处理机组已连续运行两年半，采取全部更换活性碳纤维（约960kg）。各阀门的密封圈及仪表气缸控制部件全部检查，更换仪表气管。

（2） PLC 操作控制系统拆开详查，更换有故障点的电磁阀，程序检查补全（由厂家专业人士解决）。

4 机组维护重点及部分改造措施

4.1 保证仪表气压力，确保气缸能正常工作

（1）仪表气管不能漏气：设备运行一年左右，仪表气管基本上都会出现老化现象，在巡检及维护过程中，尤其要注意检查仪表气管是否老化、破损，必要时要进行更换；

（2）气缸的修复：气缸在使用一段时间后，气缸内的孔用密封圈和轴用密封圈（橡胶材质），会出现老化现象，在往复运行过程中不能很好的密封，从而造成仪表气压力下降。一般情况下，通过定期更换气缸内的密封组件来保证气缸的正常运行。

（3）提高仪表气质量：在仪表气进入气缸前，利用油喷雾器将润滑油雾化，随气体一块进入气缸内，这样气缸内基本上形成有油润滑，延长密封组件的使用寿命。

4.2 保证蒸汽压力

尾气吸附处理机组回收芳烃效果如何，很大程度上取决于脱附效果，因此保证蒸汽压力在0.3～0.4MPa，可以有效保证脱附的效果。本装置采用的蒸汽是系统上0.6MPa 蒸汽管网蒸汽，在进入尾气处理机组之前增设一减压阀来保证入箱蒸汽压力。

4.3 增设反虹吸管，提高分层槽回收芳烃分层效果

尾气吸附处理机组回收的芳烃经冷凝器降温冷却后，经分层槽分层，本装置分层后的水相是直接排入污水回收闭路循环地沟内的。正常工作过程中，水相是连续的，因位差的存在，不可避免地出现虹吸现象，虹吸现象的存在造成分层槽内芳烃与蒸汽冷凝水分层效果差，芳烃被带出，造成芳烃不能有效回收。通过在连续排水的水管上增加一反虹吸管，彻底解决虹吸现象。

4.4 合理调设各工序的时间参数

根据回收芳烃量的大小、活性碳纤维使用时间的长短以及生产工况的变化，可以通过合理调设时间参数，尽可能使机组处于良性工作状态中，保证正常的回收率。一般情况下：

（1）活性碳纤维在使用初期：可以延长吸附工序的时间，适当减少脱附和干燥降温工序的时间，利用吸附芯初期吸附能力强的特点，可以多回收芳烃。

（2）当活性碳纤维使用到后期时，可以减少吸附工序时间，适当增加脱附时间，尽可能将活性碳纤维表面吸附的分子团吹扫干净，保证活性碳纤维的吸附能力。

（3）蒸汽管网压力过低：当蒸汽管网压力过低时，减压阀已不起作用，要重新调整减压阀的开启度，同时要适当延长脱附时间，缩短吸附和干燥降温时间，有利于活性碳纤维表面吸附的分子团吹扫干净，保证碳纤维的吸附能力。

4.5 冷凝器内的不凝气体回收再利用

回收的芳烃先通过气体冷凝器进行换热，冷凝下来的液体再进入分层槽进行分离。在冷凝器换热过程中，冷凝器中存在一定量的不凝气体，该气体中含有的芳烃量不少，同时该部分气体的存在，还会造成气阻，回收的芳烃回收不了。通过在冷凝器的顶部加装一放空管，同时将该放空管引到吸附箱进口，这样不仅解决了气阻现象，而且可以将这部分含有芳烃的气体重新回收。

另外，定期清洗更换尾气三通挡板阀后的粗滤滤芯以及干燥风机进口滤网，对保证机组的正常运行也非常重要。

5 结束语

通过技术优化改造，设备维护重点的监控，有效保证尾气吸附机组长周期稳定、高效运行。一方面进行经济有效的溶剂回收和循环利用，降低生产成本，产生经济效益，另一方面又可减少环境污染，对于推动循环经济的发展和建立可持续发展的社会具有重大意义，也是企业清洁生产的重要环节。