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摘要:双氧水是一种绿色环保的化学产品,目前已经广泛应用到我国各行各业的生产过程中,但是在进行双氧水生产时,排放了大量的污染物,因此需要对生产过程中存在的各项问题进行深入的分析,并且采取有效的措施来解决这些问题,才能更好的处理双氧水生产过程中产生的废弃物,避免因为这些问题产生环境污染问题。随着石油、电力等能源价格的不断上涨和对环境保护工作的日益重视,节约能源、减少污染物排放被提到越来越重要的高度,节能减排成为企业生产的重要课题。双氧水作为一种重要的无机化工产品,其在国内的生产装置规模和产能正不断得到扩大和提高。双氧水虽然不是高耗能和高污染产品,但节能减排工作对于降低产品生产成本、减少环境污染仍然具有重要的现实意义
关键词:双氧水生产;环境污染;节能减排
引言
目前我国在进行双氧水生产的过程中,工艺水平正在不断的提高,企业需要加大技术的研发力度。结合国内外先进的生产经验,根据实际生产情况,对生产过程中存在的一些污染情况进行治理。
1双氧水生产工艺概述
双氧水又称过氧化氢溶液,外观为无色透明液体。其工业生产方法主要有三种,即电解过硫酸铵法、蒽醌自氧化法、异丙醇氧化法。蒽醌氧化法是成熟的主流方法,1953年由美国杜邦公司首次投产建成第一套装置,国内则由黎明化工研究院在1971年开发成功,并在北京氧气厂投产运用。其工艺原理为以烷基蒽醌为载体,以重芳烃和磷酸三辛酯为溶剂组成的工作液,在一定压力和温度条件下及钯触媒存在时,与氢气进行氢化反应,得到相应的烷基蒽醌的氢化液。氢化液再与空气中的氧气在一定温度和压力条件下进行氧化反应得到氧化液,烷基氢蒽醌被氧化还原为烷基蒽醌同时生成过氧化氢。过氧化氢经萃取、净化、浓缩得到不同浓度的双氧水产品。
2双氧水生产过程中产生的污染
2.1废气
双氧水生产过程中产生的污染之一是废气。在进行双氧水生产的过程中,会出现空气反应,虽然大部分的空气可能被消耗掉,但仍然有一些气体无法被消耗,会释放到空气中,从而产生大量的热气,这些释放的气体中含有工作液。根据相关的资料证明,这些气体主要为过氧化氢等气体,这些气体中含有有害物质和化学成分,如果气体中的化学成分浓度过高,人体吸入之后会产生中枢神经系统紊乱症状,会产生头晕,恶心等情况,严重时甚至会导致人体的死亡。
2.2废液
双氧水生产过程中产生的污染之二是废液。工业中制备双氧水后所产生的废水主要有三部分组成:①不能被再次利用的工作液,主要有害物质为芳烃、2一乙基蒽醌和磷酸三辛酯;②在氢化塔内,钯触媒反应之后和白土床经过蒸汽吹扫以后所产生的蒸汽冷凝水结合形成的废水,这些废水中包含少量的上述三种有害物质,有时这些废水中还含有钯触媒粉、氧化铝粉等;③制取双氧水过程中各个工序在高温环境中都会产生蒸汽,因此当这些蒸汽遇冷凝结成水时都含有上述三种有害物质。剩余其他方面,例如仪表更换时含有一些工作液废液,设备检修时含有管道中有一些残夜,有时发生事故时管道会有残液渗漏,这些工作液都应收集到废水中。
2.3废渣
双氧水生产过程中产生的污染之三是废渣。在进行双氧水生产的过程中,还会产生残渣,这些残渣主要是由废弃的氧化铝组成,因为在进行双氧水制作时,必须使用活性的氧化铝来制作,主要是为了维持工作液组成的稳定性,使得各道工序所产生的降解物质能够再生,并且增加工作液中的葸醌含量,在处理的过程中,还可以吸收工作液中含有的碱液。但是随着工作程序的增加,在使用活性氧化铝过程中,活性会不断的降低,无法对降解物质进行再生,应该及时的更换活性氧化铝。
但是在更换氧化铝的过程中,需要使用蒸汽来清理表面的工作液,在这个过程中无法将所有的工作液清理干净,有一些气味比较大的固态污染物,会对环境产生一定的污染。
3双氧水生产节能减排技术的具体应用
3.1废气的回收及循环再利用
双氧水生产节能减排技术的具体应用之一是废气的回收及循环再利用。首先是使用活性炭纤维吸附装置回收废气中的芳烃。我们都知道双氧水生产过程中,主要是在氧化塔中产生尾气,2006年3月,对双氧水厂进行了改造,将一套活性炭吸附装置安装到氧化塔的尾气排放管上,经过一段时间测试,尾气中的芳烃类气体明显减少。其次是活性炭纤维的技术特性。活性炭纤维有很多优点,例如,效率高、吸附范围广、容量大、对浓度较低的有害物质吸附较强,吸附速度快、脱附简单。活性炭纤维生产简单,成本低,直径细、良好的可再加工性能,通过机械加工,可做成各种布、丝、纱等形状,以适用于不同的用途之中。
3.2省略氧化液泵应用
双氧水生产节能减排技术的具体应用之二是省略氧化液泵应用。氧化液泵用于将氧化塔出来的氧化液送到萃取塔底部。氧化塔气液分离器顶部气相压力一般控制在0.30MPa,气液分离器液位比萃取塔底(地面)高出约8m,其液相相对密度为0.92。萃取塔高一般为30m,塔内液体平均相对密度约1.03,萃取塔工作压力为常压。则如果将气液分离器中氧化液直接引至萃取塔底部,其低点压力为0.30MPa+920kg/m3×9.81m/s2×8m=0.372MPa,而萃取塔底压力为ρgh=1030kg/m3×9.81m/s2×30m=303129Pa=0.303MPa,前者压力远大于后者,而由于管程短,流体阻力可以忽略。由此可知,完全可以不需要氧化液泵,即可由氧化液自有能量直接进入萃取塔底部。目前国内有部分规模不大的装置(一般小于20kt/a)已采用此思路,省去了氧化液泵和氧化液储槽。具体方法是,直接自氧化下塔的气液分离器液相出口引管至萃取塔底部,中间设置一个气动阀,控制和维持气液分离器的液位。该流程实际运行较为平稳。对于一套20kt/a的装置,氧化液泵的功率一般为30kW,这样一年(按330天计)可以节省电能约30×24×330=237600kW•h,节能效果显著。但对于较大装置,采用此流程还有一些问题需要解决,主要是萃取塔如何克服氧化液中夹带的少量气体带来的影响等。
3.3废渣处理
双氧水生产节能减排技术的具体应用之三是废渣处理。双氧水生产过程产生的废渣主要是废催化剂,一般3-8年更换一次。废催化剂由专业厂家回收,经提取其中的贵金属后可用于催化剂的再制造。其他废渣包括氧化铝和各种原料包装物。其中氧化铝废渣卸出系统前应经蒸汽吹扫,回收其中的大部分工作液,然后再卸出装袋,给专业回收厂家回收用作铝厂生产的原料和化工填料等。还可以将废渣和煤炭混合在一起进行焚烧,以利用产生的能量。
结语
总之,双氧水属于绿色环保化学用品,其生产过程中也会出现一定的污染现象。这就要求生产时,做好废气、废水和废渣的处理工作,最大限度的避免这些污染物对周边环境的危害。同时通过提升空气利用率,能够显著降低能耗,对于提升双氧水生产过程中的节能效果十分显著。
参考文献:
[1]王建辉,孟凡会.蒽醌法双氧水生产中的环境保护[J].化学推进剂与高分子材料,2006.
[2]刘向来.双氧水生产节能减排的技术措施[J].化工进展,2009.
[3]胡长城.过氧化氢在环境保护方面的应用[J].无机盐工业,2005,37(4):50-52.
[4]汪家铭.我国双氧水生产现状与市场分析[J].江苏化工,2007,35(2):60-63