催化燃烧法处理聚对苯二甲酸乙二醇酯生产废气

2003年12月化工环保ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY第23卷第6期催化燃烧法处理聚对苯二甲酸乙二醇酯生产废气张忠安，刘忠生，王新，曾向东，周旗(1．仪征化纤股份有限公司，江苏仪征211900；2．抚顺石油化工研究院，辽宁抚顺113001)[摘要]采用催化燃烧法处理聚对苯二甲酸乙二醇酯生产过程排放的含乙醛、2-甲基-1，3-二氧戊烷、乙二醇的废气，用进口Pt4-Pd／A1：O3-CeO：球状催化剂作废气催化燃烧的催化剂。在催化燃烧反应器床层空速为20000h～、催化剂用量为935mL、反应器入口温度为250℃、进口废气总烃质量浓度为2555～5099me．／m的条件下，处理后废气的总烃质量浓度为1～38mg／m，远低于120mg／m的国家排放标准，且总烃去除率达到98．6％～100％，乙醛质量浓度小于99mg／Tn3．低于125me．／m的国家排放标准。[关键词]催化燃烧；聚对苯二甲酸乙二醇酯；总烃；乙醛；废气处理[中图分类号]X701[文献标识码]A[文章编号]1006-1878(2003)06-0341-04聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)生产过程中，产生大量含有乙醛、2-甲基一1，3一二氧戊烷、乙二醇等有机物的废气，废气中的污染物严重超标。德国吉玛公司的设计资料表明，一套年产PET60kt的生产装置，玎生产废气的排放量为4．32×10m／d。目前，人们一般采用焚烧法和水吸收法处理PET生产废气，但处理效果不理想。催化燃烧法是处理有机废气的一种行之有效的方法，燃烧产物是无害的CO和Ho。催化燃烧法常用的燃烧催化剂是将贵金属和(或)混合金属氧化物负载在涂有A1O膜上的粒状或块状(蜂窝状)载体。由于贵金属催化剂具有活性高、寿命长、净化效果好等优点而得到广泛的应用。我们采用催化燃烧法对PET生产废气进行了中试处理试验，用进口Pt+Pd／A1O3-CeO球状催化剂作废气催化燃烧的催化剂，考察了反应器床层空速、温度、床层压降、反应器温升与总烃去除率的关系。1试验部分1．1废气组成试验用玎生产废气取自国内某公司玎生产单元。该废气中乙醛的质量浓度为2788～13760mg／m2，2一甲基．1，3一二氧戊烷的质量浓度为6457～19693mg／m，总烃质量浓度为4970—17750mg／m，此外，废气还含有少量的乙二醇雾滴、水(滴)蒸气、三聚乙醛和粉尘。1．2试验装置和催化剂的物性PET生产废气中试处理装置由日本国际协力事业团(JICA)提供，其废气处理量为30m／h，另外，抚顺石油化工研究院设计加工了一套水吸收罐作为预处理装置，用于脱除废气中的乙二醇和减缓废气中总烃浓度的波动。PET生产废气中试处理工艺流程见图1。一气图1PET生产废气中试处理工艺流程1．阻火器；2．水吸收罐；3．风机；4．加热器；5．催化燃烧反应器来自玎生产装置的废气，通过阻火器进入水吸收罐，脱除乙二醇并通过乙醛的吸收和气提作用使总烃浓度得到均匀化处理，然后气体进入加热器被加热到适当的温度，再进入催化燃烧反应器进行[收稿日期]2002-10-28；[修订日期]2002-12-06[作者简介]张忠安(1960一)，男，江苏省无锡市人，仪征化纤股份有限公司科技开发部高级工程师，主要从事科技开发和管理工作。电话：0514-3233717／13901447359维普资讯http://www.cqvip.com·342·化工环保2003年第23卷处理，净化后的气体直接排放。进口Pt+Pd／A12O3-CeO2球状催化剂取自国内某公司正在检修的氮气纯化单元(NPU)。催化剂粒径2．2～4．5illm，平均粒径3．44iilln，比表面积121．5m／g，孔容O．47cc／g，孔径15．6nrn，Pt+Pd0．43％(质量分数)，Ce2．40％(质量分数)，样品以0一：o为主，活性金属在催化剂颗粒上呈“蛋壳”形分布。催化燃烧反应器直径为135iilln，反应器截面积为143cm；床层空速为40000h时，催化剂床层高约52iilln，床层空速为20000h时，催化剂床层高约65iilln。1．3分析方法和仪器乙醛、三聚乙醛和2-甲基-1，3-二氧戊烷的分析方法：气相色谱法。总烃(THC)的分析方法：仪器法(采用岛津HCM-1B总烃测定仪进行分析，用与样品气总烃浓度接近的甲烷气体作为标准气)。分析仪器：岛津GC-14C色谱仪；FID检测器，分析柱为DB-5毛细管柱，载气为N：(流量为5mL／min)，汽化室温度为200'12，柱温为50'12，检测器温度为200<12。2结果与讨论2．1工艺参数及其相互关系催化燃烧反应器床层空速、人口温度、人口总烃浓度、床层压降、反应器温升及总烃去除率之间的相互关系见表1。由表1可见，在反应器床层空速