2022年臭气工艺 .pdf
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1、臭气工艺规程1 目的为确保臭气系统工艺技术被理解和掌握,并指导臭气系统操作, 制定本规程。2 范围使用于车间蒸发、碱炉、石灰窑工段。3 职责3.1 技术开发中心是本规程的归口管理部门,负责对本规程的审定。3.2 车间参与本规程的制定和修订,对规程的执行情况进行监督管理。3.3 蒸发、碱炉、石灰窑工段工段负责本规程的执行。4 工艺规程4.1 臭气处理系统的主要任务从蒸煮、蒸发收集的臭气经洗涤后送石灰窑、碱回收炉或动力炉燃烧。4.2 臭气处理系统综述NCG 燃烧系统包括如下几个独立的单元操作:CNCG 系统、DNCG 系统和汽提气系统.4.2.1 不凝气 NCG 成分不凝气 NCG 含有总复原性硫
2、化物TRS ,甲醇和松节油。它们从全厂的不同区域收集,并集中分类燃烧,以满足环境要求。臭气有毒性、腐蚀性和爆炸性。NCG 中所含有的腐蚀性和毒性成分是总复原性硫化物TRS ,因为 TRS中含有硫化氢, CH3SH 、CH3SCH3和 CH3SSCH3,其中也可能存在其它少量氧化性成分,例如:松节油和甲醇。4.2.2 CNCG 来源大部分的 TRS从全厂的不同区域产生, TRS浓度相对较高,含氧量较低,这样的空气混合物在爆炸范围之外,即 TRS浓度高于爆炸上限 UEL 。这些臭气来源于蒸发器系统, 蒸煮器不凝气系统和松节油回收系统,这些臭气来源构成了低容高浓 LVHC 或浓臭气 CNCG 收集点
3、。CNCG 中绝大部分是空气, 而其中 50% 或更多的氧气与硫化钠和液体中的有机物发生反应而消耗。 空气主要来自白液或黑液溶入的空气,以及蒸发器真空系统因泄漏进入的空气。典型 CNCG 成分分析 V% H2S 1.7 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 14 页CH3SH CH3SCH3CH3SSCH3松节油甲醇水蒸汽氮气氧气4.2.3 DNCG 来源硫酸盐法制浆工艺中, 从蒸煮器来的蒸煮废液和褐浆经几个阶段别离。收集的蒸煮废液黑液经蒸发增浓回收再用。褐浆送去漂白,最终送纸板车间制成成品。在如上工艺的不同阶段, 含少量 T
4、RS成分的臭气可进行排放。 这些臭气来源于中浓浆液贮存槽、过滤机、和筛选设备,洗涤汽和滤液槽。不同的工厂臭气的来源类型和数量也不同。 在连续蒸煮系统中, 木片仓是臭气的另一个来源。由于低压喂料器泄漏和木片仓预蒸部分二次闪蒸汽的使用,木片仓产生臭气经常发生波动,也会产生 TRS的累积,又因为软木制浆时会产生松节油,所以木片仓臭气成分不同于其它地方产生的臭气。对于大多数来源而言,空气进入系统不可防止。另外,由于容器压力/ 真空度的上下限之间有一定的范围,因而,密封臭气源是很困难的。所以DNCG 成分表现出低 TRS含量且氧气含量接近大气中的含量。 有些气源将超过 TRS的排放标准,必须在排入大气前
5、处理。 尽管一般的 TRS的含量通常远远低于最低爆炸极限LEL ,但仍需要向 TRS中添加空气以确保TRS含量低于最低爆炸极限 LEL20% 。4.2.4 汽提气成分 SOG 汽提气系统中, 通过蒸汽汽提污冷凝水产生汽提气,通过控制汽提塔工作压力和温度, 可调整 SOG 成分和含量, 使其适合燃烧。 通常 SOG 含有 50% 质量比甲醇和 40% 质量比的水蒸汽。其余成分包含TRS 、松节油、氮气和氧气。4.2.5 TRS气体的性质CNCN 和 SOG 臭气有以下三个特性:TRS气体具有剧毒、腐蚀性,并且与空气混合后具有爆炸性。H2S具有毒性,在 20ppm时,会造成眼睛障碍和呼吸困难,在5
6、00pm时,30分钟就会使人产生严重恶心、呕吐现象,在1000ppm时,30 分钟内可使人窒息精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 14 页死亡。其它复原性硫化物气体和松节油蒸汽同样具有毒性。这些气体也具有爆炸性。当TRS气体在空气中的含量为2-50% 时,具有爆炸性。松节油含量在1% 时可爆,甲醇在7% 时可爆。TRS和甲醇气体的另一个重要特性是火焰传播速度约/s 。这些相对较低的火焰传播速度可由臭气在管线中的适当速度和火焰捕集器控制。然而,纯松节油在4ft/s范围内,具有一定的火焰传播速度,因此,必须运用适当的松节油冷却器
7、控制,使其远离松节油系统。一些气体在空气中的可爆特性成 分爆 炸 极 限火 焰速度m/sec自燃温度( ) 上 限V% 下限V% H2S 260 CH3SH CH3SCH3205 CH3SSCH3Alpha-Pinene 250 Methanol 470 TRS 2 50 4.2.6 CNCG 和 DNCG 系统的比较CNCG 和 DNCG 臭气收集系统的区别:4.2.6.1 当 CNCG 直接从各收集点收集, 要防止空气进入系统, 保证 CNCG 高于爆炸上限。4.2.6.2 在 DNCG 系统中, NCG 和空气混合以保证TRS气体含量低于 2% 即低于爆炸下限。4.2.6.3 CNCG
8、容积远远低于 DNCG 的容积。4.2.6.4 输送设备不同, DNCG 使用风机输送, CNCG 使用蒸汽喷射器。4.3 臭气处理系统工艺描述4.3.1 CNCG 系统来源于蒸煮器冷凝系统、 松节油回收系统、 蒸发器热井、 汽提气喂料槽和塔罗油车间的 NCG用蒸汽喷射器输送,只在石灰窑、动力炉NO 1 或动力炉 NO 2中的一个位置燃烧,三个位置相互备用。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 14 页位于管线上的防爆膜和NCG 收集处的火焰捕集器等装置用于保护NCG 收集系统。压力表控制火焰捕集器两端的压力差。当压力差增加时
9、,说明元件有堵塞,要用蒸汽或溶液进行清洗。压力/ 真空水封槽位于各收集点处,以预防空气进入NCG 收集系统,在必要时,可将臭气排空。压力/ 真空水封槽也能保护工艺容器防止产生过真空,因为蒸汽喷射器可产生槽罐本身所允许的真空。NCG 进石灰窑中燃烧之前, 混合 NCG 气体通过 TRS洗涤器与白液逆流接触进行洗涤。NCG 系统设计在石灰窑和动力炉间自动无排放输送。假设无燃烧点使用时,NCG 在石灰窑或动力炉处进行高空安全排放。在安全排放阀不能打开或输送管路堵塞时,旁通防爆膜以释放NCG 。雾沫别离器紧靠燃烧位置,从NCG 管线中别离水分,在污冷凝水槽中收集,并泵送至汽提塔喂料槽。火焰捕集器位于每
10、一燃烧位置以防止从燃烧位置回火。4.3.2 DNCG 系统稀臭气从木片仓臭气系统、蒸煮车间和蒸发车间收集。蒸煮车间有两处收集点:洗浆处和扩散过滤槽;蒸发车间有八个收集点:二次污凝水槽 1、二次污凝水槽2、浓黑液槽、泄漏液槽、中浓黑液槽、皂化物槽、稀黑液槽1、稀黑液槽 2。除了木片仓臭气收集系统, 其他收集点均不具备冷凝装置,这是因为不含松节油或所负载的水蒸汽不需要独立的冷凝器。4.3.2.1 木片仓臭气系统木片仓中存在积聚的TRS混合物及松节油。 正常情况下, 木片仓中 TRS量很少且连续排入 DNCG 系统。假设仪表不显示入口温度,则说明所有进仓蒸汽被冷凝,TRS不会从木片仓中连续排放。根据
11、木片仓 TRS连续存在时间及类型, 要考虑 TRS混合物的积聚。 蒸汽喷射器输送臭气比风机安全, 因为臭气中含有燃烧成分, 而蒸汽喷射器不能作为点火源,并能使臭气稀释。对软木木片仓及预蒸木片而言, 大量松节油会从仓中产生。 来自仓中的 DNCG先通过冷凝设备上方的木片仓旋风别离器,别离所有沫状木屑。 要用喷嘴定期冲洗旋风别离器内壁,防止木屑成为沫状或堵塞。木片仓臭气经过旋风别离器进入两段冷凝系统,使松节油冷凝, 来降低臭气中松节油浓度, 以使 DNCG 在下面工序得以安全处理。 一段为间接管壳式冷凝器,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第
12、 4 页,共 14 页二段为直接接触冷却器。木片仓臭气冷却器外形为圆筒状。臭气通过与工厂用水逆流接触而得到冷却。水的流量控制不变。当溢流或到达最小润湿率时,启动报警。臭气温度受到监控。假设温度超过松节油含量的安全界限,木片仓臭气会自动排空。木片仓附属装置增加了额外压力降,仅通过单风机很难使DNCG 整个系统压力到达平衡。 用一个专用蒸汽喷射器来收集木片仓臭气。位于软木木片仓的压力控制器阻塞喷射器入口并保持木片仓连续通风。本区域所有冷凝水有臭味且可能含有冷凝的松节油。这些冷凝水混合形成环行密封,靠重力溢流至松节油倾析器。从喷射器来的木片仓冷却臭气或直接送DNCG主头箱或经个自动阀送去排空,安全联
13、锁会自动切换木片仓臭气至排放位置。假设排放阀不能操作, 机械防爆膜会释放过压。手动水洗木片仓臭气冷却器内的雾沫别离器以保持雾沫别离器清洁。4.3.2.2 DNCG 系统从制浆和蒸发车间来的臭气收集在DNCG 头箱中,并由 DNCG 风机输送到碱炉三次风系统。 每一臭气收集处的阀门均可调节,以使系统与有轻微排放的每一臭气排放点取得平衡。系统有一管壳式臭气冷却器,用来调节混合DNCG 流量,冷却器装于DNCG雾沫别离器和风机之前,DNCG 臭气冷却器的目的是降低碱炉的额外负荷。DNCG 系统由 DNCG 风机驱动。 DNCG 风时机推动各收集点臭气进入DNCG 臭气冷却器, 经过雾沫别离器,然后推
14、动臭气经蒸汽螺旋加热器进入碱炉三次风系统。DNCG 臭气中大部分是空气,因此可用作碱炉燃烧空气。这也减少了由碱炉FD风机提供的空气量。收集头箱的整体排放由碱炉PIC-9370-01 控制。压力控制器DNCG 冷却器下方,雾沫别离器之前。臭气容器的压力和真空保护, 由于一些臭气收集槽压力和真空能力有限,因而,无论在系统设计还是操作中,必须对压力/ 真空保护进行特别考虑。对压力 / 真空极其有限的槽罐而言,槽罐具有空气曲颈排放口。正常操作期间,低流量的空气会从曲颈进入系统。- 假设风机产生过大真空, DNCG 臭气冷却器吸入端的低压联锁会感应到。假设出现真空过大情况,风时机跳闸。- 本系统的蝶式手
15、动阀应处于开启状态,并能保证风机从每一收集点抽走所产生的臭气。单独的节流气阀不应开度过大, 否则会增加臭气产生容器内的真空。- 单独节流气阀的最终设定应作长期记录,以便有效使用。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 14 页- 认真考虑对气源槽罐产生真空的影响后,才能由操作工对节流气阀进行调整。如果一个收集点的节流气阀打开,而其他收集点关闭,风机仍运转,那么,会对未隔离的槽罐产生高真空。4.3.2.3 排空系统来自风机的 DNCG 会在一定动情况下通过安全排放阀HV-383自动排放。制浆车间操作工可以用选择器HS-9320-0
16、5 排放木片仓臭气,假设 DNCG 风机处于停止状态时,此切换也会自动进行。其他所有收集点用手动阀将各收集点单独分开,这些收集点均具有曲颈排放和节流阀以减小总收集量,并助于保持系统控制。4.3.2.4 碱炉燃烧DNCG 气体会送至碱炉三次风系统,一旦碱炉不能接受臭气,DNCG 气体会自动切换进行排空。燃烧前, DNCG 气体先通过臭气加热器进行臭气预热。臭气预热减少了DNCG气体与可燃空气混合时的冷凝物形成,这就减轻了臭气向碱炉输送进程中的腐蚀性。臭气进碱炉之前管道上有一自动控制阀和一排放阀。当系统发生波动时, 整个系统的阀门和联锁会自动反应并报警,工艺和机械设备多种联锁设置, 使系统的安全性
17、得到保证。4.3.3 汽提气 (SOG)系统为从污水冷凝器排除污染, 汽提系统产生包括水蒸汽, 甲醇,和 TRS的混和气体。这种气体不能正常排入大气,因为它有毒。臭味和可燃性。会形成严重的大气污染问题。取而代之的是,通过燃烧破坏掉污染物,使其热氧化,转化为CO2 ,SO2和水。在汽提塔内, 有机污物用蒸汽蒸馏的方法从污冷凝水中排除。水蒸气,甲醇和其他有机物从汽提塔回流冷凝器,被送到气体塔排气系统。甲醇浓度浓缩至50% 左右。因汽提塔有一定的提升压力, 这些气体会自动有选择性地流向燃烧器,不需要气体输送设备。在汽提系统中, 一个压力控制器在回流冷凝器保持要求的回流压力。压力控制阀的压力降要求不低
18、于14KPA/。从汽提系统排气流量测量通过FIC940102。气体在管线中下流时需要适当的超过热传递速度,操作时将补充蒸汽进入管线通过开口FV 940102。通常,气体流量超过要求时阀门自动关闭。在启动时补充蒸汽也可预热管线,确保汽提气不进入冷管道, 这会导致汽提精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 14 页气过度冷凝。当然,它也可用做启动或停机时的管线吹扫空气。汽提器操作人员拥有SOG 开/ 关选择器,操作人员可通过它控制石灰窑顶部/汽提区域排气和阻止气体进入石灰窑或动力炉。只有在汽提系统冷启动时可允许汽提器中空气排向大气。
19、 这种排空可防止石灰窑和动力炉内的空气与汽提气混合物发生爆炸。每个燃烧点有自动截止阀和一个向前的蒸汽吹扫阀。在吹扫期间, 蒸汽通过燃尽位置排放, 在回流冷凝器附近有一个汽提废气自动排空装置,在每个燃烧位置有一去湿器用来清除从石灰窑进入的管线的冷凝水,在每一个燃烧位置, 有一阻火器以防止可能发生的回火,去湿器与阻火器类似于CNCG 收集系统的应用。在石灰窑的最低排放点与去湿器来到冷凝水收集在一槽中然后溢流经过密封回路 NCG 污冷凝水回流槽, 该槽同时收集 NCG 收集系统来的冷凝水, 同样的,动力炉的收集冷凝水收集NCG 污冷凝水回流槽中。SOG 燃烧系统与 NCG 燃烧系统具有相同的特点,
20、更详尽的特征描述在本指导书的以下部分。汽提气通过一喷嘴进入石灰窑, 该喷嘴 CNCG 系统用的喷嘴一致。 在动力鹿,SOG 通过一组合喷嘴进入炉膛。石灰窑与动力炉可相互切换燃烧位置。4.4 设备说明4.4.1 CNCG 系统4.4.1.1 火焰捕集器火焰捕集器安装在NCG 收集点,以防止在收集点和燃烧位置间火焰传播及燃烧位置火焰回火。 火焰捕集器包含一系列坚固的圆盘,镶嵌在呈直线型的无套螺栓上。每个圆盘之间的相同间距提供了大量空气以保证其操作效率和安全。火焰捕集器作为一个降热器以预防火焰传播。火焰捕集器吸收和消散来自单元一端火焰的热量, 以预防另一端火焰温度升高, 大于臭气燃烧点。 为达此目的
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