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RTO在EPS聚苯乙烯治理系统中的应用

2021-04-28  
随着近两年市场对于RTO概念以及安全等方面的认知程度的加深,尤其在印刷、医药和喷涂行业,RTO都能很好的运用其中。RTO适用范围广泛,可以很好的解决工况复杂的污染防治且处理效率也是比较稳定的。下面我司就通过技术性文章加以剖析医药行业排放废气问题和相应的解决方案。

1、什么是聚合物?聚合物产物特点是什么?他会怎么影响RTO的运行,解决这种堵塞方案的思路是什么?

聚合反应的机理:在烃类物质中,苯乙烯的单体活性较大。而对自由基而言,苯乙烯在烃类之中自由基活性较小,也就是说苯乙烯自由基不活泼。这是因为苯乙烯单体的双键与苯环产生共轭反应,双键上的电子云易流动极化,兀键易均裂,所以苯乙烯单体活泼。而当苯乙烯形成苯乙烯自由基时,自由基的独立电子也可与苯环共轭而稳定,故苯乙烯的自由基就不活泼。聚苯乙烯热引发连续本体聚合时,其聚合机理是基于典型的自由基聚合过程,它总是由链引发、链增长和链终止三个基本单元组成。


在引发剂作用下苯乙烯的双键打开,进行双烯加成反应,形成中间产物,再与单体进行氢原子转移产生初级游离基,从而引发大量的苯乙烯进行聚合反应。
聚合反应是把低分子量的单体转化成高分子量的聚合物的过程,聚合物具有低分子量单体所不具备的可塑、成纤、成膜、高弹等重要性能,可广泛地用作塑料、纤维、橡胶、涂料、黏合剂以及其他用途的高分子材料。
例如苯乙烯汽化挥发,充满废气管道、RTO的上部空间,由于易聚合的特性,气相苯乙烯在陶瓷蓄热体、RTO格栅壁上部凝结、聚合,形成类似钟乳石形状、厚度不一的聚合物,时常堵塞陶瓷蓄热体、阻火器、仪表等附件,影响RTO正常运行,仪表传感器的正常测量等。

在RTO运行过程中,系统存在多个可能使烯烃类物质聚合的环境和温度,如下图是苯乙烯在不同温度场合随着时间的推移发生聚合的转化率,如下图

 

聚合反应的转化率随时间和温度的变化趋势

70℃聚合时在30min内聚合转化率已达95%以上,所得聚苯乙烯的重均分子量前期已达1010×105左右,而后基本不再增加。50℃聚合时,随聚合反应时间延长,聚合转化率较平缓增加,聚合1h,转化率达90%以上。所得聚苯乙烯的重均分子量在10~30min内逐渐增加,而后趋于稳定在2010×105以上。因此形成聚合产物UHMWPS(聚苯乙烯),聚合反应温度在50℃左右最容易发生。

二、聚合反应产物对RTO运行的影响


随着聚合物的产生,最直接的影响是堵塞蓄热陶瓷,从而引起RTO陶瓷蓄热体温度场分布不均匀,造成集聚效应,使得陶瓷蓄热体的节能作用有所降低,久而久之,会使排放超标。其次影响管道,聚合的高分子物质会沉积在管道以及RTO下室体,部分聚合物随着温度变化还会挥发,造成管道内部局部浓度过高,带来安全隐患。再者这些聚合物会影响阀门的正常运行以及仪表的测量,所以在精细化工行业的RTO设计时,着力解决聚合物质带来的影响,也变得很有必要。


三、解决方案:

根据聚合物质的特点,并结合研究,设计 RTO针对聚合物可以有以下三点方向。具体实现方式可以有很多种实现方式,这里只提一些处理方向。

1. 涂覆阻聚涂层,防止RTO内壁发生聚合;      
2. 特殊格栅结构设计,防止堵塞;
3. 工艺设置升温程序;

需要注意的是在RTO在选择升温工序时,整体材质需要重点考虑和选择,如不能实现防堵,必要时需要人工维护,减少陶瓷蓄热体堵塞。

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