用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)，包括有機廢氣預(yù)處理系統(tǒng)、有機廢氣緩沖與內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)以及有機廢氣燃燒系統(tǒng)，其中，有機廢氣預(yù)處理系統(tǒng)包括依次連接的廢氣吸收裝置和用于過濾廢氣中顆粒物的過濾裝置，廢氣吸收裝置包括文氏管、循環(huán)槽、吸收塔、冷卻器以及循環(huán)泵，有機廢氣緩沖與內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接的風(fēng)機和氣柜，風(fēng)機用于將預(yù)處理后的氣體加壓送入氣柜中儲存，氣柜用于存儲氣體以及冷凝廢氣中水蒸氣，風(fēng)機通過管道與過濾裝置的排氣口連通；有機廢氣燃燒系統(tǒng)的進氣口通過管道與氣柜的排氣口連通。本實用新型提出的脫除系統(tǒng)，其處理成本低、脫除效率高，同時還可避免二次污染。
【專利說明】
用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及煤焦油加工行業(yè)廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國煤焦油加工行業(yè)有百余家企業(yè)，總產(chǎn)能超過2000萬噸，作為煉焦行業(yè)的下游產(chǎn)業(yè)，煤焦油加工過程的產(chǎn)能正在逐漸增加。煤焦油加工過程的主要目的是由減壓蒸餾工藝而獲得諸如輕油、酚油、萘油、洗油、一蒽油、二蒽油及瀝青等中間產(chǎn)品，再經(jīng)過進一步深加工而獲得苯、精萘、精酚及改制瀝青等高附加值化工產(chǎn)品。然而，煤焦油加工過程卻難以避免地產(chǎn)生大量的VOCs(VolatiIe Organic Compounds，揮發(fā)性有機物)，其主要由存儲、加工、生產(chǎn)等區(qū)域所產(chǎn)生，如原料罐區(qū)、焦油蒸餾槽區(qū)、工業(yè)萘蒸餾槽區(qū)、精酚裝置區(qū)，以及液體瀝青儲存區(qū)等。對于儲罐區(qū)域而言，原料油、中間產(chǎn)品及產(chǎn)品油的物料進出呼吸產(chǎn)生出大量的有機廢氣，這些有機廢氣中的VOCs主要由苯類、酚類、萘類及瀝青煙氣等組成，這些VOCs的存在會對人體健康造成極大的傷害。例如，苯就是強力致癌物，長期接觸對人體有極大的危害;酚可導(dǎo)致人體頭痛、眩暈;萘能引起使人中毒，損害人體神經(jīng)系統(tǒng);瀝青煙會引起惡心、嘔吐，導(dǎo)致白血球增高等癥狀。另外，煤焦油加工過程產(chǎn)生的VOCs如若長期排放，還可能與空氣中的硫酸鹽、硝酸鹽相結(jié)合形成氣溶膠，最終成為霧霾產(chǎn)生的前驅(qū)體。
[0003]對于儲罐區(qū)域所產(chǎn)生的有機廢氣而言，由于各儲罐的油品溫度高，使得所產(chǎn)生有機廢氣的溫度也較高(80?150°C)。其次，由于焦油中的重組分(萘類、蒽類、瀝青)含量較高，使得產(chǎn)生的VOCs中重組分含量很高(>30wt%)，這些重組分物質(zhì)易揮發(fā)、易凝結(jié)，脫除難度較大。再者，由于儲罐區(qū)域的進出料操作是間歇的，使得廢氣的產(chǎn)生也是間歇的，導(dǎo)致廢氣流量的波動很大(100?2500m3/h)，治理工藝較難控制。另外，由于原料焦油中水含量較高，加之儲罐區(qū)域的出料時吸入大量的空氣，導(dǎo)致有機廢氣中VOCs濃度與惰性組分(如H2(KN2)相比偏低，VOCs脫除治理的選擇性較差。因此，煤焦油加工過程的有機廢氣與其他行業(yè)所產(chǎn)生的廢氣相比，有著成分復(fù)雜、物化性質(zhì)多變、處理難度高等不利因素，單憑一種治理技術(shù)(吸收、吸附、冷凝或燃燒)幾乎不可能徹底解決煤焦油加工過程的VOCs排放問題。
[0004]目前，國內(nèi)煤焦油加工行業(yè)的VOCs治理技術(shù)仍采用傳統(tǒng)的負壓-噴淋技術(shù)，以洗油作為吸收劑來吸收有機廢氣中的VOCs。但是，負壓-噴淋技術(shù)已顯現(xiàn)出諸多缺陷，不能滿足越來越嚴苛的環(huán)保標準。首先，由于儲罐區(qū)域的有機廢氣溫度較高，且洗油具有一定的揮發(fā)性，洗油洗滌廢氣的同時，其自身溫度也會逐漸升高，一旦洗油的溫度超過80 V，不僅難以清洗廢氣，其自身反而成為VOCs的來源之一，造成排放超標。其次，洗油是沸點高于230°C的餾分，屬于較重的組分，因此對VOCs中的輕質(zhì)組分(如苯類)吸收效果較差。再者，飽和后的洗油會再度混入原料焦油中，進入減壓蒸餾工序，洗油所吸收的VOCs又可能再度釋放，治標而不治本。傳統(tǒng)、低效、落后的負壓-噴淋技術(shù)需要被改進。近年來，不少企業(yè)引入了直接燃燒的方法，該法盡管可將VOCs徹底清除，但由于VOCs中焦油重組分較多，有機廢氣中VOCs濃度低，廢氣流量波動大，造成燃燒過程中起燃溫度高、選擇性差、能耗大、控制難等缺陷，技術(shù)經(jīng)濟可行性較差。因此，煤焦油加工過程的VOCs治理亟待成本低廉、脫除效率高、無二次污染的工藝技術(shù)出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的主要目的在于提供一種用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)，旨在降低處理成本、提高脫除效率，同時避免二次污染。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)，包括用于吸收揮發(fā)性有機物的有機廢氣預(yù)處理系統(tǒng)、有機廢氣緩沖與內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)以及用于燃燒廢氣的有機廢氣燃燒系統(tǒng)，其中，
[0007]所述有機廢氣預(yù)處理系統(tǒng)包括依次連接的廢氣吸收裝置和用于過濾廢氣中顆粒物的過濾裝置，所述廢氣吸收裝置包括文氏管、循環(huán)槽、吸收塔、冷卻器以及循環(huán)栗，所述文氏管安裝于循環(huán)槽的進氣口上，文氏管通過管道與原料罐連通，所述循環(huán)槽中容納有用于吸收揮發(fā)性有機物的吸收劑，所述吸收塔與循環(huán)槽的排氣口連通，所述吸收塔內(nèi)設(shè)有用于噴淋吸收劑的噴淋裝置，所述循環(huán)槽的吸收劑出口通過管道依次經(jīng)循環(huán)栗和冷卻器與文氏管的入口以及吸收塔的噴淋液入口連通，所述吸收塔的排氣口通過管道與過濾裝置連通；
[0008]所述有機廢氣緩沖與內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接的風(fēng)機和氣柜，所述風(fēng)機用于將預(yù)處理后的氣體加壓送入氣柜中儲存，所述風(fēng)機通過管道與過濾裝置的排氣口連通，所述氣柜用于存儲氣體以及冷凝廢氣中水蒸氣；
[0009]所述有機廢氣燃燒系統(tǒng)的進氣口通過管道與氣柜的排氣口連通。
[0010]優(yōu)選地，所述用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)還包括用于儲存氣體以及降低氣體壓力波動的緩沖罐，該緩沖罐的一端通過管道與氣柜的排氣口連通，另一端與原料罐連通。
[0011]優(yōu)選地，所述用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)還包括用于降低氣柜所排出氣體壓力的減壓閥，該減壓閥安裝于氣柜和緩沖罐之間的管道上。
[0012]優(yōu)選地，所述用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)還包括安裝于原料罐的出氣口處管道上的呼吸閥，所述呼吸閥在原料罐出料時，吸入緩沖罐中的儲存氣體，在原料罐進料時，呼吸閥向外呼出廢氣。
[0013]優(yōu)選地，所述吸收塔可為填料塔或篩板塔，接近吸收塔的塔頂處設(shè)有液體分布器。
[0014]優(yōu)選地，所述吸收劑為萘油、洗油、一蒽油、二蒽油中的一種或多種混合物。
[0015]優(yōu)選地，所述冷卻器為水冷設(shè)備。
[0016]優(yōu)選地，所述氣柜是雙膜氣柜或鋼制氣柜。
[0017]優(yōu)選地，所述呼吸閥是機械呼吸閥。
[0018]本實用新型提出的脫除系統(tǒng)，采用吸收、過濾和冷凝三者結(jié)合的手段，去除了廢氣中的焦油重組分、顆粒物質(zhì)和水蒸氣，同時將有機廢氣在文氏管和吸收塔中與吸收劑進行兩次接觸，吸收劑循環(huán)使用，使本脫除系統(tǒng)處理成本低且脫除效率高。通過設(shè)置冷卻器對吸收劑進行冷卻，避免溫度升高的吸收劑也成為廢氣來源，避免了二次污染。設(shè)置氣柜實現(xiàn)了廢氣燃燒前的緩沖，使廢氣流量處于比較穩(wěn)定的范圍，避免廢氣流量波動對燃燒過程的沖擊。通過設(shè)置減壓閥和緩沖罐，氣柜中的部分氣體可經(jīng)過減壓閥進入緩沖罐中，實現(xiàn)廢氣的第二次緩沖，最后氣體由緩沖罐進入原料罐中，實現(xiàn)了廢氣的內(nèi)循環(huán)，減少了空氣進入原料罐，使體系中VOCs的濃度保持在合理范圍。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中，1-原料罐、2-呼吸閥、3-循環(huán)槽、4-文氏管、5-吸收塔、6_冷卻器、7_循環(huán)栗、8-過濾器、9_風(fēng)機、10-氣柜、11-減壓閥、12-緩沖觸、13_燃燒爐。
[0021 ]本實用新型的目的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0022]應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0023]參照圖1，圖1為本實用新型用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]本優(yōu)選實施例中，一種用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)，包括用于吸收揮發(fā)性有機物的有機廢氣預(yù)處理系統(tǒng)、有機廢氣緩沖與內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)以及用于燃燒廢氣的有機廢氣燃燒系統(tǒng)，其中，
[0025]有機廢氣預(yù)處理系統(tǒng)包括依次連接的廢氣吸收裝置(可設(shè)置多套或一套，多套廢氣吸收裝置之間串聯(lián)或并聯(lián)連接)和用于過濾廢氣中顆粒物的過濾裝置(過濾裝置可設(shè)置多套或一套)，廢氣吸收裝置包括文氏管4、循環(huán)槽3、吸收塔5、冷卻器6以及循環(huán)栗7，文氏管4安裝于循環(huán)槽3的進氣口上，文氏管4通過管道與原料罐I連通，循環(huán)槽3中容納有用于吸收揮發(fā)性有機物的吸收劑，吸收塔5與循環(huán)槽3的排氣口連通，吸收塔5內(nèi)設(shè)有用于噴淋吸收劑的噴淋裝置，循環(huán)槽3的吸收劑出口通過管道依次經(jīng)循環(huán)栗7和冷卻器6與文氏管4的入口以及吸收塔5的噴淋液入口連通，吸收塔5的排氣口通過管道與過濾裝置連通；
[0026]有機廢氣緩沖與內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接的風(fēng)機9和氣柜10，用于將預(yù)處理后的氣體加壓送入氣柜10中儲存，風(fēng)機9通過管道與過濾裝置的排氣口連通，氣柜10用于存儲氣體以及冷凝廢氣中水蒸氣；
[0027]有機廢氣燃燒系統(tǒng)的進氣口通過管道與氣柜10的排氣口連通。
[0028]有機廢氣燃燒系統(tǒng)中包括至少一個燃燒爐13，有機廢氣燃燒系統(tǒng)使有機廢氣中的VOCs在高溫(800-1500 0C )下轉(zhuǎn)化為CO2和H2O。
[0029]燃燒爐13可以是煤焦油加工過程已有的管式爐，也可以是新建的焚燒爐。燃燒爐13中燃燒過程可以是摻入其他燃料一同伴燒，也可以是直接燃燒。過濾裝置中填充有礫石顆粒、沸石、多孔活性炭或微孔陶瓷。過濾裝置至少包括一個粗過濾器或精過濾器，以及粗過濾器和精過濾器的串聯(lián)或并聯(lián)。
[0030]進一步地，本脫除系統(tǒng)還包括用于儲存氣體以及降低氣體壓力波動的緩沖罐12，該緩沖罐12的一端通過管道與氣柜10的排氣口連通，另一端與原料罐I連通。
[0031]進一步地，本脫除系統(tǒng)還包括用于降低氣柜10所排出氣體壓力的減壓閥11，該減壓閥11安裝于氣柜10和緩沖罐12之間的管道上。
[0032]進一步地，本脫除系統(tǒng)還包括安裝于原料罐I的出氣口處管道上的呼吸閥2，呼吸閥2在原料罐I出料時吸入緩沖罐12中的儲存氣體，在原料罐I進料時，呼吸閥2向外呼出廢氣。
[0033]具體地，本實施例中，吸收塔5為填料塔或篩板塔，接近吸收塔5的塔頂處設(shè)有液體分布器。吸收劑可為萘油、洗油、一蒽油、二蒽油中的一種或多種混合物(指萘油、洗油、一蒽油、二蒽油中的任意兩相或多相混合物)。冷卻器6為水冷設(shè)備。氣柜10是雙膜氣柜或鋼制氣柜。呼吸閥2是機械呼吸閥。呼吸閥2可以是盤式機械呼吸閥，也可以是彈簧式機械呼吸閥。
[0034]本脫除系統(tǒng)的工作過程如下:原料罐I中的有機廢氣自呼吸閥2進入到文氏管4吸入到廢氣吸收裝置中去，有機廢氣與吸收劑在文氏管4中進行第一次接觸，隨后，有機廢氣經(jīng)過循環(huán)槽3自下而上經(jīng)過吸收塔5，而吸收劑
[0035]則自上而下與有機廢氣進行逆流接觸，完成對有機廢氣中VOCs重組分的吸收過程。隨后，吸收塔5排出的有機廢氣進入到過濾裝置中，過濾裝置中的礫石顆粒、沸石、多孔活性炭或微孔陶瓷去除有機廢氣中殘留的顆粒狀物質(zhì)(如萘粉塵)，并吸附廢氣中的水蒸氣。經(jīng)過濾裝置流出的有機廢氣通過風(fēng)機9將其加壓送入氣柜10中儲存。氣柜10同時還冷凝廢氣中水蒸氣，氣柜10的排氣口流出的廢氣一方面經(jīng)減壓閥11的調(diào)節(jié)作用進入到緩沖罐12中，另一方面進入有機廢氣燃燒系統(tǒng)中進行燃燒。緩沖罐12中的廢氣再進入原料罐I中，以實現(xiàn)廢氣的內(nèi)循環(huán)，減少空氣進入原料罐I。
[0036]吸收劑的溫度由冷卻器6所控制，使其溫度保持在合理范圍(40~60°0，從而達到吸收劑自身不揮發(fā)的目的，避免了二次污染。其中，本實施例中，單套廢氣吸收裝置的有機廢氣的處理量在100?1500m3/h的范圍內(nèi)，廢氣中VOCs的濃度可在500~30000mg/m3的范圍，吸收劑的流量在10?150m3/h，吸收劑更換頻率在7?60天/次，廢氣吸收裝置對焦油重組分的脫除效率可達70?95%。
[0037]過濾器8在處理氣量為100?1500m3/h的范圍內(nèi)過濾效率為95?99.5%，且能除去廢氣中的水蒸氣，脫除率為50?60%。
[0038]風(fēng)機9將有機廢氣加壓(0.5?3kPa)后送入體積為1000?5000m3的氣柜10中儲存，氣柜10冷凝廢氣中水蒸氣的冷凝效率可達到60?95%;減壓閥11可調(diào)節(jié)氣柜10所提供氣體的壓力(0.3?IkPa);緩沖罐12的體積在50?500m3范圍內(nèi)，可儲存一定量的有機廢氣;原料罐I出料時，呼吸閥2(進出口壓力設(shè)定為0.1?0.3kPa)的吸入氣體由緩沖罐12提供。
[0039]本實施例中，燃燒爐13(50?500m3)可將有機廢氣(100~3000m3/h)在800?1500°C的高溫下完全燃燒，VOCs的脫除效率可達95?99.9%，￥0(^出口濃度小于101!^/1113，排放速率低于0.1kg/ho
[0040]本實施例提出的脫除系統(tǒng)，采用吸收、過濾和冷凝三者結(jié)合的手段，去除了廢氣中的焦油重組分、顆粒物質(zhì)和水蒸氣，同時將有機廢氣在文氏管4和吸收塔5中與吸收劑進行兩次接觸，吸收劑循環(huán)使用，其處理成本低且脫除效率高。通過設(shè)置冷卻器6對吸收劑進行冷卻，避免溫度升高的吸收劑也成為廢氣來源，避免了二次污染。設(shè)置氣柜10實現(xiàn)了廢氣燃燒前的緩沖，使廢氣流量處于比較穩(wěn)定的范圍，避免廢氣流量波動對燃燒過程的沖擊。通過設(shè)置減壓閥11和緩沖罐12，氣柜10中的部分氣體可經(jīng)過減壓閥11進入緩沖罐12中，實現(xiàn)廢氣的第二次緩沖，最后氣體由緩沖罐12進入原料罐I中，實現(xiàn)了廢氣的內(nèi)循環(huán)，減少了空氣進入原料罐I，使體系中VOCs的濃度保持在合理范圍。
[0041]以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)，其特征在于，包括用于吸收揮發(fā)性有機物的有機廢氣預(yù)處理系統(tǒng)、有機廢氣緩沖與內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)以及用于燃燒廢氣的有機廢氣燃燒系統(tǒng)，其中， 所述有機廢氣預(yù)處理系統(tǒng)包括依次連接的廢氣吸收裝置和用于過濾廢氣中顆粒物的過濾裝置，所述廢氣吸收裝置包括文氏管、循環(huán)槽、吸收塔、冷卻器以及循環(huán)栗，所述文氏管安裝于循環(huán)槽的進氣口上，文氏管通過管道與原料罐連通，所述循環(huán)槽中容納有用于吸收揮發(fā)性有機物的吸收劑，所述吸收塔與循環(huán)槽的排氣口連通，所述吸收塔內(nèi)設(shè)有用于噴淋吸收劑的噴淋裝置，所述循環(huán)槽的吸收劑出口通過管道依次經(jīng)循環(huán)栗和冷卻器與文氏管的入口以及吸收塔的噴淋液入口連通，所述吸收塔的排氣口通過管道與過濾裝置連通； 所述有機廢氣緩沖與內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接的風(fēng)機和氣柜，所述風(fēng)機用于將預(yù)處理后的氣體加壓送入氣柜中儲存，所述風(fēng)機通過管道與過濾裝置的排氣口連通，所述氣柜用于存儲氣體以及冷凝廢氣中水蒸氣； 所述有機廢氣燃燒系統(tǒng)的進氣口通過管道與氣柜的排氣口連通。2.如權(quán)利要求1所述的用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于儲存氣體以及降低氣體壓力波動的緩沖罐，該緩沖罐的一端通過管道與氣柜的排氣口連通，另一端與原料罐連通。3.如權(quán)利要求2所述的用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于降低氣柜所排出氣體壓力的減壓閥，該減壓閥安裝于氣柜和緩沖罐之間的管道上。4.如權(quán)利要求2所述的用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)，其特征在于，還包括安裝于原料罐的出氣口處管道上的呼吸閥，所述呼吸閥在原料罐出料時，吸入緩沖罐中的儲存氣體，在原料罐進料時，呼吸閥向外呼出廢氣。5.如權(quán)利要求1所述的用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收塔可為填料塔或篩板塔，接近吸收塔的塔頂處設(shè)有液體分布器。6.如權(quán)利要求1所述的用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收劑為萘油、洗油、一蒽油、二蒽油中的一種或多種混合物。7.如權(quán)利要求1所述的用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻器為水冷設(shè)備。8.如權(quán)利要求1所述的用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)，其特征在于，所述氣柜是雙膜氣柜或鋼制氣柜。9.如權(quán)利要求4所述的用于煤焦油加工過程排放的揮發(fā)性有機物的脫除系統(tǒng)，其特征在于，所述呼吸閥是機械呼吸閥。
【文檔編號】B01D46/30GK205586741SQ201620175127
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月8日
【發(fā)明人】高家俊, 黃永紅, 付重重
【申請人】中冶南方工程技術(shù)有限公司