用于煤焦油加工過程揮發(fā)性有機(jī)物的催化燃燒處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于煤焦油加工過程揮發(fā)性有機(jī)物的催化燃燒處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]截至目前，我國煤焦油加工行業(yè)總產(chǎn)能已超過2000萬噸，作為煉焦行業(yè)的下游產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)能仍在逐漸擴(kuò)大中。煤焦油加工的主要目的是通過蒸餾而獲得諸如輕油、酚油、萘油、洗油、蒽油及瀝青等產(chǎn)品，部分產(chǎn)品可再進(jìn)一步深加工而獲得粗酚、工業(yè)萘、粗蒽及改制瀝青等高附加值化工產(chǎn)品。然而，該加工過程排放出大量廢氣，主要來源于存儲、加工、生產(chǎn)等區(qū)域所產(chǎn)生，如原料罐區(qū)的呼吸廢氣、焦油蒸餾槽區(qū)的不凝氣、工業(yè)萘蒸餾槽區(qū)的不凝氣、工業(yè)萘包裝區(qū)的升華氣、酚鹽分解裝置區(qū)的逸散氣，以及改制瀝青生產(chǎn)及儲存區(qū)的煙氣等。這些廢氣中含有多種VOCs(VolatiIe Organic Compounds，揮發(fā)性有機(jī)物)，此類VOCs主要由苯類、酚類、萘類及苯并芘等組成，長期接觸VOCs會對人體健康造成極大的傷害。例如，苯并芘就是強(qiáng)力致癌物，極低濃度的接觸就會對人體造成極大危害;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)。另外，這些廢氣中的VOCs若不經(jīng)治理直接排放到空氣中，還可能變成PM2.5的一部分，最終成為霧霾產(chǎn)生的元兇之一。
[0003]對于煤焦油加工過程產(chǎn)生的廢氣而言，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，這些重組分物質(zhì)易揮發(fā)、易凝結(jié)，且脫除難度較大。再者，由于一些加工區(qū)域(如儲罐區(qū)、工業(yè)萘包裝區(qū))的操作是間歇的，使得廢氣的產(chǎn)生也是間歇的，導(dǎo)致其流量的波動很大，治理工藝較難控制。另外，來自不同加工區(qū)域廢氣中的VOCs濃度不一、組成不同，廢氣的統(tǒng)一處理較為困難。因此，煤焦油加工過程的有機(jī)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。
[0004]國內(nèi)該行業(yè)的VOCs治理技術(shù)一直以來采用傳統(tǒng)的排氣洗凈法，以洗油來吸收廢氣中的VOCs。但是，該技術(shù)已顯現(xiàn)出諸多缺陷，不能滿足越來越嚴(yán)苛的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。首先，由于部分區(qū)域(如儲槽區(qū))有機(jī)廢氣溫度較高(80?150°C)，洗油吸收VOCs的同時，其自身溫度也升高，一旦洗油的溫度超過80°C，不僅無法清洗廢氣，反而自身開始大量揮發(fā)，成為VOCs的來源之一。其次，洗油較重的組分，根據(jù)相似相溶原理，其對VOCs中的輕質(zhì)組分(如苯類)吸收效果較差。近年來，不少企業(yè)引入了VOCs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(jī)廢氣中VOCs濃度低，且廢氣流量波動大，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(jì)可行性較差。因此，煤焦油加工過程的VOCs治理亟待脫除效率高、選擇性好、能耗低的工藝技術(shù)出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于煤焦油加工過程揮發(fā)性有機(jī)物的催化燃燒處理系統(tǒng)，旨在提高脫除效率的同時，避免洗油造成的二次污染。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于煤焦油加工過程揮發(fā)性有機(jī)物的催化燃燒處理系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的廢氣預(yù)處理系統(tǒng)、廢氣緩沖系統(tǒng)以及廢氣催化燃燒系統(tǒng)，其中，
所述廢氣預(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、液體冷卻器以及循環(huán)栗，所述文氏管安裝于循環(huán)槽的進(jìn)氣口上，所述文氏管上還設(shè)有用于通入廢氣的進(jìn)氣口，所述循環(huán)槽中容納有用于吸收揮發(fā)性有機(jī)物的吸收劑，所述吸收塔與循環(huán)槽的排氣口連通，所述循環(huán)槽的吸收劑出口通過管道依次經(jīng)循環(huán)栗和液體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；
所述廢氣緩沖系統(tǒng)包括依次連接的第一風(fēng)機(jī)和氣柜，所述第一風(fēng)機(jī)用于將預(yù)處理后的氣體加壓送入氣柜中儲存，所述第一風(fēng)機(jī)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；
所述廢氣催化燃燒系統(tǒng)包括催化反應(yīng)器以及用于預(yù)熱所述催化反應(yīng)器的管式加熱爐，所述催化反應(yīng)器通過管道與氣柜連通使揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行無焰燃燒，所述管式加熱爐與催化反應(yīng)器連接以對其進(jìn)行預(yù)熱。
[0007]優(yōu)選地，所述有機(jī)廢氣燃燒系統(tǒng)還包括換熱器、第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第四控制閥、第五控制閥以及第二風(fēng)機(jī)，其中，所述換熱器的第一通道入口經(jīng)第一控制閥與氣柜連通，所述換熱器的第一通道出口經(jīng)第二控制閥與管式加熱爐的加熱管道入口連通，所述換熱器的第二通道入口與催化反應(yīng)器的排氣口連通，所述換熱器的第二通道出口與煙囪連通，所述管式加熱爐的加熱管道出口與催化反應(yīng)器的進(jìn)氣口連通，所述換熱器的第一通道出口經(jīng)第三控制閥與管式加熱爐的加熱管道出口和催化反應(yīng)器的進(jìn)氣口之間的節(jié)點(diǎn)連接，所述換熱器的第一通道入口還經(jīng)第四控制閥、第二風(fēng)機(jī)和第五控制閥與空氣源連通。
[0008]優(yōu)選地，所述用于煤焦油加工過程揮發(fā)性有機(jī)物的催化燃燒處理系統(tǒng)還包括第六控制閥和第七控制閥，所述管式加熱爐的燃料進(jìn)口經(jīng)第六控制閥與第二風(fēng)機(jī)連通，所述管式加熱爐的燃料進(jìn)口經(jīng)第七控制閥與燃料源連通。
[0009]優(yōu)選地，所述用于煤焦油加工過程揮發(fā)性有機(jī)物的催化燃燒處理系統(tǒng)還包括安裝于所述過濾裝置與第一風(fēng)機(jī)之間管道上的第八控制閥。
[0010]優(yōu)選地，所述用于煤焦油加工過程揮發(fā)性有機(jī)物的催化燃燒處理系統(tǒng)還包括安裝于所述氣柜的排氣口處管道上的減壓閥。
[0011]優(yōu)選地，所述用于煤焦油加工過程揮發(fā)性有機(jī)物的催化燃燒處理系統(tǒng)還包括第九控制閥，該第九控制閥的一端通過管道與過濾裝置連通，第九控制閥的另一端通過管道與所述氣柜的排氣口連通。
[0012]優(yōu)選地，所述循環(huán)槽的吸收劑出口與循環(huán)栗之間的管道上還安裝有止回閥。
[0013]優(yōu)選地，所述吸收塔為填料塔或篩板塔，接近所述吸收塔的塔頂處設(shè)有液體分布器，所述液體分布器下部設(shè)有氣體冷凝器，所述氣體冷凝器的冷介質(zhì)為常溫空氣或冷卻水。
[0014]優(yōu)選地，所述催化反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器，且可選擇流向變換操作模式。
[0015]優(yōu)選地，所述氣柜是雙膜氣柜或鋼制氣柜。
[0016]本發(fā)明提出的用于煤焦油加工過程揮發(fā)性有機(jī)物的催化燃燒處理系統(tǒng)，通過設(shè)置廢氣預(yù)處理系統(tǒng)、廢氣緩沖系統(tǒng)以及廢氣催化燃燒系統(tǒng)，將有機(jī)廢氣在文氏管和吸收塔中與吸收劑進(jìn)行兩次接觸，吸收劑循環(huán)使用，使本催化燃燒處理系統(tǒng)具有脫除效率高、選擇性好、能耗低以及無洗油造成的二次污染的優(yōu)點(diǎn)。另外，設(shè)置氣柜實(shí)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。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明用于煤焦油加工過程揮發(fā)性有機(jī)物的催化燃燒處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中，1-文氏管、2-循環(huán)槽、3-吸收塔、4-氣體冷凝器、5-液體分布器、6-液體冷卻器、7-循環(huán)栗、8-止回閥、9-過濾裝置、1d-第一控制閥、1g-第二控制閥、1f-第三控制閥、1e-第四控制閥、1h-第五控制閥、11-第六控制閥、10 j-第七控制閥、1a-第八控制閥、
IOb-第九控制閥、1c-第十控制閥、I Ia-第一風(fēng)機(jī)、I Ib-第二風(fēng)機(jī)、12-氣柜、13-減壓閥、14-換熱器、15-催化反應(yīng)器、16-管式加熱爐、17-煙囪。
[0019]本發(fā)明的目的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0020]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]需要說明的是，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“橫向”、“縱向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，并不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0022]參照圖1，圖1為本發(fā)明用于煤焦油加工過程揮發(fā)性有機(jī)物的催化燃燒處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]本優(yōu)選實(shí)施例中，用于煤焦油加工過程揮發(fā)性有機(jī)物的催化燃燒處理系統(tǒng)，包括依次連接的廢氣預(yù)處理系統(tǒng)、廢氣緩沖系統(tǒng)以及廢氣催化燃燒系統(tǒng)，其中，
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9(可設(shè)置一套或多套)，廢氣吸收裝置(可設(shè)置一套或多套)包括文氏管1、循環(huán)槽2、吸收塔3、液體冷卻器6以及循環(huán)栗7，文氏管I安裝于循環(huán)槽2的進(jìn)氣口上，文氏管I上還設(shè)有用于通入廢氣的進(jìn)氣口，循環(huán)槽2中容納有用于吸收揮發(fā)性有機(jī)物的吸收劑，吸收塔3與循環(huán)槽2的排氣口連通，循環(huán)槽2的吸收劑出口通過管道依次經(jīng)循環(huán)栗7和液體冷卻器6與文氏管I的入口以及吸收塔3的噴淋液入口連通，吸收塔3的排氣口通過管道與過濾裝置9連通；
廢氣緩沖系統(tǒng)包括依次連接的第一風(fēng)機(jī)Ila和氣柜12，第一風(fēng)機(jī)Ila用于將預(yù)處理后的氣體加壓送入氣柜12中儲存，第一風(fēng)機(jī)Ila通過管道與過濾裝置9的排氣口連通，氣柜12用于存儲氣體以及冷凝廢氣中水蒸氣；
廢氣催化燃燒系統(tǒng)包括催化反應(yīng)器15以及用于預(yù)熱催化反應(yīng)器15的管式加熱爐16，催化反應(yīng)器15通過管道與氣柜12連通使揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行無焰燃燒，管式加熱爐16與催化反應(yīng)器15連接以對其進(jìn)行預(yù)熱。
[0024]具體地，本實(shí)施例中，吸收塔3為填料塔或篩板塔，接近吸收塔3的塔頂處設(shè)有液體分布器5，液體分布器5下部設(shè)有氣體冷凝器4，氣體冷凝器4的冷介質(zhì)為常溫空氣或冷卻水。通過設(shè)置液體分布器5使廢氣與吸收劑充分接觸，從而提高本催化燃燒處理系統(tǒng)的處理效果。催化反應(yīng)器15為固定床反應(yīng)器，且可選擇流向變換操作模式。氣柜12是雙膜氣柜12或鋼制氣柜12。過濾裝置9包括粗過濾器、精過濾器、或粗過濾器和精過濾器的組合。粗過濾器和精過濾器的組合為粗過濾器和精過濾器的串聯(lián)或并聯(lián)。吸收劑可為甲基萘油、洗油或炭黑油中的一種，以及油品的兩相或三相混合物。
[0025]進(jìn)一步地，有機(jī)廢氣燃燒系統(tǒng)還包括換熱器14、第一控制閥10d、第二控制閥10g、第三控制閥1f、第四控制閥10e、第五控制閥1h以及第二風(fēng)機(jī)11b，其中，換熱器1