CN108310916A - 生物柴油企业排放的voc的处理设备及方法 - Google Patents
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Abstract
一种生物柴油企业排放的VOC的处理设备及方法。VOC气体吸收塔包括第一VOC吸收塔和第二VOC吸收塔；气体收集管道包括甲醇塔VOC气体收集管、甲酯塔VOC气体收集管；两条VOC气体收集管并联后与第一VOC吸收塔下部连通；反应釜废物收集管上有第一换热器和第一循环泵，反应釜废物收集管与第二VOC吸收塔下部连通；黑脚收集管上有第二换热器和第二循环泵，黑脚收集管与第一VOC吸收塔下部连通；第一VOC吸收塔的气体排放口与第二VOC下部的气体入口连通；第二VOC吸收塔顶部的气体排放口与臭氧塔下部连通；臭氧塔下部与臭氧发生器连通；臭氧塔的气体排放口与臭氧破坏器连通。本发明无安全隐患；无废水和固废产生；无需大风机稀释；环保工艺能耗低、稳定可靠；投资小见效快、实现无人操作。
Description
技术领域
本发明涉及VOC处理领域，具体地说是一种生物柴油生产行业的VOC处理设备及使用该设备处理VOC的方法。
背景技术
近年来，国家对环保的严格要求和监管，使排放单位和部门不得不投资各种环保设施以达到国家的排放标准。其中VOC是环保的一项重要指标。
生物柴油生产行业有大量的VOC排放，需要全部收集起来达标进行处理。生物柴油厂的VOC主要来源是甲醇精馏***的轻组分和甲酯精馏真空***尾气两部分，主要含有醇类、醛类、酯类和小分子烃等，目前，生物柴油厂对于VOC的处理方法有三种：一、尾气输送至锅炉燃烧；二、经过水洗、强氧化、高压等离子和紫外光、活性炭等一系列工序；三、生物法。以上三种方法都存在不足，焚烧法安全隐患非常大，事故多发，生物法需要长时间不间断高级看护，而多重处理法产生大量高浓废水和废活性炭，并且有着高昂的处理成本，生物柴油行业是低利润行业，所以对于生物柴油行业来说，迫切需要一种低成本、高安全性的VOC的处理方法。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷，提供一种低成本、高安全性的VOC的处理设备及方法。经过这种方法处理的VOC最终实现达标排放，而且VOC中有机物能得到应用。
本发明所采用的技术方案是：
一种生物柴油企业排放的VOC的处理设备，包括气体收集管道、废物收集管道、VOC气体吸收塔、臭氧塔和臭氧破坏器，
所述VOC气体吸收塔包括并列设置的第一VOC吸收塔和第二VOC吸收塔；
所述气体收集管道包括与甲醇精馏塔排放口连通的甲醇塔VOC气体收集管、与甲酯精馏塔排放口连通的甲酯塔VOC气体收集管；所述的两条VOC气体收集管并联后与第一VOC吸收塔下部连通；
所述废物收集管道包括与反应釜的反应末端连接的反应釜废物收集管、与甲酯精馏塔反应末端连接的黑脚收集管；所述的反应釜废物收集管上安装有第一换热器和第一循环泵，该反应釜废物收集管与第二VOC吸收塔下部连通；所述的黑脚收集管上安装有第二换热器和第二循环泵，该黑脚收集管与第一VOC吸收塔下部连通；
所述第一VOC吸收塔顶部的气体排放口通过管道与第二VOC下部的气体入口连通；
所述第二VOC吸收塔顶部的气体排放口通过管道与所述臭氧塔下部连通；所述臭氧塔下部通过管道与臭氧发生器连通；所述臭氧塔顶部的气体排放口通过管道与臭氧破坏器连通。
作为优选方案：所述气体收集管道上安装有引风机。
作为优选方案：所述VOC气体吸收塔包括吸收塔塔体、设置在塔体内部的气体缓存板、分设在塔体上部和下部的出液口和进液口；还包括设置在塔体底部的气体分布盘，该气体分布盘上均布有喷嘴，气体分布盘底部通过管路与所述气体收集管道连通；所述塔体顶部设置有出气口；所述进液口设置在所述气体分布盘上方。
作为优选方案：所述塔体内由上至下并列设置有至少3层气体缓存板。
作为优选方案：所述气体缓存板为圆形孔板，板体上布满通孔，通孔内径3-5mm。
作为优选方案：相邻气体缓存板上的通孔交错设置。
作为优选方案：所述气体缓存板的外圆周与塔体内壁之间为焊接固定。
作为优选方案：所述气体缓存板与塔体内壁之间为活动式连接结构。
作为优选方案：所述塔体内壁上两侧对车设置有至少两组插板，每组插板包括两个并列设置的薄板，薄板水平设置，一侧与塔体内壁焊接，另一侧悬空；所述气体缓存板的***插装在插板中。
利用所述设备处理生物柴油企业排放的VOC的方法，具体方法如下：
a、甲醇精馏塔在微正压条件下工作，生产过程中产生甲醇塔VOC气体，由甲醇塔VOC气体收集管道送出；
b、甲酯精馏塔在真空条件下工作，生产过程中产生甲酯塔VOC气体，又甲酯塔VOC气体收集管道送出；
c、开启引风机将甲醇塔VOC气体和甲酯塔VOC气体通过密闭的气体收集管道引至下游处理段；
d、甲酯精馏塔经过精馏后的黑脚在高温状态下呈液态，经管道由甲酯精馏塔底部出口打入储罐中，开启第二换热器、第二循环泵，黑脚在第二换热器的作用下迅速冷却至50℃-60℃之间，黑脚呈膏状，经过冷却的黑脚经第二循环泵出口旁支打入第一VOC吸收塔中，第一VOC吸收塔底部气体经进气口和气体分布盘均匀分布为细小气泡，黑脚已经充满塔体并缓慢向上流动，同时在气体缓存板的作用下黑脚与VOC气体充分混合吸附后，经吸收塔上端出口至黑脚外销；
e、反应釜反应完成后从釜底分离出甘油废水经管道由反应釜底部出口打入储罐中，开启第一换热器、第一循环泵，甘油废水在第一换热器的作用下迅速冷却至10℃-20℃之间，经过冷却的甘油废水经第一循环泵出口旁支打入第二VOC吸收塔中，第二VOC吸收塔底部气体经进气口和气体分布盘均匀分布为细小气泡，粗甘油已经充满塔体并缓慢向上流动，同时在气体缓存板的作用下粗甘油与VOC气体充分混合吸附后，经吸收塔上端出口至去污水处理站；
f、经过两级吸附的气体中还有一些微量的小分子VOC经臭氧塔进行深度处理，开启臭氧发生器和臭氧破坏器，小分子VOC在塔内填料的催化下迅速转化为无机物和水，随后达标排放。
相比现有生物柴油VOC处理方法，本方法具有以下有优点：1、无安全隐患；2、无废水和固废产生；3、无需大风机稀释；4、本方法环保工艺能耗低、稳定可靠；5、本投资小见效快、实现无人操作。附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明中VOC气体吸收塔结构示意图。
图中：1甲醇塔VOC气体收集管；2甲醇精馏塔；3甲酯塔VOC气体收集管；4甲酯精馏塔；5；反应釜；6甘油废水；7第一换热器；8第一循环泵；9黑脚；10第二换热器；11第二循环泵；12引风机；13第二VOC吸收塔；14第一VOC吸收塔；15黑脚外销；16甘油废水排放管；17臭氧发生器；18臭氧塔；19臭氧破坏器；20VOC气体达标排放管；21进气口；22进液口；23气体分布盘；24气体缓存板；25出液口；26出气口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
本发明所公开的这种生物柴油企业排放的VOC的处理设备，包括1甲醇塔VOC气体收集管；2甲醇精馏塔；3甲酯塔VOC气体收集管；4甲酯精馏塔；5；反应釜；6甘油废水；7第一换热器；8第一循环泵；9黑脚；10第二换热器；11第二循环泵；12引风机；13第二VOC吸收塔；14第一VOC吸收塔；15黑脚外销；16甘油废水排放管；17臭氧发生器；18臭氧塔；19臭氧破坏器；20VOC气体达标排放管；21进气口；22进液口；23气体分布盘；24气体缓存板；25出液口；26出气口。其中的VOC气体吸收塔包括并列设置的第一VOC吸收塔和第二VOC吸收塔。本发明主要是利用生物柴油生产过程中物料的冷去吸附大量溶解性VOC，达到以废制废的效果。
气体收集管道包括与甲醇精馏塔排放口连通的甲醇塔VOC气体收集管、与甲酯精馏塔排放口连通的甲酯塔VOC气体收集管。两条VOC气体收集管并联后与第一VOC吸收塔下部连通。气体收集管道上安装有引风机。
废物收集管道包括与反应釜的反应末端的甘油废水储存容器连接的反应釜废物收集管即甘油废水收集管、与甲酯精馏塔反应末端的黑脚储存容器连接的黑脚收集管。反应釜废物收集管上安装有第一换热器和第一循环泵，该反应釜废物收集管与第二VOC吸收塔下部连通；黑脚收集管上安装有第二换热器和第二循环泵，该黑脚收集管与第一VOC吸收塔下部连通。
第一VOC吸收塔顶部的气体排放口通过管道与第二VOC下部的气体入口连通。
第二VOC吸收塔顶部的气体排放口通过管道与所述臭氧塔下部连通。臭氧塔下部通过管道与臭氧发生器连通。臭氧塔顶部的气体排放口通过管道与臭氧破坏器连通。
VOC气体吸收塔包括吸收塔塔体、设置在塔体内部的气体缓存板、分设在塔体上部和下部的出液口和进液口；还包括设置在塔体底部的气体分布盘。该气体分布盘上均布有喷嘴，气体分布盘底部通过管路与所述气体收集管道连通。塔体顶部设置有出气口；所述进液口设置在所述气体分布盘上方。
第一VOC吸收塔的进液口与黑脚收集管连接，其进气口与气体收集管道连通；第二VOC吸收塔的进液口与甘油废水收集管连接，其进气口通过管道与第一VOC吸收塔顶部的排气口连通。
塔体内由上至下并列设置有至少3层气体缓存板。气体缓存板为圆形孔板，板体上布满通孔，通孔内径3-5mm。相邻气体缓存板上的通孔交错设置。气体右下向上流动，在流动过程中被气体缓存板阻挡，并通过通孔穿过，上下相邻缓存板的通孔交错设置，可延长气体停留时间，确保其与液体充足反应。
气体缓存板的外圆周与塔体内壁之间为焊接固定。或者气体缓存板与塔体内壁之间为活动式连接结构。
作为优选方案，塔体内壁上两侧对车设置有至少两组插板，一般为三组，呈120度角分布，每组插板包括两个并列设置的薄板，薄板水平设置，一侧与塔体内壁焊接，另一侧悬空。气体缓存板的***插装在插板中。
利用上述设备处理生物柴油企业排放的VOC的方法：甲醇塔产生的VOC气体、甲酯塔产生的VOC气体在引风机作用下经过气体收集管道收集至第一VOC吸收塔的进气口；甲酯精馏塔下部排放的黑脚经第二换热器和第二循环泵后被送至第一VOC吸收塔的进液口；气体和液体在第一VOC吸收塔内进行反应后，再由塔顶的管道被送至第二VOC吸收塔下部的进气口；
具体方法如下：
a、甲醇精馏塔2是在微正压条件下工作，在生产过程中会有自由气体（含大量甲醇气）散逸出来，形成甲醇塔VOC气体，在塔顶附件设置密闭集气罩并设置与其连通的负压管道即甲醇塔VOC气体收集管；
b、甲酯精馏塔4是在真空条件下工作，在生产过程中会有大量有机气体（含大量的短链酯、短链醇、短链酸）随真空尾气排放出来，形成甲酯塔VOC气体，在塔顶附件设置密闭集气罩并设置与其连通的负压管道即甲酯塔VOC气体收集管；
c、开启引风机12将甲醇塔产生的VOC气体和甲酯塔产生的VOC气体分别通过甲醇塔VOC气体收集管1和甲酯塔VOC气体收集管3引至下游处理段；
d、甲酯精馏塔4经过精馏后的黑脚9在高温状态下呈液态，经管道由甲酯精馏塔4底部出口打入储罐中，开启第二换热器10、第二循环泵11，黑脚9在第二换热器10的作用下迅速冷却至50℃——60℃之间，黑脚9呈膏状，经过冷却的黑脚9经第二循环泵11出口旁支打入第一VOC吸收塔14中，吸附塔底部气体经进气口21和气体分布盘23均匀分布为细小气泡，黑脚已经充满塔体并缓慢向上流动，同时在气体缓存板24的作用下黑脚与VOC气体充分混合吸附后，经吸收塔上端出口至黑脚外销15；
e、反应釜5反应完成后从釜底分离出甘油废水6经管道由反应釜5底部出口打入储罐中，开启第一换热器7、第一循环泵8，甘油废水6在第一换热器7的作用下迅速冷却至10℃—20℃之间，经过冷却的甘油废水6，经第一循环泵8出口旁支打入第二VOC吸收塔13中，吸附塔底部气体经进气口21和气体分布盘23均匀分布为细小气泡，粗甘油已经充满塔体并缓慢向上流动，同时在气体缓存板24的作用下粗甘油与VOC气体充分混合吸附后，经吸收塔上端出口的甘油废水排放管16去污水处理站；
f、经过两级吸附的气体中还有一些微量的小分子VOC经臭氧塔18进行深度处理，开启臭氧发生器17和臭氧破坏器19，小分子VOC在塔内填料的催化下迅速转化为无机物和水，随后由VOC气体达标排放管20进行达标排放。
实例1：
以地沟油为原料生产生物柴油
当地沟油为原料时，VOC气体总量小，黑脚温度调节至60℃，粗甘油温度调节至20℃，黑脚和粗甘油的流速根据产生量实现自调，VOC气体经过两级吸附和一级氧化后达到国家排放标准。
实例2：
以酸化油为原料生产生物柴油
当地沟油为原料时，VOC气体总量大，黑脚温度调节至50℃，粗甘油温度调节至10℃，黑脚和粗甘油的流速根据产生量实现自调，VOC气体经过两级吸附和一级氧化后达到国家排放标准。
Claims (10)
1.一种生物柴油企业排放的VOC的处理设备，包括气体收集管道、废物收集管道、VOC气体吸收塔、臭氧塔和臭氧破坏器，其特征在于：
所述VOC气体吸收塔包括并列设置的第一VOC吸收塔和第二VOC吸收塔；
所述气体收集管道包括与甲醇精馏塔排放口连通的甲醇塔VOC气体收集管、与甲酯精馏塔排放口连通的甲酯塔VOC气体收集管；所述的两条VOC气体收集管并联后与第一VOC吸收塔下部连通；
所述废物收集管道包括与反应釜的反应末端连接的反应釜废物收集管、与甲酯精馏塔反应末端连接的黑脚收集管；所述的反应釜废物收集管上安装有第一换热器和第一循环泵，该反应釜废物收集管与第二VOC吸收塔下部连通；所述的黑脚收集管上安装有第二换热器和第二循环泵，该黑脚收集管与第一VOC吸收塔下部连通；
所述第一VOC吸收塔顶部的气体排放口通过管道与第二VOC下部的气体入口连通；
所述第二VOC吸收塔顶部的气体排放口通过管道与所述臭氧塔下部连通；所述臭氧塔下部通过管道与臭氧发生器连通；所述臭氧塔顶部的气体排放口通过管道与臭氧破坏器连通。
2.根据权利要求1所述的生物柴油企业排放的VOC的处理设备，其特征在于，所述气体收集管道上安装有引风机。
3.根据权利要求1所述的生物柴油企业排放的VOC的处理设备，其特征在于，所述VOC气体吸收塔包括吸收塔塔体、设置在塔体内部的气体缓存板、分设在塔体上部和下部的出液口和进液口；还包括设置在塔体底部的气体分布盘，该气体分布盘上均布有喷嘴，气体分布盘底部通过管路与所述气体收集管道连通；所述塔体顶部设置有出气口；所述进液口设置在所述气体分布盘上方。
4.根据权利要求3所述的生物柴油企业排放的VOC的处理设备，其特征在于，所述塔体内由上至下并列设置有至少3层气体缓存板。
5.根据权利要求4所述的生物柴油企业排放的VOC的处理设备，其特征在于，所述气体缓存板为圆形孔板，板体上布满通孔，通孔内径3-5mm。
6.根据权利要求5所述的生物柴油企业排放的VOC的处理设备，其特征在于，相邻气体缓存板上的通孔交错设置。
7.根据权利要求3所述的生物柴油企业排放的VOC的处理设备，其特征在于，所述气体缓存板的外圆周与塔体内壁之间为焊接固定。
8.根据权利要求3所述的生物柴油企业排放的VOC的处理设备，其特征在于，所述气体缓存板与塔体内壁之间为活动式连接结构。
9.根据权利要求8所述的生物柴油企业排放的VOC的处理设备，其特征在于，所述塔体内壁上两侧对车设置有至少两组插板，每组插板包括两个并列设置的薄板，薄板水平设置，一侧与塔体内壁焊接，另一侧悬空；所述气体缓存板的***插装在插板中。
10.一种利用权利要求1-8中任一项所述的设备处理生物柴油企业排放的VOC的方法，其特征在于，具体方法如下：
a、甲醇精馏塔在微正压条件下工作，生产过程中产生甲醇塔VOC气体，由甲醇塔VOC气体收集管道送出；
b、甲酯精馏塔在真空条件下工作，生产过程中产生甲酯塔VOC气体，又甲酯塔VOC气体收集管道送出；
c、开启引风机将甲醇塔VOC气体和甲酯塔VOC气体通过密闭的气体收集管道引至下游处理段；
d、甲酯精馏塔经过精馏后的黑脚在高温状态下呈液态，经管道由甲酯精馏塔底部出口打入储罐中，开启第二换热器、第二循环泵，黑脚在第二换热器的作用下迅速冷却至50℃-60℃之间，黑脚呈膏状，经过冷却的黑脚经第二循环泵出口旁支打入第一VOC吸收塔中，第一VOC吸收塔底部气体经进气口和气体分布盘均匀分布为细小气泡，黑脚已经充满塔体并缓慢向上流动，同时在气体缓存板的作用下黑脚与VOC气体充分混合吸附后，经吸收塔上端出口至黑脚外销；
e、反应釜反应完成后从釜底分离出甘油废水经管道由反应釜底部出口打入储罐中，开启第一换热器、第一循环泵，甘油废水在第一换热器的作用下迅速冷却至10℃-20℃之间，经过冷却的甘油废水经第一循环泵出口旁支打入第二VOC吸收塔中，第二VOC吸收塔底部气体经进气口和气体分布盘均匀分布为细小气泡，粗甘油已经充满塔体并缓慢向上流动，同时在气体缓存板的作用下粗甘油与VOC气体充分混合吸附后，经吸收塔上端出口至去污水处理站；
f、经过两级吸附的气体中还有一些微量的小分子VOC经臭氧塔进行深度处理，开启臭氧发生器和臭氧破坏器，小分子VOC在塔内填料的催化下迅速转化为无机物和水，随后达标排放。
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