CN110898615A - 焦化工业废气处理塔及处理方法 - Google Patents

焦化工业废气处理塔及处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种焦化工业废气处理塔，塔内设置有多级过滤器、热交换器以及多级喷淋单元，通过对焦化工业废气进行多级过滤处理、热交换处理、喷淋处理将焦化工业废气净化后可进入其他气体的冷凝回收使用，其中热交换不仅能将焦化工业废气温度降低，同时还能将这部分热能作为空气温度调节器的动力，降低能耗节约能源，此外特别是第二次热交换能够废气温度进一步降低并促进废气中原先未溶于喷淋液体的物质溶解从而提高净化效果。

Description

焦化工业废气处理塔及处理方法
技术领域
本发明涉及废气处理，尤其是涉及焦化工业废气处理塔，同时涉及处理方法。
背景技术
焦化生产排放的废气主要来自备煤、炼焦、化工产品回收与精制车间，其中炼焦过程装煤、出焦、熄焦工序排放的废气量大、粉尘浓度高，还含有有毒有害污染物，如苯可溶物(BSO)、多环芳烃(PAH)、二氧化硫、氮氧化物、硫化氢、一氧化碳和氨等，并且其中的苯可溶物(BSO)、多环芳烃(PAH)还是潜在致癌物，为环境污染控制的重要物质。目前焦化废气处理回收工艺还有待提高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供焦化工业废气处理塔，可对焦化过程产生的废气进行收集净化，并将净化后的气体再次投入循环冷却使用，减少最终的废气处理量和排放量。
本发明的技术方案是提供一种焦化工业废气处理塔：
塔底设置有废气进口，塔顶设置有空气温度调节器以及废气出口、风机，废气出口可与冷凝回收装置连通，风机包括将填料处理塔中的气体抽出的抽风机和将净化后的气体送入冷凝回收装置的送风机；
填料处理塔按照废气进入方向依次设置喷淋单元I、初效过滤器I、初效过滤器II、中效过滤器、一级热交换器、喷淋单元II、高效过滤器、二级热交换器，其中初效过滤器I、中效过滤器的气体通过路径长度相同，初效过滤器I或者中效过滤器的气体通过路径长度与初效过滤器II的气体通过路径长度比为1:4。
进一步地，上述空气温度调节器前端(前端是指靠近气体进入方向)还设置有降温前过滤器，主要选择高效过滤器，用以提高进入空气温度调节器前的气体的过滤精度。
进一步地，上述喷淋单元I、喷淋单元II均设置有接水板，接水板从边缘向中心微微凹陷，接水板下方设置有废液处理器。
进一步地，废液处理器底部设置有废液收集槽、废液出口，用于将喷淋液体收集引流至回收装置或者将无害液体直接排出。
进一步地，喷淋单元I与喷淋单元II的气体通过路径的长度比为3:1，在保证废气中可溶性物质、颗粒物吸收完全的情况下减少设备体积、节约能耗。
进一步地，气体经过喷淋单元I后进入初效过滤器I之前通过调节阀进行调节，以控制总体风量与风机效率以及各级过滤器、喷淋单元、热交换器效率相互配合，提高回风利用率。
进一步地，塔底内部设置有引流结构，沿处理塔周向至少分布有两组引流结构，每组引流结构有多个可活动的引流栅板组成；引流栅板一端旋转固定于处理塔壁，另一端为活动端伸向塔内空间；引流栅板可旋转调整的角度为15～50°。
本发明还提供利用上述处理塔进行废气处理的方法，包括如下步骤：
(1)焦化废气经由废气进口进入处理塔；
(2)废气进入处理塔后过程如下：
a.废气首先经过水喷淋以除去废气中大部分可溶性物质；
b.水喷淋后的废气进入一级过滤以初步除去废气中的颗粒物质；
c.之后废气经过二、三级过滤再次除去废气中的颗粒物质；
d.经过二、三级过滤后的废气通过一级热交换将废气温度降低并再次通过水喷淋除去较低温度下可溶性物质；
e.将步骤d处理后的废气经过四级过滤以保证废气中的有害物质被充分滤除，然后经过二级热交换进一步降低气体温度；至此废气已经基本净化完全；
(3)将经过步骤(2)处理的气体以空气温度调节器将温度降至20～40℃，降温后的气体可进入冷凝回收体系作为冷凝介质。
进一步地，步骤(1)中焦化废气温度为200～380℃。
进一步地，步骤(2)之a水喷淋中的水量与废气的比例为6kg：1m3。
进一步地，步骤(2)之d中一级热交换后废气温度降低至50～60℃。
进一步地，步骤(3)气体进入空气温度调节器前还包括经过五级过滤以进一步提高气体洁净度。
本发明的优点和有益效果：本发明通过对焦化工业废气进行多级过滤处理、热交换处理、喷淋处理将焦化废气净化后可再次投入至其他废气冷凝使用，其中热交换不仅能将废气温度降低，同时还能将这部分热能作为空气温度调节器的动力，降低能耗节约能源，此外特别是第二次热交换能够废气温度进一步降低并促进废气中原先未溶于喷淋液体的物质溶解从而提高净化效果。
附图说明
图1是本发明处理塔的结构示意图。
附图标记：1-废气进口，21-初效过滤器I，22-初效过滤器II，23-中效过滤器，24-高效过滤器，25-降温前过滤器，3-调节阀，41-喷淋单元I，42-喷淋单元II，51、52-接水板，61-一级热交换器，62-二级热交换器，7-空气温度调节器，81-废液收集槽，82-废液出口，9-废液处理器，10-引流栅板
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
本发明提供一种焦化工业废气处理塔：
塔底设置有废气进口1，塔顶设置有空气温度调节器7以及废气出口、风机，废气出口(图中未示出)与冷凝回收装置连通，用于作为冷凝介质，风机包括将填料处理塔中的气体抽出的抽风机和将净化后的气体送入冷凝回收装置的送风机；其中空气温度调节器7与风机可以为一体的设备(本发明附图1所示即为空气温度调节器与风机为一体)，废气经过净化后进入空气温度调节器降温至20～40℃然后经过废气出口由送风机将气体送入冷凝回收装置；
填料处理塔按照废气进入方向依次设置喷淋单元I 41、初效过滤器I 21、初效过滤器II 22、中效过滤器23、一级热交换器61、喷淋单元II 42、高效过滤器24、二级热交换器62，其中初效过滤器I 21、中效过滤器23的气体通过路径长度相同，初效过滤器I 21或者中效过滤器23的气体通过路径长度与初效过滤器II 22的气体通过路径长度比为1:4。
在另一改进的实施例中，空气温度调节器7的前端还设置有降温前过滤器25，主要选择高效过滤器，用以提高进入空气温度调节器前的气体的过滤精度。
在另一改进的实施例中，喷淋单元I 41设置有接水板51，喷淋单元II 42设置有接水板52，接水板51、52从边缘向中心微微凹陷便于收集废液，接水板51、52下方均设置有废液处理器9(例如可以选择活性炭吸收器)，便于处理废液中的有害物质。
在另一改进的实施例中，废液处理器9的底部设置有废液收集槽81、废液出口82，用于将喷淋液体收集引流至回收装置或者将无害液体直接排出。
在另一改进的实施例中，喷淋单元I 41与喷淋单元II 42的气体通过路径的长度比为3:1，喷淋单元I、II均由多层带有喷嘴的喷淋板构成，上述气体通过路径之比为3:1在填料处理塔中体现为喷淋单元I 41与喷淋单元II 42的布置高度之比为3:1，且相邻喷淋板间距相同；在保证废气中可溶性物质、颗粒物吸收完全的情况下减少设备体积、节约能耗。
在另一改进的实施例中，气体经过喷淋单元I 41后进入初效过滤器I 21之前通过调节阀3进行调节，以控制总体风量与风机效率以及各级过滤器、喷淋单元、热交换器效率相互配合。
在另一改进的实施例中，塔底内部还设置有引流结构，沿处理塔周向至少分布有两组引流结构，设置引流结构能引导废气进入塔内，同时能将废气打散使其与喷流单元或是过滤器充分接触；每组引流结构有多个可活动的引流栅板10组成；引流栅板10一端旋转固定于处理塔壁，另一端为活动端且伸向塔内空间；引流栅板10可旋转调整的角度为15～50°；实际操作中每个引流栅板10调整成不同角度，以起到更好的紊流作用，使得废气与喷淋液或是过滤物质更充分反应。
上述设备的工作过程为：
温度为200～380℃的焦化废气经由废气进口1废气进口1进入填料处理塔，气体一次经过喷淋单元I 41、初效过滤器I 21、初效过滤器II 22、中效过滤器23、一级热交换器61、喷淋单元II 42、高效过滤器24、二级热交换器62后基本净化完成、温度降低，然后气体进入空气温度调节器7进一步降温后由废气出口送出，可送入冷凝回收装置。喷淋单元所使用的喷淋水流经废液处理器9后经过废液收集槽81和废液出口82排出填料处理塔。
本发明还提供利用上述处理塔进行焦化工业废气处理的方法，包括如下步骤：
(1)温度为200～380℃的焦化工业废气经由废气进口1进入处理塔；
(2)废气进入处理塔后过程如下：
a.废气首先经过水喷淋以除去废气中大部分可溶性物质；喷淋用水量与废气的比例为6kg：1m3；在该比例时能够保证水量用量较少的前提下更好地吸收废气中的可溶物质；
b.水喷淋后的废气经过一级过滤以初步除去废气中的颗粒物质，
c.经过一级过滤后的废气经过二、三级过滤再次除去废气中的颗粒物质；
d.经过二、三级过滤后的废气通过一级热交换将废气温度降低至50～60℃，并再次通过水喷淋除去较低温度下可溶性物质；
e.将步骤d处理后的废气经过四级过滤以保证废气中的有害物质被充分滤除，然后经过二级热交换进一步降低气体温度；至此废气已经基本净化完全；
(3)将经过步骤(2)处理的气体以空气温度调节器将温度降至20～40℃，降温后的气体重新进入环吹***实现循环使用。
其中，步骤(2)之d中一级热交换后废气温度降低至50～60℃，经过前述三次过滤以及水喷淋后废气中成分已经发生很大变化，气相之间、气相与液相之间的相互作用发生改变，结合温度降低使得废气中原来高温状态下不溶于水的物质进一步溶于水中从而被除去。
在另一改进的实施例中，步骤(3)气体进入空气温度调节器前还包括经过五级过滤以进一步提高气体洁净度。
本发明实施例涉及到的材料、试剂和实验设备，如无特别说明，均为符合废气处理领域的市售产品。
以上所述，仅为本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的核心技术的前提下，还可以做出改进和润饰，这些改进和润饰也应属于本发明的专利保护范围。与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (9)

1.焦化工业废气处理塔，其特征在于，塔底设置有废气进口，塔顶设置有空气温度调节器以及废气出口、风机，所述废气出口与冷凝回收装置连通，所述风机包括将填料处理塔中的气体抽出的抽风机和将净化后的气体送入所述冷凝回收装置的送风机；
处理塔内按照废气进入方向依次设置喷淋单元I、初效过滤器I、初效过滤器II、中效过滤器、一级热交换器、喷淋单元II、高效过滤器、二级热交换器；所述初效过滤器I、中效过滤器的气体通过路径长度相同，所述初效过滤器I或者中效过滤器的气体通过路径长度与初效过滤器II的气体通过路径长度比为1:4。
2.如权利要求1所述的焦化工业废气处理塔，其特征在于，所述空气温度调节器前端设置有降温前过滤器。
3.如权利要求1所述的焦化工业废气处理塔，其特征在于，所述喷淋单元I、喷淋单元II均设置有接水板，所述接水板从边缘向中心微微凹陷，接水板下方设置有废液处理器；所述废液处理器底部设置有废液收集槽、废液出口。
4.如权利要求1所述的焦化工业废气处理塔，其特征在于，所述喷淋单元I与喷淋单元II的气体通过路径的长度比为3:1；喷淋单元I与初效过滤器I之间设置有控制风量的调节阀。
5.如权利要求1所述的焦化工业废气处理塔，其特征在于，塔底内部设置有引流结构，沿处理塔周向至少分布有两组引流结构，每组引流结构有多个可活动的引流栅板组成；所述引流栅板一端旋转固定于处理塔壁，另一端为活动端且伸向塔内空间；所述引流栅板可旋转调整的角度为15～50°。
6.利用权利要求1～5任一项所述的处理塔进行焦化工业废气处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)焦化废气经由废气进口进入处理塔；
(2)废气进入处理塔后过程如下：
a.废气首先经过水喷淋以除去废气中大部分可溶性物质；
b.水喷淋后的废气进入一级过滤以初步除去废气中的颗粒物质，之后废气经过二、三级过滤再次除去废气中的颗粒物质；
c.经过共三级过滤后的废气通过一级热交换将废气温度降低并再次通过水喷淋除去较低温度下可溶性物质；
d.将步骤c处理后的废气经过四级过滤以保证废气中的有害物质被充分滤除，然后经过二级热交换进一步降低气体温度；至此废气已经基本净化；
(3)将经过步骤(2)处理的气体以空气温度调节器将温度降至20～40℃，降温后的气体可进入冷凝回收体系作为冷凝介质。
7.根据权利要求1所述的焦化工业废气处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中焦化废气温度为200～380℃。
8.根据权利要求1所述的焦化工业废气处理方法，其特征在于，所述步骤(2)之a水喷淋中的水量与废气的比例为6kg：1m3，所述步骤(2)之c中一级热交换后废气温度降低至50～60℃。
9.根据权利要求1所述的焦化工业废气处理方法，其特征在于，所述步骤(3)气体进入空气温度调节器前还包括经过五级过滤以进一步提高气体洁净度。
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