CN219128776U - 焦化化产区域逸散VOCs处理工艺*** - Google Patents

焦化化产区域逸散VOCs处理工艺*** Download PDF

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葛春亮
俞峰苹
孙浩
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Abstract

本实用新型涉及焦化化产区域逸散VOCs处理工艺***,包括:过滤装置、吸附***、加热源、氮气罐、冷却***和烟囱。吸附***包括第一吸附箱和第二吸附箱,两者并联设置;过滤装置依次连接吸附***和烟囱;氮气罐通过加热源与吸附***相连;吸附***与冷却***之间形成循环回路。本实用新型的有益效果是:本实用新型设置了吸附***将不同浓度、气量的VOCs进行浓缩富集,提高VOCs浓度,降低后续VOCs回收处理的成本;并且本实用新型设置了冷却***,将吸附的VOCs进行富集回收,未来可进行资源化利用,大幅降低VOCs的外排烟气量,且本实用新型所采用的冷却剂为水和乙醇,廉价易得,显著降低环境污染和处理成本。

Description

焦化化产区域逸散VOCs处理工艺***
技术领域
本实用新型涉及废气处理领域,更确切地说,它涉及焦化化产区域逸散VOCs处理工艺***。
背景技术
挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,简称VOCs)指的是挥发性的碳氢化合物及其衍生物,包括烃类、芳烃类、醇类、醛类、酮类、酯类、胺类、有机酸等。VOCs不仅会带来严重的环境污染问题,而且会危害人体健康,对环境安全和人类生存产生极大的危害。近年来,国家对各行业VOCs污染物的排放的管控和治理越来越严格,国家及各省市出台了一系列相关的VOCs排放标准。
焦化行业是VOCs的重要排放源,随着我国环保政策和要求的日益严格,对焦化厂各工段VOCs的收集、治理和排放将会是未来环保工作的重点。焦化行业VOCs排放源废气具有组成复杂、VOCs组分繁多,VOCs产排节点也多,且各节点产排特征存在差异等特点。其中化产区域及焦化废水处理环节则是焦化VOCs废气最主要的产排来源。化产区域包含冷鼓工段、脱硫工段、硫铵工段和脱苯工段,是整个工艺产生VOCs最多的区域。目前国内外焦化行业治理化产区域的VOCs逸散气体,通常采用化学洗涤、焚烧、煤气负压管道吸收、吸附浓缩冷凝回收、集中收集处理进入焦炉燃烧***等。但是这些工艺行业覆盖率较高,但普遍处理效率较低,难以达到标准要求,或对废气成分组分要求较高,难以实现目前焦化化产区域逸散VOCs的高效低成本处理。
目前针对焦化化产区域VOCs的净化大多采用燃烧法作为最终处理方式,对污染物进行破坏性净化,对于具有回收价值的废气形成资源浪费,而且目前对于VOCs的吸附大都采用活性炭作为吸附剂,吸附气体种类单一、效率有限。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足,提供了一种焦化化产区域逸散VOCs处理工艺***,包括:过滤装置、吸附***、加热源、氮气罐、冷却***和烟囱;
其中,所述吸附***包括第一吸附箱和第二吸附箱,所述第一吸附箱和第二吸附箱之间并联设置;所述过滤装置依次连接所述吸附***和所述烟囱;所述氮气罐通过所述加热源与所述吸附***相连;所述吸附***与所述冷却***之间形成循环回路。
作为优选,所述冷却***包括:一级冷却器、二级冷却器、深冷器和冷槽;所述一级冷却器、二级冷却器、深冷器之间依次相连,并均与所述冷槽相连。
作为优选,所述烟囱的入口端前设有第一风机,所述氮气罐和所述加热源之间设有第二风机,所述冷却***中靠近所述深冷器的一端设有第三风机。
作为优选,所述吸附***的吸附剂包括ZSM-5、高硅USY分子筛中的至少一种。
作为优选,所述吸附***的吸附剂为疏水分子筛。
作为优选,所述加热源的加热温度为150~180℃。
作为优选,所述二级冷却器和深冷器的制冷剂为乙二醇水溶液。
本实用新型的有益效果是:
1.本实用新型充分考虑了焦化化产区域VOCs浓度的排放特征,针对焦化化产区域VOCs废气浓度、气量有差异的特点,设置了吸附***将不同浓度、气量的VOCs进行浓缩富集,提高VOCs浓度,降低后续VOCs回收处理的成本。
2.本实用新型可以实现多污染物同时控制的优势,与常规活性炭VOCs吸附剂相比,所采用分子筛吸附剂为硅铝酸盐,可根据VOCs种类、废气性质对其结构/表面性质进行调变,具有良好稳定性,可实现多组分VOCs协同吸附,避免了活性炭吸附活性易降低、高温脱附易燃等问题。
3.本实用新型设置了冷却***,将吸附的VOCs进行富集回收,未来可进行资源化利用,大幅降低VOCs的外排烟气量,且本实用新型冷却剂为水和乙醇,廉价易得,显著降低环境污染和处理成本。
附图说明
图1为焦化化产区域逸散VOCs处理工艺***的结构示意图;
附图标记说明:1-过滤装置,2.1-第一吸附箱,2.2-第二吸附箱,3-加热源,4-氮气罐,5.1-一级冷却器,5.2-二级冷却器,5.3-深冷器,6-冷槽,7-烟囱。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出,对于本技术领域的普通人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
实施例1:
针对现有技术的不足,本实用新型提供一种焦化化产区域逸散VOCs处理工艺***,对化产区域尤其是粗苯区域逸散VOCs进行高效脱除。冷鼓、脱硫、脱氨工段VOCs排气浓度低,脱苯工段及苯储槽、装车等VOCs逸散气易回收,且具有回收价值,针对其粗苯区域逸散VOCs浓度高流量小的组成特征提出分子筛吸附、氮气脱附、冷凝液回收结合的高效处理工艺路线。
具体地,一种焦化化产区域逸散VOCs处理工艺***,如图1所示,包括:过滤装置1、吸附***、加热源3、氮气罐4、冷却***和烟囱7;
其中,吸附***包括第一吸附箱2.1和第二吸附箱2.2,第一吸附箱2.1和第二吸附箱2.2之间并联设置;过滤装置依次连接吸附***和烟囱7;氮气罐4通过加热源3与吸附***相连;吸附***与冷却***之间形成循环回路。
冷却***包括:一级冷却器5.1、二级冷却器5.2、深冷器5.3和冷槽6;一级冷却器5.1、二级冷却器5.2、深冷器5.3之间依次相连,并均与冷槽6相连。
烟囱7的入口端前设有第一风机,氮气罐4和加热源3之间设有第二风机,冷却***中靠近所述深冷器5.3的一端设有第三风机。
吸附***的吸附剂包括ZSM-5、高硅USY等分子筛中的至少一种。比如,吸附剂为两种以上分子筛的组合。
为提高分子筛吸附剂对VOCs的选择性吸附效果,吸附***的吸附剂可以为疏水分子筛,并可以根据VOCs种类做针对性的调整。
加热源3可以为电加热器,也可以是其他形式的加热方式,将脱附气体温度维持在150~180℃范围内,并可根据需要进行调节。
冷凝***可采取多级冷凝,利用冷凝装置产生低温来降低苯及苯系物-空气混合气的温度。当混合气进入冷凝装置时,VOCs中具有不同露点温度的组分会依次被冷凝成液态而分离出来。二级冷却器5.2和深冷器5.3的制冷剂为乙二醇水溶液,且比例可调节,如采用50%乙二醇水溶液制冷剂。
吸附***可采用吸附箱或吸附罐,可以是单罐吸附或多级罐吸附,尺寸大小可根据实际工况的烟气量条件调整制作。
实施例2:
一种焦化化产区域逸散VOCs处理方法,该技术核心是“分子筛吸附、氮气脱附、冷凝液回收”,包括:
S1、收集粗苯区域VOCs(原烟气),原烟气经过滤装置1过滤杂质后进入第一吸附箱2.1,经分子筛吸附后的烟气通入烟囱7;
S2、当第一吸附箱2.1达到饱和时,原烟气经过滤装置1后切换到第二吸附箱2.2;
S3、氮气通过加热源3加热达到150~180℃后进入第一吸附箱2.1,将吸附箱A中的VOCs气体解吸带出;
S4、解吸后的VOCs气体一部分进入冷凝***进行冷凝回收,冷凝后的不凝气和解吸后的气体重新进入第一吸附箱2.1中,直至全部VOCs气体冷凝下来,一个循环***结束。
S1中,分子筛经过改性,改性的方法包括离子交换法。
S4中,冷凝回收包括:预冷、机械制冷和深冷等步骤。具体地,冷凝***的第一阶段为预冷,一级冷却器采用与原烟气换热,预冷器运行温度在混合气各组分的凝固点以上,换热出口温度可设置为3℃左右,将大部分水汽凝结为水而除去。冷凝***的第二阶段为浅冷阶段,设置温度为-15℃,混合气进入制冷器,二级冷却器可回收油气中C12等高碳烃类物质。冷凝***的第三阶段为深冷阶段,油气进入深冷器,温度可降至-35℃,C6(即苯及苯系物)可被冷凝。
冷凝***的冷却器按实际工况条件设置,可处理100m3/h以上气量,浓度高于1000mg/m3的VOCs。
实施例3:
粗苯区域逸散VOCs具有气量小、浓度高的废气排放特征,本实用新型提出的一种粗苯区域VOCs处理工艺***,包括过滤***、分子筛吸附***、氮气脱附***、冷凝液回收***。粗苯区域VOCs(原烟气)经过滤器过滤后进入第一吸附箱2.1,经分子筛吸附后的烟气直接排放;当吸附箱达到饱和时,所述原烟气切换到第二吸附箱2.2,此时氮气通过加热源加热达到150~180℃后进入第一吸附箱2.1,将第一吸附箱2.1中的VOCs气体解吸带出;解吸后的高浓度VOCs气体一部分进入冷凝***进行冷凝回收,冷凝后的不凝气和解吸后的气体重新进入第一吸附箱2.1中,直至全部VOCs气体冷凝下来,一个循环***结束。
吸/脱附***采用单罐吸/脱附,吸附罐按照10000m3/h气量、VOCs浓度50mg/m3、吸附剂穿透吸附量50mg/g设计。脱附N2通过加热源,使脱附气体温度在200-350℃范围内可调节。冷凝***采用多级冷凝,一级冷却器采用与原烟气换热,换热出口温度设置为3℃左右,二、三级冷却器采用50%乙二醇水溶液制冷剂,二级设置温度为-15℃,三级冷却器(即深冷器)设置温度为-32℃,冷却器按照100m3/h气量,VOCs浓度1000mg/m3设计。吸附阶段对VOCs废气可实现90.5%的VOCs去除效率,回收***可实现99%的VOCs回收效率。

Claims (6)

1.焦化化产区域逸散VOCs处理工艺***,其特征在于,包括:过滤装置(1)、吸附***、加热源(3)、氮气罐(4)、冷却***和烟囱(7);
其中,所述吸附***包括第一吸附箱(2.1)和第二吸附箱(2.2),所述第一吸附箱(2.1)和第二吸附箱(2.2)之间并联设置;所述过滤装置依次连接所述吸附***和所述烟囱(7);所述氮气罐(4)通过所述加热源(3)与所述吸附***相连;所述吸附***与所述冷却***之间形成循环回路。
2.根据权利要求1所述的焦化化产区域逸散VOCs处理工艺***,其特征在于,所述冷却***包括:一级冷却器(5.1)、二级冷却器(5.2)、深冷器(5.3)和冷槽(6);所述一级冷却器(5.1)、二级冷却器(5.2)、深冷器(5.3)之间依次相连,并均与所述冷槽(6)相连。
3.根据权利要求2所述的焦化化产区域逸散VOCs处理工艺***,其特征在于,所述烟囱(7)的入口端前设有第一风机,所述氮气罐(4)和所述加热源(3)之间设有第二风机,所述冷却***中靠近所述深冷器(5.3)的一端设有第三风机。
4.根据权利要求1所述的焦化化产区域逸散VOCs处理工艺***,其特征在于,所述吸附***的吸附剂为疏水分子筛。
5.根据权利要求1所述的焦化化产区域逸散VOCs处理工艺***,其特征在于,所述加热源(3)的加热温度为150~180℃。
6.根据权利要求2所述的焦化化产区域逸散VOCs处理工艺***,其特征在于,所述二级冷却器(5.2)和深冷器(5.3)的制冷剂为乙二醇水溶液。
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