CN111249859A - 一种低温吸收-低温催化氧化法废气回收处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温吸收‑低温催化氧化法废气回收处理工艺，包括低温吸收和低温催化氧化两部分；低温吸收部分包括第一冷却器、第二冷却器、吸收塔和凝液罐，第一冷却器连接至吸收塔的塔顶，第二冷却器连接至吸收塔的塔底；低温催化氧化部分包括相连接的缓冲罐、换热器、加热器和反应器，缓冲罐出口连接至换热器入口，换热器出口与加热器入口相连，加热器出口连接至反应器入口，反应器出口与换热器入口相连。本发明采用低温吸收与低温催化氧化相结合的方式，能够彻底处理含苯乙烯的混合气体，消除苯乙烯的自聚剧烈放热问题，达到安全生产的目的，同时，还可回收大量的有机物质，节约能耗，提高效益。
Description
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种低温吸收-低温催化氧化法废气回收处理工艺。
背景技术
目前，石油化工企业罐顶有机废气大小呼吸，装车、装船等过程中挥发出的油气、苯及易聚合的苯乙烯等混合气体，这些废气的挥发损耗，不仅给企业带来经济损失的同时，还会造成环境污染，甚至可能造成火灾隐患引起安全事故。
随着能源日益紧张，环保要求日趋严苛，对该类气体的回收处理标准的规定越来越严格，传统的组合工艺对该类气体处理不彻底，废气回收利用率低，因此急需开发一种主要针对石油化工企业罐顶有机废气大小呼吸，装车、装船等过程中挥发出的油气、苯及易聚合的苯乙烯等混合气体的，满足环保要求的新工艺。
专利201510770073.3中，公开了一种苯乙烯废气处理方法，其主要技术路线是“高锰酸钾溶液喷淋吸收”，单纯处理苯乙烯气体，对含苯乙烯的混合气体处理效果较差，混合气体出口指标很难满足甲烷总烃低于15mg/m3，苯低于1mg/m3，苯乙烯低于5mg/m3，若想要满足以上指标，则需要组合其它工艺。
专利201710339150.9中，公开了一种炼厂VOCs废气的处理方法及装置，其主要技术路线是“活性炭吸附-脱附”，适用于汽、柴油等挥发性油气，但对于含苯乙烯的混合气体，苯乙烯自聚剧烈放热容易导致活性炭高温着火，有较高的安全隐患。
发明内容
为解决废气回收处理工艺存在的处理不彻底、回收率低的技术问题，本发明公开了一种低温吸收-低温催化氧化法废气回收处理工艺。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种低温吸收-低温催化氧化法废气回收处理工艺，包括低温吸收和低温催化氧化两部分；其中，
所述低温吸收部分包括第一冷却器、第二冷却器、吸收塔和凝液罐，所述第一冷却器连接至吸收塔的塔顶，吸收剂经第一油泵送入第一冷却器中冷却，冷却后的吸收剂送入吸收塔的塔顶，所述第二冷却器连接至吸收塔的塔底，混合气体进入第二冷却器中冷却，冷却后的气体部分被送入吸收塔的塔底，冷凝后的液体进入凝液罐中；在吸收塔中经低温吸收后的富液通过第二油泵输送至解吸塔；
低温催化氧化部分包括相连接的缓冲罐、换热器、加热器和反应器，所述吸收塔的塔顶出口与缓冲罐入口相连接的管线上还设置有混合器，缓冲罐出口连接至换热器入口，换热器出口与加热器入口相连，加热器出口连接至反应器入口，反应器出口与换热器入口相连；在吸收塔中经低温吸收后的气体在混合器中与空气混合，经稀释后的低浓度废气在缓冲罐中缓冲再进入换热器中回收反应热，在加热器中加热至反应温度后进入反应器中进行低温催化氧化。
作为本发明的进一步优选，所述第二冷却器与吸收塔塔底相连接的管线上还设置有油气风机，冷却后的混合气体经变频调节的油气风机送入吸收塔，与来自塔顶的低温吸收剂逆流接触。
作为本发明的进一步优选，所述第二冷却器还与凝液罐相连接，混合气体经第二冷却器冷凝后产生的液体进入凝液罐中定期排放。
作为本发明的进一步优选，第一冷却器、第二冷却器均与一台冷凝机组相连接，冷却用的冷源从冷凝机组冷媒总管的出口分别进入第一冷却器的入口、第二冷却器的入口，冷却后再分别从第一冷却器的出口、第二冷却器的出口接回冷凝机组冷媒总管的入口。
作为本发明的进一步优选，所述混合器还与采用变频控制的空气风机相连，经吸收塔吸收后的废气从塔顶进入混合器，在混合器中与空气风机输送来的空气进行混合，废气被稀释到爆炸下限的25％以下后再送入缓冲罐中。
作为本发明的进一步优选，所述混合器与缓冲罐相连接的管线上还安装有在线浓度分析仪，监控稀释废气浓度。
作为本发明的进一步优选，所述反应器中控制燃烧温度小于320℃，若催化燃烧所释放的热量达到反应所需的温度，加热器可停止工作，当催化燃烧温度达不到要求时，再次开启加热器补充热量。
作为本发明的进一步优选，所述换热器还与排气筒相连，排出达标气体。
作为本发明的进一步优选，送入解析塔中的富油脱除沸点较低的有机物，处理后的贫油再次进入吸收塔，形成吸收剂循环，而解吸后的废气则进入燃料气系统或火炬系统。
本发明的有益效果是，采用低温吸收与低温催化氧化相结合的方式，不仅能够彻底处理含苯乙烯的混合气体，消除苯乙烯在处理过程中的自聚剧烈放热，达到安全生产的目的，同时，还可回收大量的有机物质，节约能耗，提高经济效益；采用本发明处理后的废气排放指标能够满足最严格的国家标准、行业标准及地方标准，满足最新的国家标准及行业标准要求，非甲烷总烃≤15mg/m3,去除率≥97％，苯≤1mg/m3，苯乙烯≤5mg/m3。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
其中，1、空气风机；2、第一冷却器；3、第一油泵；4、第二冷却器；5、油气风机；6、凝液罐；7、第二油泵；8、吸收塔；9、混合器；10、缓冲罐；11、换热器；12、加热器；13、反应器；14、排气筒；15、在线浓度分析仪。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图所示，一种低温吸收-低温催化氧化法废气回收处理工艺，包括低温吸收和低温催化氧化两部分，该工艺可被用于回收处理石油化工企业罐顶有机废气大小呼吸，装车、装船等过程中挥发出的油气、苯及易聚合的苯乙烯等混合气体。
上述低温吸收部分包括第一冷却器2、第二冷却器4、吸收塔8和凝液罐6，上述第一冷却器2连接至吸收塔8的塔顶，吸收剂经第一油泵3送入第一冷却器2中冷却，冷却后的吸收剂送入吸收塔8的塔顶，上述第二冷却器4连接至吸收塔8的塔底，混合气体进入第二冷却器4中冷却，冷却后的气体部分被送入吸收塔8的塔底，冷凝后的液体进入凝液罐6中；吸收剂与混合气体在吸收塔8中逆流接触，吸收塔8中装有填料，在吸收塔8中经低温吸收处理后的富液通过第二油泵7输送至解吸塔。
低温催化氧化部分包括相连接的缓冲罐10、换热器11、加热器12和反应器13，上述吸收塔8的塔顶出口与缓冲罐10入口相连接的管线上还设置有混合器9，缓冲罐10出口连接至换热器11入口，换热器11出口与加热器12入口相连，加热器12出口连接至反应器13入口，反应器13出口与换热器11入口相连；在吸收塔8中经低温吸收后的气体在混合器9中与空气混合，经稀释后的低浓度废气在缓冲罐10中缓冲再进入换热器11中回收反应热，在加热器12中加热至反应温度后进入反应器13中进行低温催化氧化。
特别的，上述第二冷却器4与吸收塔8塔底相连接的管线上还设置有油气风机5，冷却后的混合气体经变频调节的油气风机5送入吸收塔8，与来自塔顶的低温吸收剂逆流接触。
作为本发明的进一步优选，上述第二冷却器4还与凝液罐6相连接，混合气体经第二冷却器4冷凝后产生的液体进入凝液罐6中定期排放。
特别的，第一冷却器2、第二冷却器4均与一台冷凝机组相连接，冷却用的冷源从冷凝机组冷媒总管的出口分别进入第一冷却器2的入口、第二冷却器4的入口，冷却后再分别从第一冷却器2的出口、第二冷却器4的出口接回冷凝机组冷媒总管的入口，冷源实现反复循环利用。
特别的，上述混合器9还与采用变频控制的空气风机1相连，经吸收塔8吸收后的废气从塔顶进入混合器9，在混合器9中与空气风机1输送来的空气进行混合，废气被稀释到爆炸下限的25％以下后再送入缓冲罐10中。
特别的，上述混合器9与缓冲罐10相连接的管线上还安装有在线浓度分析仪15，监控稀释废气浓度，保证浓度始终处于爆炸下限的25％以下，检测废气浓度，避免后续反应中出现爆炸的情况。
特别的，上述反应器13中控制燃烧温度小于320℃，若催化燃烧所释放的热量达到反应所需的温度，加热器12可停止工作，当催化燃烧温度达不到要求时，再次开启加热器12补充热量，灵活性强，节约能耗。
特别的，上述换热器11还与排气筒14相连，排出达标气体，反应后的废气为达标气体。
特别的，送入解析塔中的富油脱除沸点较低的有机物，处理后的贫油再次进入吸收塔8，形成吸收剂循环，而解吸后的废气则进入燃料气系统或火炬系统。
本发明工作流程为：
混合气体经第二冷却器4冷却处理，冷却过程中被冷凝下来的液体进入凝液罐6中定期排放，而气体部分则从塔底进入吸收塔8中，吸收剂经第一冷却器2冷却处理后，经塔顶进入吸收塔8，气体与吸收剂在吸收塔8中逆流传质，吸收处理后的富液经塔底出口排出吸收塔8，并由第二油泵7送至解析塔中，经吸收后气体经吸收塔8的塔顶排出，进入混合器9中，与空气风机1引入的空气充分混合，且稀释后的废气浓度经在线浓度分析仪15检测。
稀释后的废气进入缓冲罐10中缓冲压力后，进入换热器11中，回收余热，然后进入加热器12中，加热至反应温度，进入反应器13中进行催化氧化反应，当加热后的废气达到催化反应温度后，在催化剂的作用下即可将废气中的有机物催化分解，催化氧化反应的释放出大量热量，再次进入换热器11用于对废气进行热交换，当反应所释放的热量足够支持催化氧化反应进行时，可将加热器12关闭，节省能源，当温度达不到催化燃烧温度要求时，再次开启加热器12补充能量，催化氧化处理后达标的气体经排气筒14排出系统。
另外，从吸收塔8排出的富液送入解析塔中，富油脱除沸点较低的有机物，处理后的贫油再次进入吸收塔8，形成吸收剂循环，而解吸后的废气则进入燃料气系统或火炬系统，完成富液的循环处理过程。
采用本工艺处理后，可满足最新的国家标准及行业标准要求，非甲烷总烃≤15mg/m3，去除率≥97％，苯≤1mg/m3，苯乙烯≤5mg/m3。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种低温吸收-低温催化氧化法废气回收处理工艺，其特征在于，包括低温吸收和低温催化氧化两部分；其中，
所述低温吸收部分包括第一冷却器、第二冷却器、吸收塔和凝液罐，所述第一冷却器连接至吸收塔的塔顶，吸收剂经第一油泵送入第一冷却器中冷却，冷却后的吸收剂送入吸收塔的塔顶，所述第二冷却器连接至吸收塔的塔底，混合气体进入第二冷却器中冷却，冷却后的气体部分被送入吸收塔的塔底，冷凝后的液体进入凝液罐中；在吸收塔中经低温吸收后的富液通过第二油泵输送至解吸塔；
低温催化氧化部分包括相连接的缓冲罐、换热器、加热器和反应器，所述吸收塔的塔顶出口与缓冲罐入口相连接的管线上还设置有混合器，缓冲罐出口连接至换热器入口，换热器出口与加热器入口相连，加热器出口连接至反应器入口，反应器出口与换热器入口相连；在吸收塔中经低温吸收后的气体在混合器中与空气混合，经稀释后的低浓度废气在缓冲罐中缓冲再进入换热器中回收反应热，在加热器中加热至反应温度后进入反应器中进行低温催化氧化。
2.如权利要求1所述的一种低温吸收-低温催化氧化法废气回收处理工艺，其特征在于，所述第二冷却器与吸收塔塔底相连接的管线上还设置有油气风机，冷却后的混合气体经变频调节的油气风机送入吸收塔，与来自塔顶的低温吸收剂逆流接触。
3.如权利要求2所述的一种低温吸收-低温催化氧化法废气回收处理工艺，其特征在于，所述第二冷却器还与凝液罐相连接，混合气体经第二冷却器冷凝后产生的液体进入凝液罐中定期排放。
4.如权利要求3所述的一种低温吸收-低温催化氧化法废气回收处理工艺，其特征在于，第一冷却器、第二冷却器均与一台冷凝机组相连接，冷却用的冷源从冷凝机组冷媒总管的出口分别进入第一冷却器的入口、第二冷却器的入口，冷却后再分别从第一冷却器的出口、第二冷却器的出口接回冷凝机组冷媒总管的入口。
5.如权利要求1所述的一种低温吸收-低温催化氧化法废气回收处理工艺，其特征在于，所述混合器还与采用变频控制的空气风机相连，经吸收塔吸收后的废气从塔顶进入混合器，在混合器中与空气风机输送来的空气进行混合，废气被稀释到爆炸下限的25％以下后再送入缓冲罐中。
6.如权利要求5所述的一种低温吸收-低温催化氧化法废气回收处理工艺，其特征在于，所述混合器与缓冲罐相连接的管线上还安装有在线浓度分析仪，监控稀释废气浓度。
7.如权利要求1所述的一种低温吸收-低温催化氧化法废气回收处理工艺，其特征在于，所述反应器中控制燃烧温度小于320℃，若催化燃烧所释放的热量达到反应所需的温度，加热器可停止工作，当催化燃烧温度达不到要求时，再次开启加热器补充热量。
8.如权利要求1所述的一种低温吸收-低温催化氧化法废气回收处理工艺，其特征在于，所述换热器还与排气筒相连，排出达标气体。
9.如权利要求1所述的一种低温吸收-低温催化氧化法废气回收处理工艺，其特征在于，送入解析塔中的富油脱除沸点较低的有机物，处理后的贫油再次进入吸收塔，形成吸收剂循环，而解吸后的废气则进入燃料气系统或火炬系统。
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