CN101940869A - 精对苯二甲酸氧化装置尾气的净化方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种精对苯二甲酸氧化装置尾气的净化方法和装置，将废气现通过物理吸附，然后进行高温氧化处理，最后使排放气体达到环保标准。本发明优点：占地面积小；VOC去除率较高；一次性投资省；运行费用低。经RTO处理后排放气体经水洗塔吸收废气燃烧生成物HBr,以防止二次污染。

Description

精对苯二甲酸氧化装置尾气的净化方法和装置

技术领域

本发明属石油化工领域，特别是涉及一种PTA氧化装置尾气的净化方法和装置。

背景技术

从PTA生产装置高压洗涤塔出来的尾气具有较高的压力，其主要成分为氮气、氧气及二氧化碳，同时含有一定量一氧化碳、乙酸甲酯，对二甲苯、溴甲烷、二溴甲烷和溴化氢等污染环境的有害成分。由于PTA装置尾气中有机物浓度低，流量大、具有较高的压力，采用一般尾气处理工艺不能满足环保要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种PTA氧化装置尾气的净化方法和装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种PTA氧化装置尾气的净化装置，包括主废气管道，一号回转轮，二号回转轮，主烟囱，蓄热室焚烧炉，水洗塔和污水池， 

所述的蓄热式焚烧炉包括依次连通的一号蓄热室、燃烧室和二号蓄热室；

所述的主废气管道分别通向一号回转轮、二号回转轮入口和主烟囱；一号回转轮、二号回转轮出口通向箱体，箱体分别与一号蓄热室、二号蓄热室入口连通；一号蓄热室、二号蓄热室出口连通水洗塔入口，水洗塔出口分别连通主烟囱和污水池。

所述的一号回转轮、二号回转轮入口与引风机连通。

所述的箱体通过引风机连通一号蓄热室、二号蓄热室入口。

所述的燃烧室分别连通引风机和柴油泵。

所述的水洗塔出口通过引风机连通主烟囱。

一种使用PTA氧化装置尾气的净化装置的方法，包括下列步骤：

1）  主废气管道中有机废气通过引风机分成两股，每股62，000 Nm3/hr进入一号回转轮和二号回转轮，其中的有机成分被高效吸附，其吸附效率为90%，吸附物质达到饱和前进行解吸，解吸后的区域经冷却区冷却后重新投入吸附，吸附达标后的干净气体经风管引入主烟囱排放；

2）  解吸后的浓缩比为10:1的两股废气在箱体内合成一股废气，其风量为12,000 Nm3/hr后，再通过引风机送往蓄热式焚烧炉处理；

3）  一号蓄热室进气阀打开，二号蓄热室进气阀关闭，待处理的低温有机废气进入一号蓄热室的陶瓷，陶瓷释放热量温度降低，而有机废气升温后进入燃烧室；

4）  使有机废气升至氧化温度，有机废气中的有机物被分解成CO₂和H₂O；

5）  处理后有机废气经高温燃烧净化后的高温气体进入二号蓄热室，通过二号蓄热室的陶瓷吸热，废气分成两股，一股进入水洗塔，经过水洗塔吸收HBr后引入主烟囱，另一股通过引风机使其风量稳定在12,000 Nm3/hr，温度控制在170℃左右，引入一号回转轮、二号回转轮，解吸一号回转轮、二号回转轮中吸附装置碳纤维中的有机物；

6）  一号蓄热室的进气阀关闭，二号蓄热室进气阀打开。

所述的步骤5）中污水引入污水池。

有益效果

本发明优点如下：

⑴占地面积小；

⑵VOC去除率较高；

⑶一次性投资省；

⑷运行费用低。

⑸经RTO处理后排放气体经水洗塔吸收废气燃烧生成物HBr,以防止二次污染。

附图说明

图1为本发明结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

如图1所示，一、工艺步骤和装置示意图 ：

 操作步骤：

开启燃料供应系统，确认供电、压缩空气和水洗塔给水等均已满足运行条件。

打开电源，人机界面、变频器及燃烧控制柜等显示正常。

检查各个部件和仪表显示情况，并确认均为正常。

首次启动时应按操作台“手动”键。依次点动各风机、减速箱，观察转动是否正常、转向是否正确、转轮转速是否按设计要求。手动各启动、电动阀门，观察转动是否灵敏。对电动阀的行程开关进行校正。

按操作台“启动”键,合上转轮电机离合器控制器电源（系统自动开始工作，按照“运行工艺”，依次实施炉膛清扫、点火、升温、正常工作等步骤）。

运行期间，随时观察各部件动作有无异常。注意设备的点火及升温情况，炉膛温度是否稳定在850℃左右运行。

当生产停顿时，按控制触摸屏上的“工作/待机”键，使系统处于保温760℃待机状态，以节省能源。生产恢复后，再次按“工作/待机”键，系统正常运行。

因生产线长期停产、故障不能排除、接停电通知等原因，需要停炉时，按操作台“停机”键（此时，操作人员不得断电且不得离岗， RTO系统自动执行停机程序，待燃烧室温度降至150℃，风机停转，关闭转轮电机离合器控制器电源（务必！），确保系统安全后方可下班）。

如遇危及人员或设备安全的紧急情况，按操作台“急停”开关。处理完毕后，必须尽快重新启动。严禁用“急停”代替正常的停机。

装置示意图参见附图1

二、工艺步骤和装置关系

本方案由两套回转浓缩吸附装置（RC，处理量62,000 Nm3/hr）+一套蓄热式焚烧炉（RTO，处理量12,000 Nm3/hr）组成。

排放废气经风机分成两股（每股62，000 Nm3/hr）进入回转轮（RC），其中的有机成分被高效吸附（吸附效率90%），吸附物质达到饱和前进行解吸，解吸后的区域经冷却区冷却后重新投入吸附。吸附达标后的干净气体经风管引入主烟囱（业主已建）排放。

解吸后的高度浓缩（浓缩比10:1）的两股废气通过合成一股（风量12,000 Nm3/hr）后被送往蓄热式焚烧炉（RTO）处理。二室RTO的工作原理：把有机废气加热升温至800℃以上，使废气中的VOC氧化分解,成为无害的CO2和H2O；经氧化后的高温气体的热量被蓄热体“贮存”起来，用于预热新进入的有机废气，节省升温所需要的燃料消耗。

二室RTO（带反吹）设备的工作过程如下：

待处理的低温有机废气经引风机进入蓄热室1的陶瓷介质层，（该陶瓷介质已经把上一循环的热量“贮存”起来），陶瓷释放热量温度降低，而有机废气升至较高的温度后进入氧化室，此时废气温度的高低取决于陶瓷体数量，废气流速和陶瓷体的几何结构。

在氧化室中燃烧器补充热量，使废气升至设定的氧化温度，废气中的有机物被分解成CO2和H2O。由于废气在蓄热室内已被预热，外加燃料的用量较少。氧化室有两个作用：一是保证废气能达到设定的氧化温度，二是保证有足够的停留时间使废气充分氧化，本工程设计停留时间为1秒。

废气经高温燃烧净化后的高温气体离开氧化室，进入蓄热室2（上个循环陶瓷介质已被冷却），释放热量，温度降低后排放。而蓄热室2的冷却陶瓷吸热，“贮存”大量的热量（用于下个循环加热使用）。一般情况下，RTO设备的排气温度比进气温度高出30～40℃，换热率很高。本项目中，因进入RTO的废气浓度较高，换热效率应适当降低，并且考虑到HBr的腐蚀性，排气温度控制在250℃左右。

循环完成后，进气与出气阀门进行一次切换，反向循环，废气由蓄热室2进入，净化后的气体由蓄热室1排放。如此不断地交替进行。

在阀门切换过程中，清扫室前阀门切换，进行反吹清扫约8秒，使蓄热室

残存的废气重新返回氧化室处理，使排放气体净化率达到95%以上。

RTO排出的高温气体一部分经水洗塔吸收HBr后引入主烟囱（业主已建）直接达标排放；另一部分补充一定的新风后，使其风量稳定在12,000 Nm3/hr，温度控制在170℃左右，用作解吸气体，去解吸两套浓缩吸附装置碳纤维中的有机物。污水排入污水池。

风机两侧设置压差开关，可对风机故障及时报警。

在本系统入口与主烟囱（业主已建）之间设置旁路，可直接排放，以便系统临时维修。

部件简介

1、浓缩吸附装置(RC)

RC分吸附区、脱附区和冷却区三个部分。低浓度废气进入回转式吸附床，在吸附区吸附净化后排放；然后吸附区慢速转到脱附区，有机物经小量的热风脱附，从而达到浓缩目的；脱附后该区转入冷却区进行冷却，准备进入下一轮循环的吸附。

RC由壳体、传动机构、吸附单元、密封元件和控制元件等组成。

1.1壳体是由304L不锈钢制作而成。

1.2传动机构是由摆线式针轮减速箱（含调速电机1.5KW）、组合轴、轴承、齿轮副等组成， 

1.3吸附单元采用高性能活性炭纤维，经过合理的流通方式设计、制作而成，具有压降小、高效的吸附与解吸功能等特点。每套转轮装置活性炭纤维7m3/h。

1.4密封元件采用高性能的耐热橡胶密封条。

1.5新风风机为型号Y5-48，NO.4C，风量8000m3/h，压力1500Pa,电机功率7.5KW。

2、蓄热式焚烧炉(RTO)

2.1炉体

    二室RTO设备，由2个蓄热室组成，2个蓄热室轮流进行蓄热、放热，反吹室执行清扫功能。壳体由6mm钢板制造，外设加强筋。壳体内设耐炉衬，材料为硅酸铝纤维，厚～220mm，使壳体的外表温度不大于60℃。

2.2箱体（13）

壳体由6mm钢板制造，外设加强筋。

2.3陶瓷蓄热体

 陶瓷蓄热体采用LANTEC公司专利产品，该产品是用于RTO设备的最好蓄热产品。其特点是比表面积大（680M2/M3），阻力小，耐温高可达1180℃，且热胀冷缩系数小，抗裂性能好，寿命长。

2.4风向切换阀

由于风向自动切换阀性能的好坏对RTO设备的运行非常关键，因此系统所用切换阀全部采用优质蝶阀。阀门精度高，泄漏量小，寿命长，运行可靠。阀门的开与关采用气动。电磁阀和气缸等为进口产品。

2.5燃烧系统

燃烧系统采用美国ECLIPSE的比例调节式燃油，可适应多种情况，，此燃烧器的特点是可进行连续比例调节（调节范围约15:1），燃料为轻柴油，高压点火。系统含助燃风机、高压点火器、比例调节阀、UV火焰探测器等。

2.6风管、平台等

风管采用δ3mm钢板卷制而成。外保温材料为岩棉，厚度100mm，外包δ0.5 mm镀锌铁皮。

标准平台钢架,45°扶梯。

2.6风机

入口风机为型号Y5-48，NO.6.5C，防爆，风量15000m3/h，压力2200Pa,耐温250℃，电机功率22KW。

出口风机为型号Y5-48，NO.6.5C，风量18000m3/h，压力2300Pa,耐温250℃，电机功率22KW。

Claims (7)

1.一种精对苯二甲酸氧化装置尾气的净化装置，包括主废气管道（1），一号回转轮（2），二号回转轮（3），主烟囱（9），蓄热室焚烧炉，水洗塔（7）和污水池（8），其特征是：

所述的蓄热式焚烧炉包括依次连通的一号蓄热室（4）、燃烧室（6）和二号蓄热室（5）；

所述的主废气管道（1）分别通向一号回转轮（2）、二号回转轮（3）入口和主烟囱（9）；一号回转轮（2）、二号回转轮（3）出口通向箱体（13），箱体（13）分别与一号蓄热室（4）、二号蓄热室（5）入口连通；一号蓄热室（4）、二号蓄热室（5）出口连通水洗塔（7）入口，水洗塔（7）出口分别连通主烟囱（9）和污水池（8）。

2.根据权利要求1所述的一种精对苯二甲酸氧化装置尾气的净化装置，其特征是：所述的一号回转轮（2）、二号回转轮（3）入口与引风机(14)连通。

3.根据权利要求1所述的一种精对苯二甲酸氧化装置尾气的净化装置，其特征是：所述的箱体（13）通过引风机(14)连通一号蓄热室（4）、二号蓄热室（5）入口。

4.根据权利要求1所述的一种精对苯二甲酸氧化装置尾气的净化装置，其特征是：所述的燃烧室（6）分别连通引风机(14)和柴油泵（10）。

5.根据权利要求1所述的一种精对苯二甲酸氧化装置尾气的净化装置，其特征是：所述的水洗塔（7）出口通过引风机(14)连通主烟囱（9）。

6.一种使用权利要求1所述的精对苯二甲酸氧化装置尾气的净化装置的方法，包括下列步骤：

1）主废气管道（1）中有机废气通过引风机(14)分成两股，每股62，000 Nm3/hr进入一号回转轮（2）和二号回转轮（3），其中的有机成分被高效吸附，其吸附效率为90%，吸附物质达到饱和前进行解吸，解吸后的区域经冷却区冷却后重新投入吸附，吸附达标后的干净气体经风管引入主烟囱（9）排放；

2）解吸后的浓缩比为10:1的两股废气在箱体（13）内合成一股废气，其风量为12,000 Nm3/hr后，再通过引风机(14)送往蓄热式焚烧炉处理；

3）一号蓄热室（4）进气阀（11）打开，二号蓄热室（5）进气阀（11）关闭，待处理的低温有机废气进入一号蓄热室（4）的陶瓷，陶瓷释放热量温度降低，而有机废气升温进入燃烧室（6）；

4）使有机废气升至氧化温度，有机废气中的有机物被分解成CO₂和H₂O；

5）处理后有机废气经高温燃烧净化后的高温气体进入二号蓄热室（5），通过二号蓄热室（5）的陶瓷吸热，废气分成两股，一股进入水洗塔（7），经过水洗塔（7）吸收HBr后引入主烟囱（9），另一股通过引风机(14)使其风量稳定在12,000 Nm3/hr，温度控制在170℃左右，引入一号回转轮（2）、二号回转轮（3），解吸一号回转轮（2）、二号回转轮（3）中吸附装置碳纤维中的有机物；

6）一号蓄热室（4）的进气阀（11）关闭，二号蓄热室（5）进气阀（11）打开。

7.根据权利要求6所述的一种精对苯二甲酸氧化装置尾气的净化方法，其特征是：所述的步骤5）中污水引入污水池（8）。

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