CN102039087A

CN102039087A - 废气输送及预处理方法和装置

Info

Publication number: CN102039087A
Application number: CN 200910204280
Authority: CN
Inventors: 刘忠生; 郭兵兵
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2011-05-04

Abstract

本发明公开了一种废气输送及预处理方法和装置，使用液环式输送泵输送废气，液环式输送泵工作液为碱性水溶液，液环式输送泵排出的气液混合物在进行气液分离之前设置气液接触设备使气液充分接触。本发明废气输送及预处理方法和装置采用适宜的工艺流程和装置设备，将废气的输送和预处理有机结合在一起，通过改变液环式输送泵工作液的组成，将其同时作为废气预处理的反应液，在废气输送的同时实现了废气的预处理。本发明废气输送及预处理方法安全性高，可以输送和处理易爆废气等常规方法无法输送和预处理的问题，同时碱性工作液可以保证整个装置不被酸性气体腐蚀，装置工作寿命延长，维护简单。

Description

废气输送及预处理方法和装置

技术领域

本发明涉及一种废气输送及预处理方法和装置，特别是含硫化物等恶臭废气输送及预处理方法和装置。

背景技术

在炼油、化工等企业中，有多种生产单元或设施会产生含硫化物恶臭废气，成为此类企业的重要污染源。炼油、化工等企业恶臭污染源主要有储罐挥发、污水处理系统逸散等。污染源不同，其恶臭废气的组成和浓度也相差甚远，并且随着操作条件和气候的变化而有较大变化。因此给这些废气的净化处理带来较大困难。恶臭废气中的主要污染物包括：VOC(挥发性有机化合物)、硫化氢、氨等。

现有技术中，处理恶臭废气的方法主要为吸收法、吸附法、微生物法、燃烧法等，但这些方法都具有一定的针对性，均是针对某种废气进行处理，不能对企业多种不同类型的恶臭废气进行综合净化处理。

CN 1217952A采用微生物法净化恶臭废气，废气中的恶臭物质主要为硫化氢等硫化物，并且要求恶臭物质的浓度不能太高。CN 1242258A采用吸附法净化恶臭废气，也只专对硫系恶臭进行了处理。采用微生物法净化或吸附法净化时，对于多组分废气一般需要多个处理过程。

燃烧法是净化可燃性有机废气的一种有效方法，该方法特别适合浓度不高、组分复杂且没有回收价值的有机废气的治理。常用于有机废气处理的燃烧方法有直接焚烧、热力燃烧、催化燃烧、蓄热燃烧和蓄热催化燃烧等。催化燃烧由于使用催化剂，因此燃烧反应在比普通燃烧低得多的温度下进行，一般在400℃以下即可使大部分有机物完全氧化为CO₂和H₂O，且不会产生NO_X而引起二次污染，但废气中的硫化物会造大多数催化燃烧催化剂中毒，废气在进行催化燃烧处理之前一般需要脱硫处理。催化燃烧法净化恶臭废气如CN 1127369C所述。CN96194725提出一种低浓度有机废气催化燃烧净化处理方法，它需要向气流中加入一定量的可燃流体后进行催化燃烧处理，加入的可燃流体，虽然可为催化燃烧反应提供充足的反应物，维持了合适的反应温度，但增加了装置能耗。US6019952公开了一种有机废气的净化方法，将含有机物的车间废气吸附浓缩，然后用含分子筛的催化燃烧催化剂将其净化。但是由于吸附处理后的脱附浓缩气一般是间歇产生，不能满足催化燃烧装置的连续操作要求，并且脱附浓缩气中有机物的浓度随脱附过程的进行变化很大，也不利于催化燃烧装置的稳定操作。

CN200710010373.7公开了一种酸性污水储罐排放气的净化处理方法，将酸性污水储罐排放气经过两级淋洗净化，第一级淋洗采用酸性污水汽提工艺中富氨气分凝过程的分凝液，第二级淋洗采用酸性污水汽提工艺产生的净化水或工业用水。该方法将酸性污水汽提工艺与酸性污水储罐排放气净化处理过程有机结合起来，达到理想的净化处理效果，但处理流程较长。

上述处理方法中，未涉及废气的输送问题。一般来说，废气处理装置在处理废气时会产生一定的降力降，而废气来源多数是自然挥发的无动力废气，因此废气的升压输送是废气处理方法中不可缺少的步骤。目前，废气输送一般采用本领域常规的鼓风机等设备，此类设备在输送恶臭废气时具有安全性低、耐腐蚀性差等不足。同时，包括恶臭废气在内的许多废气组分复杂，不能在一个废气处理设备中同时净化处理，因此需要多个处理设备串联使用，或者采用一定的预处理工艺进行预处理后再进行净化处理，如含硫化物的有机废气进于催化燃烧处理之前需要进行脱硫预处理等。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种废气输送及预处理方法，在为废气处理提供输送动力的同时，有效地进行预处理，同时解决了废气输送时的安全问题。

本发明废气输送及预处理方法包括：使用液环式输送泵输送废气，液环式输送泵工作液为碱性水溶液，液环式输送泵排出的气液混合物在进行气液分离之前设置气液接触设备使气液充分混合接触。

本发明废气输送及预处理方法中，废气为含有硫化氢和/或有机硫化物的废气，废气中一般同时含有烃类等其它组分，在处理或回收烃类时，硫化氢或有机硫化物成为干扰组分，一般需采用一定的预处理方法净化。

本发明废气输送及预处理方法中，液环式输送泵可以采用本领域常规结构，因为与液环式真空泵的工作原理相同，所以可以采用与液环式真空泵或液环式压缩机类似的结构，仅需根据需要调整相关参数即可。工作时，进气口一般为常压，或在常压±5KPa范围内，压力较高的废气一般不需输送可直接进行后续处理。液环式输送泵出口压力可以根据后续废气处理装置的需要确定，一般表压为2～200KPa，优选5～80KPa。

本发明废气输送及预处理方法中，液环式输送泵的工作液采用碱性水溶液，一般可以使用氢氧化钠水溶液、碳酸钠水溶液等，工作液的pH值一般控制为7.5～14，工作液pH值降至7.5以下时，通过更换或补充新鲜碱液进行调整。为了提高废气预处理效果，可以在工作液中加入适宜的添加剂，如为了提高对有机硫化物的处理效果，可以添加少量具有催化作用的金属化合物等。液环式输送泵的工作液循环使用，如果循环工作液温度较高，如超过50℃，可以设置冷却设备冷却工作液。液环式输送泵排出的气液混合物在气液分离设备中分离，分离的气相进入下一级废气处理装置，如烃回收装置、催化燃烧装置等，液相循环使用。气液分离设备为普通罐式分离设备，设置气液混合物入口，分离后气体出口，分离后工作液循环出口，以及新鲜碱液补充入口等。

本发明废气输送及预处理方法中，工作液和废气在液环式输送泵内接触，排出的气液混合物在进行气液分离之前设置气液接触设备，进一步提高气液接触效率，实现废气的预处理功能。设置的气液接触设备可以包括静态混合器、动态混合器、填料塔、鼓泡分散构件等。静态混合器、动态混合器和填料塔可以单独设置在液环式输送泵出口管路上。鼓泡分散构件可以设置在气液分离设备中，此时气液分离设备同时具有气液充分接触作用。设置的气液接触设备可以采用本领域现有常规结构，其作用为使气液两相充分接触反应。

本发明废气输送及预处理装置包括液环式输送泵、气液接触设备和气液分离设备，气液接触设备设置在气液分离设备与液环式输送泵之间的气液混合物输送管道上，或者设置在气液分离设备之中，气液分离设备设置气体排放管路和将工作液输送至液环式输送泵的循环管路。

本发明废气输送及预处理方法和装置采用适宜的工艺流程和装置设备，将废气的输送和预处理有机结合在一起，通过改变液环式输送泵工作液的组成，将其同时作为废气预处理的反应液，在废气输送的同时实现了废气的预处理。本发明废气输送及预处理方法安全性高，可以输送和处理易爆废气等常规方法无法输送和预处理的问题，同时碱性工作液可以保证整个装置不被酸性气体腐蚀，装置工作寿命延长，维护简单。本发明废气输送及预处理装置中使用的液环式输送泵虽然与常规的液环式真空泵工作原理相同，但改变了操作条件，入口负压小，出口压力较高，因此克服了液环式真空泵用于气体输送、增压时效率低等不足，降低了操作能耗。

附图说明

图1是本发明废气输送及预处理方法中使用的液环式输送泵工作原理图。

图2是本发明废气输送及预处理方法一种操作方式流程示意图。

图3是本发明废气输送及预处理方法另一种操作方式流程示意图。

其中：1-废气，2-工作液，3-液环式输送泵，4-填料塔，5-气液分离罐，6-排气口，7-新鲜碱液注入口，8-鼓泡分散构件，11-工作液进口，12-废气进口，13-气液混合物出口，14-液环式输送泵壳体，15-液环式输送泵液环，16-液环式输送泵叶轮。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明方法和装置的技术内容和效果。

如图1所示，液环式输送泵工作原理如下：工作液通过工作液进口11进入液环式输送泵壳体14内，当液环式输送泵叶轮16顺时针旋转时，由于离心力的作用，工作液在液环式输送泵壳体14内形成一个封闭液环15，通过液环式输送泵叶轮16的叶片将废气进口12的废气增压输送至气液混合物出口13，将废气和部分工作液输送至液环式输送泵外。

如图2所示，废气1和工作液2通过液环式输送泵3混合输出至填料塔4，在填料塔4中，废气和工作液充分接触并发生反应，以工作液对废气进行预处理，然后把气液混合物输送至气液分离罐5进行气液分离，经过预处理的废气从排气口6排出进入下一步处理装置，气液分离罐5内工作液通过新鲜碱液注入口7注入新鲜碱液调节pH值。填料塔4的结构及参数可以根据废气组成按本领域一般知识设计确定。气液混合物可以并流向上通过填料塔，也可以并流向下通过填料塔。

图3所示的工艺流程中，取消单独设置的填料塔4，将鼓泡分散构件8设置在气液分离罐5中的工作液之中，鼓泡分散构件8将气体均匀分散到工作液中，实现废气的预处理。鼓泡分散构件8可以采用常规的分布器结构，如盘管式分布器、支管式分布器等。在工作循环管路上可以设置工作液降温的冷却设备。

实施例1

某企业酸性水储罐散发废气主要恶臭污染物组成如表1所示，压力为常压。采用如图2所述的工艺流程，以氢氧化钠水溶液为工作液，当工作液pH值降至9时补充更换新鲜碱液。填料塔内装填Dg50塑料鲍尔环，平均废气体积空速为1000h^-1，排气中各种组分浓度见表1，其中硫化氢和有机硫化物基本处理干净，排气压力(表压)为15KPa，满足后续吸附法进一步处理的要求。

表1实施例1废气输送和预处理结果

主要恶臭物种类	处理前浓度(mg/m³)	处理后浓度(mg/m³)
			硫化氢	100～12000	＜2
有机硫化物	10～2000	＜5
			挥发性有机物(VOC)	800～3000	800～3000

实施例2

某企业污水处理场排放废气，主要恶臭污染物组成如表1所示，压力为常压。采用如图3所述的工艺流程，以氢氧化钠水溶液为工作液，工作液中加入微量硫酸锰，以锰元素计加入量为20μg/g，当工作液pH值降至10时补充更换新鲜碱液，其中硫化氢和有机硫化物基本处理干净，排气压力(表压)为20KPa，满足后续催化燃烧法进一步处理的要求。

表2实施例2废气输送和预处理结果

主要恶臭物种类	处理前浓度(mg/m³)	处理后浓度(mg/m³)
			硫化氢/有机硫化物	24～58	＜1
挥发性有机物(VOC)	2800～5200	2800～5200

Claims

1.一种废气输送及预处理方法，其特征在于：使用液环式输送泵输送废气，液环式输送泵工作液为碱性水溶液，液环式输送泵排出的气液混合物在进行气液分离之前设置气液接触设备使气液充分混合接触。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：废气输送及预处理方法中，废气为含有二氧化硫、硫化氢和/或有机硫化物的废气。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：液环式输送泵进气口在常压±5KPa范围内，液环式输送泵出口压力表压为2～200KPa。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：液环式输送泵出口压力表压为5～80KPa。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：液环式输送泵的工作液采用的碱性水溶液为氢氧化钠水溶液或碳酸钠水溶液，工作液的pH值控制为7.5～14。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：工作液pH值降至7.5以下时，通过更换或补充新鲜碱液进行调整。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：液环式输送泵的工作液循环使用，循环工作液温度超过50℃时，设置冷却设备冷却工作液。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：设置的气液接触设备包括静态混合器、动态混合器、填料塔或鼓泡分散构件。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：静态混合器、动态混合器和填料塔单独设置在液环式输送泵出口管路上，鼓泡分散构件设置在气液分离设备中。

10.一种废气输送及预处理装置，其特征在于：该装置包括液环式输送泵、气液接触设备和气液分离设备，气液接触设备设置在气液分离设备与液环式输送泵之间的气液混合物输送管道上，或者设置在气液分离设备之中，气液分离设备设置气体排放管路和将工作液输送至液环式输送泵的循环管路。