CN102463022B - 一种沥青烟气吸收方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沥青烟气的吸收方法和吸收装置，综合应用吸收法和冷凝法，利用洗油吸收烟气中的有机物，利用冷却水间接冷却沥青烟气；改善了洗涤塔内构件，设置折流挡板和人字形挡条，防止塔内堵塞；同时采用循环洗油槽和烟囱分体式结构，增加洗涤塔的二次洗净和冷却盘管的二次冷凝冷却，从而提高沥青烟气吸收效果，降低吸收剂消耗，烟囱出口沥青烟浓度低于排放标准。同时由于污染物被吸收或冷凝，实现了资源的再利用。

Description

一种沥青烟气吸收方法和装置

技术领域

本发明涉及煤化工领域，具体为沥青烟气的吸收方法和装置。

背景技术

 煤焦油加工企业生产沥青、筑路油（燃料油）时，或者下游加工企业，如炭素厂、油毡厂使用沥青时，由于加热过程中产生大量沥青烟气散发至空气中，其粒径多在0.1μm~1.0μm之间。沥青类烟气中主要含芳烃类有机物、少部分直链烃和水蒸汽，其中含有3,4-苯并芘等致癌物质，直接排放大气污染大、异味重，必须进行净化达标排放。

国内外沥青烟净化尝试过以下方法：焚烧法、冷凝法、电捕法、吸收法和吸附法。

（1）焚烧法是将沥青烟中含有的可燃物质，在一定温度下与空气接触并燃烧。焚烧包括焚烧炉、锅炉焚烧、现有加热炉焚烧。由于可燃物浓度低一般不能单独燃烧。通过焚烧虽然获得了一部分热量，但从资源的再利用考虑不是太经济。实用新型专利CN200420065888.9采用该法。

（2）冷凝法是用大量水采用直接或间接冷却。直接法工艺简单，但带来水污染问题，间接法冷凝效率不高，只适用于高浓度烟气的预处理。发明专利CN200610200838.0采用该法。

（3）在电捕法中，干式电捕集对气相组分捕集效率几乎等于零，而湿式电捕集器虽然可捕集气态沥青，但增加了污水处理带来的麻烦。该法投资大，维护与管理技术复杂。

（4）吸收法是一般采用汽油、柴油来吸收，该法设备简单，维护方便，系统阻力小，能耗低；该法适用于高浓度场合，一般净化效率在70%~80%以上。

（5）吸附法采用多孔具有较大比表面积的物质作吸附剂，适于对低浓度沥青烟进行物理吸附。在一般情况下，吸附能力随被吸附有机物分子量增加而增加；不饱和化合物比饱和化合物吸附更完全；环状有机化合物比直链化合物更易吸附。该法工艺简单，净化效率高，投资少，但系统阻力较大，能耗高，操作维护繁琐。如采用成本高的吸附剂还需再生使用，使用废弃物作吸附剂则可以作焚烧处理。发明专利CN200610046475.X、CN200610047890.7、 CN02155281.9、CN92106129.3均采用该法。

发明内容

本发明旨在提供一种沥青烟气吸收方法。

本发明还提供了用于上述方法的沥青烟气吸收的装置。

技术方案：一种沥青烟气吸收装置，其结构为：包含文氏管、洗油循环槽、洗涤塔、洗油冷却器、排气筒、盘管式冷凝冷却器和冷凝液槽；气相管与所述的文氏管依次连接，文氏管还连接到洗油冷却器的出口；洗油冷却器可选用列管式换热器；

文氏管下端连接洗油循环槽，洗油循环槽的另一个出口连接到洗涤塔；

洗涤塔的中部设有喷头，喷头连接到洗油冷却器的出口；洗涤塔内喷头的上部设有2～8层相互交错的月牙形挡板，月牙形挡板的一端与洗涤塔内壁连接；在每一层月牙形挡板相同高度还设有人字形挡条，每一层人字形挡条的数量为3～10个； 

洗涤塔内喷头的下部设有2～8层相互交错的折流挡板，折流挡板上设有筛孔；

洗涤塔通过连接管连接到排气筒，排气筒内设有盘管式冷凝冷却器，排气筒下方与冷凝液槽连接。

排气筒的高度在20米以上，优选为20～40米。

沥青烟气吸收方法为，利用上述的沥青烟气吸收装置，待处理的沥青烟气从气相管进入文氏管，在此用洗油喷射产生负压并冲洗，沥青烟气被洗油一次洗涤吸收后经洗油循环槽，从顶部空间进入洗涤塔底部；

在洗涤塔内，喷头将洗油从上向下喷出，对沥青烟气进行二次洗涤；沥青烟气在洗涤塔内流经带有筛孔的折流挡板、人字形挡条和月牙形挡板，再由洗油经喷头进行喷淋经过二次洗涤后进入排气筒；

在排气筒内进一步冷却后，沥青烟气中所含的被雾化的洗油、未冷凝的有机成分和水汽得到冷凝冷却，流入冷凝液槽；经处理后的沥青烟气通过排气筒排放。

文氏管内洗油喷射产生负压，使装置内保持-10kPa～0kPa的压力；

洗油经文氏管喷射，从沥青烟气中吸收热量、微小液滴和部分气相成分后流入洗油循环槽；洗油经洗涤塔内喷头喷射后，也流入洗油循环槽；

洗油循环槽内的洗油经泵抽出，输送入洗油冷却器；洗油在洗油冷却器内冷却到≤60℃，一部分重新进入文氏管，一部分进入洗涤塔。

本发明利用文氏管中洗油喷射产生负压，使生产装置保持负压，从而避免贮槽烟气直接逸出，防止沥青烟气的无组织排放。烟气经过文氏管一次吸收后和洗涤塔的二次吸收，沥青烟含量有效降低。同时折流挡板、人字形挡条上的结晶物被冲刷带下，不会象填料、浮阀一样堵塞。

烟气进入排气筒后被其中的盘管冷却器冷凝冷却，盘管做成不同的弯曲半径，提高了烟气与冷凝管的有效接触面积。烟气中被雾化的洗油或未冷凝的有机成分和水汽进一步得到冷凝冷却，积存于下方的冷凝液槽，可以加以回收利用，同时排放烟气浓度进一步降低。

洗油从烟气中吸收热量后温度升高，再冷却洗油，使其保持一定的温度和吸收效果，减少汽化（雾化）损失。洗油经文氏管和洗涤塔后循环使用。

本发明综合应用吸收法和冷凝法，即按照相似相溶原理，利用洗油吸收烟气中的有机物，具有较好的吸收效果；利用冷却水间接冷却沥青烟气；通过控制洗油吸收温度，从而控制有机物和水的雾化逸出；改进洗涤装置，设置折流挡板和人字形挡条，改善了洗涤塔内构件，防止塔内堵塞；同时采用循环洗油槽和烟囱分体式结构，提高了烟囱高度，增加洗涤塔的二次洗净和冷却盘管的二次冷凝冷却，从而提高沥青烟气吸收效果，降低吸收剂消耗，烟囱出口沥青烟浓度低于排放标准。同时由于污染物被吸收或冷凝，实现了资源的再利用。

附图说明

图1为本发明沥青烟气吸收方法的工艺流程图。

图2为本发明沥青烟气吸收装置结构示意图。

图3为本发明沥青烟气吸收装置中洗涤塔的结构简图。

1—气相管，2—文氏管，3—洗油循环槽，4—泵，5—列管式换热器，

6—洗涤塔，7—折流挡板，8—人字形挡条，9—连接管，10—排气筒，

11—盘管式冷凝冷却器，12—冷凝液槽，13—月牙形挡板，14—喷头，15—筛孔

具体实施方式

以下为本发明的较佳实施方式。但是应该理解的是，其具体的描述不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施方式作出的各种修改，都属于本发明专利所保护的范围。

沥青烟气的吸收工艺如图1所示，吸收装置的结构如图2～3所示，所使用的洗油冷却器为列管式换热器。

沥青烟气吸收装置的结构包括依次连接的气相管1和文氏管2，文氏管2还连接到列管式换热器5；

文氏管2下端连接洗油循环槽3，洗油循环槽上还设有洗涤塔6；

洗涤塔6的中部设有喷头14，喷头连接到列管式换热器5的出口；洗涤塔内喷头的上部设有4～6层相互交错的月牙形挡板13，月牙形挡板的一端与洗涤塔内壁连接；在每一层月牙形挡板相同高度还设有人字形挡条8，每一层人字形挡条8的数量为3～7个，剖面如图3的A-A；

洗涤塔内喷头的下部设有4～6层折流挡板7，折流挡板7上设有筛孔15；剖面如图3的B-B；

洗涤塔通过连接管9连接到排气筒10，排气筒内设有盘管式冷凝冷却器11，排气筒下方与冷凝液槽12连接。

用上述装置对筑路油或沥青生产设备产生的沥青烟气进行吸收处理：待处理的沥青烟气通过气相管1进入文氏管2中，在此用洗油喷射冲洗，沥青烟气中微小液滴和气相成分部分被洗油吸收或冷凝下来，洗油从烟气中吸收热量后温度升高进入洗油循环槽3。热洗油再由泵4抽出，用列管式换热器5中循环水冷却洗油至≤60℃后，一部分重新进入文氏管，一部分进入洗涤塔6。

在文氏管中，用洗油喷射产生负压，装置内保持-10kPa～0kPa压力，从而避免贮槽烟气直接逸出，防止沥青烟气的无组织排放。

沥青烟气在文氏管内经过一次洗涤吸收后经洗油循环槽3顶部空间，进入洗涤塔6底部；烟气流经洗涤塔内带筛孔15的折流挡板7、人字形挡条8和月牙形挡板13，再由洗油经喷头14进行二次喷淋，所含的有机成分和水汽被吸收或冷凝下来，沥青烟气中的沥青组分含量有效降低。

经喷头喷射的洗油，流入洗油循环槽3，用泵4送入列管式换热器5中冷却，循环使用。

喷头还可以连接洗油输送管道，用于补充新鲜的洗油。

在洗涤塔内汽液两相充分接触，折流挡板7、人字形挡条8和月牙形挡板13上的结晶物被冲刷带下，无固体残留物，因此筛孔15等塔内构件不会象填料、浮阀一样容易堵塞。

沥青烟气经过洗涤塔后由连接管9进入排气筒10，排气筒总高20m～40m（可在顶部设置避雷针），排气筒里设有盘管式冷凝冷却器11，沥青烟气中被雾化的洗油或未冷凝的有机成分和水汽被盘管式冷凝冷却器进一步冷凝冷却，流入下方的冷凝液槽12。回收下来的液体可以返回焦油原料槽。处理过的沥青烟气经排气筒排放。

经过以上步骤，经过处理后的沥青烟气中，沥青组分含量为50～100 mg/m³，远低于GB16297-1996大气污染综合排放标准140mg/m³，沥青烟气排放得到有效控制。

Claims (5)

1.一种沥青烟气吸收装置，包括文氏管、洗油循环槽、洗涤塔、洗油冷却器、排气筒、盘管式冷凝冷却器和冷凝液槽；气相管与所述的文氏管依次连接；

其特征在于，所述的文氏管还连接到洗油冷却器的出口；

文氏管下端连接洗油循环槽，洗油循环槽的另一个出口连接到洗涤塔；

洗涤塔的中部设有喷头，喷头连接到洗油冷却器的出口；洗涤塔内喷头的上部设有2～8层相互交错的月牙形挡板，月牙形挡板的一端与洗涤塔内壁连接；在每一层月牙形挡板相同高度还设有人字形挡条，每一层人字形挡条的数量为3～10个；

洗涤塔内喷头的下部设有2～8层相互交错的折流挡板，折流挡板上设有筛孔；

洗涤塔通过连接管连接到排气筒，排气筒内设有盘管式冷凝冷却器，排气筒下方与冷凝液槽连接。

2.权利要求1所述沥青烟气吸收装置，其特征在于，所述的洗油冷却器为列管式换热器。

3.权利要求1所述沥青烟气吸收装置，其特征在于，所述排气筒的高度为20～40米。

4.一种沥青烟气吸收方法，其特征在于，使用权利要求1～3所述的沥青烟气吸收装置，包括以下步骤：

待处理的沥青烟气从气相管进入文氏管，在此用洗油喷射产生负压并冲洗，沥青烟气被洗油一次洗涤吸收后进入洗油循环槽，从洗油循环槽顶部空间进入洗涤塔；

在洗涤塔内，喷头将洗油从上向下喷出，对沥青烟气进行二次洗涤；沥青烟气在洗涤塔内流经带有筛孔的折流挡板、人字形挡条和月牙形挡板，再由洗油经喷头进行喷淋经过二次洗涤后进入排气筒，洗油经洗涤塔内喷头喷射后，流入洗油循环槽；洗油循环槽内的洗油经泵抽出，输送入洗油冷却器；洗油在洗油冷却器内冷却到≤60℃，一部分重新进入文氏管，一部分进入洗涤塔；

在排气筒内进一步冷却后，沥青烟气中所含的被雾化的洗油、未冷凝的有机成分和水汽得到冷凝冷却，流入冷凝液槽；经处理后的沥青烟气通过排气筒排放。

5.权利要求4所述的沥青烟气吸收方法，其特征在于，文氏管内洗油喷射产生负压，使装置内保持-10kPa～0kPa的压力。

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