CN105413435A - 一种含氯、硫尾气处理装置及其尾气处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种含氯、硫尾气处理装置及其尾气处理方法。本发明提供了一种含氯、硫尾气处理装置，包括换热器、吸收塔、气液分离器、吸附塔依次在气路上相连通。吸收塔上段采用水循环处理方式，使用循环水泵增压；吸收塔下段采用碱液循环处理，碱液通过泵升压后进入碱液加热器加热，后送至吸收塔下段并循环使用。本发明含氯、硫尾气处理装置通过换热器回收尾气中的热能，并通过碱液吸收的方式有效地处理含高浓度氯化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质的高温尾气，使得处理后的尾气能够达到环保排放要求。

Description

一种含氯、硫尾气处理装置及其尾气处理方法

技术领域

本发明涉及石油化工行业尾气处理技术领域，具体而言，涉及一种含氯、硫尾气处理装置及其尾气处理方法。

背景技术

高温焙烧是许多炼油化工装置进行催化剂再生的关键工序，其中对于焙烧过程中需注入腐蚀性气体，用来提高催化剂的活性，但含腐蚀性气体尾气的处理则成为清洁环保技术的关键。

单纯的碱液吸收法处理成本较高，往往只用于废气量小，氯化物和硫化物的含量较低的情况，通常与水洗法串联使用，常用于非高温尾气处理。若氯化物和硫化物的含量较高仅使用吸收的方法，吸收剂用量较大、操作能耗较高。

目前，针对氯化物、硫化物含量较高的高温尾气处理还没有既能够较好的利用尾气热能、又能实现达标排放的装置。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种含氯、硫尾气处理装置，所述的含氯、硫尾气处理装置具有结构简单，能够有效地处理含高浓度氯化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质的高温尾气，使得处理后的尾气能够达到环保排放要求，同时采用空气与高温尾气换热回收此部分的热能等优点。

本发明的第二目的在于提供一种所述的含氯、硫尾气处理装置进行尾气处理的方法，该方法工艺简单，能够有效地处理含高浓度氯化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质的高温尾气，使得处理后的尾气能够达到环保排放要求，同时采用空气与高温尾气换热回收此部分的热能。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种含氯、硫尾气处理装置，所述含氯、硫尾气处理装置包括换热器、吸收塔、气液分离器、吸附塔、循环水泵、循环碱液泵和碱液加热器；其中所述换热器、吸收塔、气液分离器和吸附塔顺次相连；所述循环水泵分别与吸收塔中部和顶部相连，构成循环回路；所述循环碱液泵与吸收塔底部相连，碱液加热器与吸收塔中部相连，循环碱液泵和碱液加热器相连，构成循环回路。

本发明提供了一种含氯、硫尾气处理装置，包括换热器、吸收塔、气液分离器、吸附塔依次在气路上相连通。吸收塔上段采用水循环处理方式，使用循环水泵增压；吸收塔下段采用碱液循环处理，碱液通过泵升压后进入碱液加热器加热，后送至吸收塔下段并循环使用。本发明含氯、硫尾气处理装置通过换热器回收尾气中的热能，并通过碱液吸收的方式有效地处理含高浓度氯化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质的高温尾气，使得处理后的尾气能够达到环保排放要求。

优选地，所述换热器与吸收塔下部相连，所述吸收塔顶部与气液分离器中部相连，所述气液分离器顶部与吸附塔底部相连。

所述换热器优选为套管式换热器。套管式换热器是用两种尺寸不同的标准管连接而成同心圆套管，外面的叫壳程，内部的叫管程。两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动(或同向)以达到换热的效果。套管式换热器具有以下优点：

①结构简单，传热面积增减自如。因为它由标准构件组合而成，安装时无需另外加工。

②传热效能高。它是一种纯逆流型换热器，同时还可以选取合适的截面尺寸，以提高流体速度，增大两侧流体的传热系数，因此它的传热效果好。液-液换热时，传热系数为870～1750W/(m2·℃)。这一点特别适合于高压、小流量、低传热系数流体的换热。套管式换热器的缺点是占地面积大；单位传热面积金属耗量多，约为管壳式换热器的5倍；管接头多，易泄漏；流阻大。

③结构简单，工作适应范围大，传热面积增减方便，两侧流体均可提高流速，使传热面的两侧都可以有较高的传热系数，是单位传热面的金属消耗量大，为增大传热面积、提高传热效果，可在内管外壁加设各种形式的翅片，并在内管中加设刮膜扰动装置，以适应高粘度流体的换热。

④可以根据安装位置任意改变形态，利于安装。

本发明套管式换热器，管程介质可为再生废气，管程可选用Inconel600材质，壳程介质可为空气，壳程可选用TP304材质；管程内优选焊接螺旋导流带的螺旋角，壳程内优选焊接纵向翅片。本发明套管式换热器壳程采用空气作为冷介质，换热后空气温度升高，这部分热能可以回收，也可以输送给本发明含氯、硫尾气处理装置中的其它耗能部件利用。

所述吸收塔为填料塔，所述吸收塔中优选设置两段填料段，进一步地，所述吸收塔分为上下两段，每段中分别设置一个填料段。所述填料优选为石墨拉西环填料；吸收塔上段采用水循环处理方式，使用循环水泵增压；吸收塔下段采用碱液循环处理，碱液通过泵升压后进入碱液加热器加热，后送至吸收塔下段并循环使用。

所述吸收塔中部设置受液盘，所述受液盘分别与碱液加热器和循环水泵相连。

所述吸收塔顶部设置喷淋装置，所述喷淋装置与循环水泵相连。采用顶部喷淋的方式，可与吸收塔中的气体产生对流，酸性的尾气与碱性液体充分接触反应，提高吸收效果。

所述气液分离器中设置丝网除沫器。丝网除沫器是一气液分离装置，气体通过除沫器的丝垫，可除去夹带的雾沫。丝网除沫器主要是由丝网、丝网格栅组成丝网块和固定丝网块的支承装置构成，丝网为各种材质的气液过滤网，气液过滤网是由金属丝或非金属丝组成。气液过滤网的非金属丝由多股非金属纤维捻制而成，亦可为单股非金属丝。该丝网除沫器不但能滤除悬浮于气流中的较大液沫，而且能滤除较小和微小液沫，广泛应用于化工、石油、塔器制造、压力容器等行业中的气液分离装置中。本发明丝网除沫器优选设置在气液分离器顶部，优选采用高分子材质丝网除沫器。

所述气液分离器底部与液体收集装置相连，用于收集可能夹带出的碱液。

所述吸附塔中设置吸附剂，气体由下至上穿过吸附床层，最终达到符合国家要求的排放标准。

采用上述的一种含氯、硫尾气处理装置进行尾气处理的方法，包括如下步骤：

含氯、硫尾气换热后进入吸收塔，与塔顶喷淋的碱液逆流接触，尾气中的酸性气与碱液反应生成盐，降至塔底，经循环水泵送至塔顶循环；塔底碱液经循环碱液泵和碱液加热器送至塔中部循环；塔顶净化后尾气送至气液分离装置，分离可能夹带的碱液；分离出的气体然后进入吸附塔。

本发明尾气处理方法工艺简单，能够有效地处理含高浓度氯化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质的高温尾气，通过换热器回收尾气中的热能，并通过碱液吸收的方式有效地处理含高浓度氯化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质的高温尾气，使得处理后的尾气能够达到环保排放要求。

所述含氯、硫尾气优选为丙烷或丁烷脱氢装置中，催化剂连续再生烧焦后产生的废气。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种含氯、硫尾气处理装置，包括换热器、吸收塔、气液分离器、吸附塔依次在气路上相连通。吸收塔上段采用水循环处理方式，使用循环水泵增压；吸收塔下段采用碱液循环处理，碱液通过泵升压后进入碱液加热器加热，后送至吸收塔下段并循环使用。本发明含氯、硫尾气处理装置通过换热器回收尾气中的热能，并通过碱液吸收的方式有效地处理含高浓度氯化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质的高温尾气，使得处理后的尾气能够达到环保排放要求。本发明尾气处理方法工艺简单，能够有效地处理含高浓度氯化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质的高温尾气，通过换热器回收尾气中的热能，并通过碱液吸收的方式有效地处理含高浓度氯化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质的高温尾气，使得处理后的尾气能够达到环保排放要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明装置结构示意图；

附图标记：

1-换热器；2-吸收塔；3-气液分离器；

4-吸附塔；5-循环水泵；6-循环碱液泵；

7-碱液加热器。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供了一种含氯、硫尾气处理装置，所述含氯、硫尾气处理装置包括换热器1、吸收塔2、气液分离器3、吸附塔4、循环水泵5、循环碱液泵6和碱液加热器7；其中所述换热器1、吸收塔2、气液分离器3和吸附塔4顺次相连；所述循环水泵5分别与吸收塔2中部和顶部相连，构成循环回路；所述循环碱液泵6与吸收塔2底部相连，碱液加热器7与吸收塔2中部相连，循环碱液泵6和碱液加热器7相连，构成循环回路。

本发明提供了一种含氯、硫尾气处理装置，包括换热器1、吸收塔2、气液分离器3、吸附塔4依次在气路上相连通。吸收塔2上段采用水循环处理方式，使用循环水泵5增压；吸收塔2下段采用碱液循环处理，碱液通过泵升压后进入碱液加热器7加热，后送至吸收塔2下段并循环使用。本发明含氯、硫尾气处理装置通过换热器1回收尾气中的热能，并通过碱液吸收的方式有效地处理含高浓度氯化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质的高温尾气，使得处理后的尾气能够达到环保排放要求。

优选地，所述换热器1与吸收塔2下部相连，所述吸收塔2顶部与气液分离器3中部相连，所述气液分离器3顶部与吸附塔4底部相连。

所述换热器1优选为套管式换热器1。套管式换热器是用两种尺寸不同的标准管连接而成同心圆套管，外面的叫壳程，内部的叫管程。两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动(或同向)以达到换热的效果。套管式换热器具有以下优点：

①结构简单，传热面积增减自如。因为它由标准构件组合而成，安装时无需另外加工。

②传热效能高。它是一种纯逆流型换热器，同时还可以选取合适的截面尺寸，以提高流体速度，增大两侧流体的传热系数，因此它的传热效果好。液-液换热时，传热系数为870～1750W/(m2·℃)。这一点特别适合于高压、小流量、低传热系数流体的换热。套管式换热器的缺点是占地面积大；单位传热面积金属耗量多，约为管壳式换热器的5倍；管接头多，易泄漏；流阻大。

③结构简单，工作适应范围大，传热面积增减方便，两侧流体均可提高流速，使传热面的两侧都可以有较高的传热系数，是单位传热面的金属消耗量大，为增大传热面积、提高传热效果，可在内管外壁加设各种形式的翅片，并在内管中加设刮膜扰动装置，以适应高粘度流体的换热。

④可以根据安装位置任意改变形态，利于安装。

本发明套管式换热器1，管程介质可为再生废气，管程可选用Inconel600材质，壳程介质可为空气，壳程可选用TP304材质；管程内优选焊接螺旋导流带的螺旋角，壳程内优选焊接纵向翅片。本发明套管式换热器1壳程采用空气作为冷介质，换热后空气温度升高，这部分热能可以回收，也可以输送给本发明含氯、硫尾气处理装置中的其它耗能部件利用。

所述吸收塔2为填料塔，所述吸收塔2中优选设置两段填料段，进一步地，所述吸收塔2分为上下两段，每段中分别设置一个填料段。所述填料优选为石墨拉西环填料；吸收塔2上段采用水循环处理方式，使用循环水泵5增压；吸收塔2下段采用碱液循环处理，碱液通过泵升压后进入碱液加热器7加热，后送至吸收塔2下段并循环使用。

所述吸收塔2中部设置受液盘，所述受液盘分别与碱液加热器7和循环水泵5相连。

所述吸收塔2顶部设置喷淋装置，所述喷淋装置与循环水泵5相连。采用顶部喷淋的方式，可与吸收塔2中的气体产生对流，酸性的尾气与碱性液体充分接触反应，提高吸收效果。

所述气液分离器3中设置丝网除沫器。丝网除沫器是一气液分离装置，气体通过除沫器的丝垫，可除去夹带的雾沫。丝网除沫器主要是由丝网、丝网格栅组成丝网块和固定丝网块的支承装置构成，丝网为各种材质的气液过滤网，气液过滤网是由金属丝或非金属丝组成。气液过滤网的非金属丝由多股非金属纤维捻制而成，亦可为单股非金属丝。该丝网除沫器不但能滤除悬浮于气流中的较大液沫，而且能滤除较小和微小液沫，广泛应用于化工、石油、塔器制造、压力容器等行业中的气液分离装置中。本发明丝网除沫器优选设置在气液分离器3顶部，优选采用高分子材质丝网除沫器。

所述气液分离器3底部与液体收集装置相连，用于收集可能夹带出的碱液。

所述吸附塔4中设置吸附剂，气体由下至上穿过吸附床层，最终达到符合国家要求的排放标准。

采用上述的一种含氯、硫尾气处理装置进行尾气处理的方法，包括如下步骤：

含氯、硫尾气换热后进入吸收塔2，与塔顶喷淋的碱液逆流接触，尾气中的酸性气与碱液反应生成盐，降至塔底，经循环水泵5送至塔顶循环；塔底碱液经循环碱液泵6和碱液加热器7送至塔中部循环；塔顶净化后尾气送至气液分离装置，分离可能夹带的碱液；分离出的气体然后进入吸附塔4。

本发明尾气处理方法工艺简单，能够有效地处理含高浓度氯化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质的高温尾气，通过换热器1回收尾气中的热能，并通过碱液吸收的方式有效地处理含高浓度氯化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质的高温尾气，使得处理后的尾气能够达到环保排放要求。

所述含氯、硫尾气优选为丙烷或丁烷脱氢装置中，催化剂连续再生烧焦后产生的废气。

实施例1

采用如图1所示的一种含氯、硫尾气处理装置进行尾气处理，所述含氯、硫尾气为丙烷或丁烷脱氢装置中，催化剂连续再生烧焦后产生的废气，其中氯化氢含量为0.3vol％，二氧化硫含量为0.026vol％，氯气含量为0.05vol％，含氯、硫尾气换热后进入吸收塔2，与塔顶喷淋的碱液(质量分数为10％的NaOH水溶液)逆流接触，尾气中的酸性气与碱液反应生成盐，降至塔底，经循环水泵5送至塔顶循环；塔底碱液经循环碱液泵6和碱液加热器7送至塔中部循环；塔顶净化后尾气送至气液分离装置，分离可能夹带的碱液；分离出的气体然后进入吸附塔4(吸附剂为ZSM-5分子筛吸附剂)；经吸附塔4吸附后的尾气由吸附塔4塔顶排出，经检测，吸附塔4排出的气体中氯化氢含量≤1ppm，二氧化硫含量≤1ppm，氯气含量为≤1ppm。

本发明提供了一种含氯、硫尾气处理装置，包括换热器、吸收塔、气液分离器、吸附塔依次在气路上相连通。吸收塔上段采用水循环处理方式，使用循环水泵增压；吸收塔下段采用碱液循环处理，碱液通过泵升压后进入碱液加热器加热，后送至吸收塔下段并循环使用。本发明含氯、硫尾气处理装置通过换热器回收尾气中的热能，并通过碱液吸收的方式有效地处理含高浓度氯化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质的高温尾气，使得处理后的尾气能够达到环保排放要求。本发明尾气处理方法工艺简单，能够有效地处理含高浓度氯化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质的高温尾气，通过换热器回收尾气中的热能，并通过碱液吸收的方式有效地处理含高浓度氯化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质的高温尾气，使得处理后的尾气能够达到环保排放要求。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种含氯、硫尾气处理装置，其特征在于，所述含氯、硫尾气处理装置包括换热器、吸收塔、气液分离器、吸附塔、循环水泵、循环碱液泵和碱液加热器；其中所述换热器、吸收塔、气液分离器和吸附塔顺次相连；所述循环水泵分别与吸收塔中部和顶部相连，构成循环回路；所述循环碱液泵与吸收塔底部相连，碱液加热器与吸收塔中部相连，循环碱液泵和碱液加热器相连，构成循环回路。

2.根据权利要求1所述的一种含氯、硫尾气处理装置，其特征在于，所述换热器与吸收塔下部相连，所述吸收塔顶部与气液分离器中部相连，所述气液分离器顶部与吸附塔底部相连。

3.根据权利要求1所述的一种含氯、硫尾气处理装置，其特征在于，所述换热器为套管式换热器。

4.根据权利要求1所述的一种含氯、硫尾气处理装置，其特征在于，所述吸收塔为填料塔，所述吸收塔中优选设置两段填料段。

5.根据权利要求1所述的一种含氯、硫尾气处理装置，其特征在于，所述吸收塔中部设置受液盘，所述受液盘分别与碱液加热器和循环水泵相连。

6.根据权利要求1所述的一种含氯、硫尾气处理装置，其特征在于，所述吸收塔顶部设置喷淋装置，所述喷淋装置与循环水泵相连。

7.根据权利要求1所述的一种含氯、硫尾气处理装置，其特征在于，所述气液分离器中设置丝网除沫器。

8.根据权利要求1所述的一种含氯、硫尾气处理装置，其特征在于，所述气液分离器底部与液体收集装置相连。

9.根据权利要求1所述的一种含氯、硫尾气处理装置，其特征在于，所述吸附塔中设置吸附剂。

10.采用权利要求1-9任一所述的一种含氯、硫尾气处理装置进行尾气处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：

含氯、硫尾气换热后进入吸收塔，与塔顶喷淋的碱液逆流接触，尾气中的酸性气与碱液反应生成盐，降至塔底，经循环水泵送至塔顶循环；塔底碱液经循环碱液泵和碱液加热器送至塔中部循环；塔顶净化后尾气送至气液分离装置，分离可能夹带的碱液；分离出的气体然后进入吸附塔。