CN105944544A - 石油化工酸性尾气处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油化工酸性尾气处理系统，包括换热器、碱液吸收塔、水洗塔、碱液池、碱液泵、碱洗涤液循环泵、水洗涤液循环泵、工艺水泵和水箱；碱液吸收塔与水洗塔的下部相连，碱液吸收塔的底部设有碱洗涤液储存区，水洗塔的底部设有水洗涤液存储区，碱洗涤液储存区低于所述水洗涤液存储区，且水洗涤液存储区设有朝向所述碱洗涤液储存区的溢流口；碱洗涤液储存区通过所述碱洗涤液循环泵与碱液吸收塔相连构成循环回路，水洗涤液存储区通过水洗涤液循环泵与水洗塔相连构成循环回路；碱液池通过碱液泵与所述碱液吸收塔相连，水箱通过工艺水泵与所述换热器、碱液吸收塔、水洗塔分别相连。依靠气体从文丘里吸收塔获得的动力和气体本身的性能，减少了设备占地面积，减少了投资。

Description

石油化工酸性尾气处理系统

技术领域

本发明涉及一种石油化工节能环保技术，尤其涉及一种石油化工酸性尾气处理系统。

背景技术

石油化工行业脱氢项目再生尾气含有HCl、SO₂和Cl₂等酸性气体污染物，排放到大气中严重污染环境，必需去除达到环保标准后方可排放大气。国内的中小企业都会因为投资高而直接将尾气排放到大气中，严重的污染了环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、节能、环保、占地少、处理效果好的石油化工酸性尾气处理系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的石油化工酸性尾气处理系统，包括换热器、碱液吸收塔、水洗塔、碱液池、碱液泵、碱洗涤液循环泵、水洗涤液循环泵、工艺水泵和水箱；

所述碱液吸收塔与水洗塔的下部相连，所述碱液吸收塔的底部设有碱洗涤液储存区，所述水洗塔的底部设有水洗涤液存储区，所述碱洗涤液储存区低于所述水洗涤液存储区，且所述水洗涤液存储区设有朝向所述碱洗涤液储存区的溢流口；

所述碱洗涤液储存区通过所述碱洗涤液循环泵与所述碱液吸收塔相连构成循环回路，所述水洗涤液存储区通过水洗涤液循环泵与水洗塔相连构成循环回路；

所述碱液池通过所述碱液泵与所述碱液吸收塔相连，所述水箱通过所述工艺水泵与所述换热器、碱液吸收塔、水洗塔分别相连。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的石油化工酸性尾气处理系统，由于将碱液吸收塔和水洗塔底部联通在一起，依靠气体从文丘里吸收塔获得的动力和气体本身的性能，通过水洗塔的底部，并由下而上的进行吸收、净化后有水洗塔顶部排出。这样的方式减少了设备占地面积。减少了投资。

附图说明

图1为本发明实施例提供的石油化工酸性尾气处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的石油化工酸性尾气处理系统，其较佳的具体实施方式是：

包括换热器、碱液吸收塔、水洗塔、碱液池、碱液泵、碱洗涤液循环泵、水洗涤液循环泵、工艺水泵和水箱；

所述碱液吸收塔与水洗塔的下部相连，所述碱液吸收塔的底部设有碱洗涤液储存区，所述水洗塔的底部设有水洗涤液存储区，所述碱洗涤液储存区低于所述水洗涤液存储区，且所述水洗涤液存储区设有朝向所述碱洗涤液储存区的溢流口；

所述碱洗涤液储存区通过所述碱洗涤液循环泵与所述碱液吸收塔相连构成循环回路，所述水洗涤液存储区通过水洗涤液循环泵与水洗塔相连构成循环回路；

所述碱液池通过所述碱液泵与所述碱液吸收塔相连，所述水箱通过所述工艺水泵与所述换热器、碱液吸收塔、水洗塔分别相连。

所述碱液吸收塔为文丘里吸收塔，其上部设置有文丘里管。

所述水洗塔为填料塔，所述水洗塔中段设置2-3段填料段，所述水洗塔上段设置脱雾器，所述脱雾器上部设置喷淋器。

所述碱洗涤液储存区设有箱型碱洗涤液受液盘，所述水洗涤液存储区设有箱型水洗涤液受液盘。

所述换热器为相变式换热器，冷介质为空气、热介质为酸性尾气。

所述碱液池中的碱液按照3％量补充氢氧化钠。

所述箱型碱洗涤液受液盘内的溶液按照30％的亚硫酸钠与氯化钠混合液量排出。

本发明的石油化工酸性尾气处理系统，可以去除再生尾气中含有的HCl、SH₂、SO₂和Cl₂等酸性气体污染物，达到可排放大气的环保标准。尾气的余热可生产低压蒸汽供外界使用。大大减少投资成本，在C3/C4综合利用领域有很好的推广前景，预计国内炼厂市场需求不下50套，总市场金额超过50亿元。

本发明采用氢氧化钠水溶液洗涤吸收技术原理，脱除脱氢装置再生尾气中的HCl、SH₂、SO₂和Cl₂，去除率分别达到99％、97％、98％和90％。

脱氢装置再生尾气与软化水经过换热器换热后进洗涤塔，与洗涤塔中的氢氧化钠溶液逆流接触，吸收其中的HCl、SH₂、SO₂和Cl₂等酸性气体，酸性气体被碱液吸收后，再经净水喷淋去除残存物质后气体排出装置，排出气体达到环保排放要求。

本发明的反应机理是：

氢氧化钠吸收氯气尾气方程式：

2NaOH+Cl2＝NaCl+NaClO+H2O

氢氧化钠吸收SH₂尾气方程式：

氢氧化钠少量：NaOH+H₂S＝＝NaHS+H2O

氢氧化钠过量：2NaOH+H₂S＝＝Na₂S+2H2O

氢氧化钠吸收SO₂尾气方程式：

2NaOH+SO2(少量)＝Na₂SO3+H2O

NaOH+SO2(过量)＝NaHSO3

如果适量,n(NaOH)/n(SO2)＝1---2之间,Na2SO3和NaHSO3全有.

如:n(NaOH)/n(SO2)＝3/2化学方程式为:

3NaOH+2SO2＝Na2SO3+NaHSO3+H2O

氢氧化钠吸收HCl尾气方程式：

NaOH+HCl＝NaCl+H2O

氢氧化钠吸收Cl₂尾气方程式：

Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O

经过本发明的处理后，HCl、SH₂、SO₂和Cl₂去除率分别达到99％、97％、98％和90％。

此处理系统中包括换热器、碱液吸收塔、文丘里洗涤器、水洗塔、脱雾器、吸附剂、碱液池、水箱、多个泵等主要设备，依次根据工艺要求连接成工艺流程。

所述换热器为相变式换热器，热介质为高温烟气，冷介质为常温空气，高温烟气进入空间选用Inconel 600材质，空气空间选用碳钢材质，换热后的空气作为加热炉进炉空气。

所述碱液吸收塔为文丘里吸收塔，所述吸收塔和所述文丘里管之间设置弯管部分，所述弯管部分连通所述吸收塔和所述文丘里管。循环碱液循环进入文丘里管和吸收塔

水洗塔上层内装脱雾器，脱雾器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。该丝网脱雾器不但能滤除悬浮于气流中的较大碱液液沫，而且能滤除较小和微小的碱液沫，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。

水洗塔下端为吸附剂段，设有吸附剂，水洗塔上段采用水喷淋处理方式，水洗塔下段采用循环碱液处理，碱液通过泵升压后进入送至吸收塔下段并循环使用。

碱液吸收塔下部和水洗塔下部相连通，当碱液浓度不达标时，两塔底部的硫酸钠、硫化钠、氯化钠溶液定期排放被送出界区外。

所述进入文丘里碱液吸收塔顶的酸性气体由上而下经碱液吸收脱除高浓度硫化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质，再由下至上进入水洗塔，经水洗塔底部的溶液喷淋及填料过滤后，气体进入经工艺用净水喷淋下的脱雾器后从水洗塔顶部排出洁净的气体。

根据本发明能够有效地处理含高浓度硫化氢、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，同时采用与高温尾气换热，回收此部分热能生产蒸汽。

本发明的工艺流程如下：

含酸性气的工艺尾气换热后进入文丘里碱洗塔，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，降至碱液塔底，碱洗塔的底部设置下落液体汇集液区，区内溶液经中间增压泵送至文丘里管顶循环使用。气体在塔底自下而上向水洗塔上部流动，水洗塔的塔底机泵将塔底溶液送至塔内填料层上部，工艺水泵将工艺洁净水送至脱雾器上部，从文丘里碱洗塔下部来的气体在水塔底自下而上向水洗塔上部流动，气体依次经过填料段塔底溶液冲洗、脱雾器洁净工艺水的洗涤后，除去了酸性气中的硫化氢、二氧化硫、氯气等腐蚀性介质和残余碱液等，经水洗塔顶部排出装置。

创新点：

1、将碱液吸收塔和水洗塔底部联通在一起，依靠气体从文丘里吸收塔获得的动力和气体本身的性能，通过水洗塔的底部，并由下而上的进行吸收、净化后有水洗塔顶部排出。这样的方式减少了设备占地面积。减少了投资。

优点：

1、应用了相变式换热器，提高了换热效率：

相变换热器是运用物质相变的过程，将高、中、低温烟气热量最大化吸收转化传递换热，达到降低高温烟气并安全高效回收利用的新型换热器。

每台设备根据烟气温度、烟气量、烟气成分、烟道尺寸、进风、出水及引风机位置等因数综合考虑设计，回收高中低温烟气废热再利用

具有不会产生不凝性气体、不会使工作液体热物性恶化，使管壳材料腐蚀和溶解。

可同时加热冷水和冷风，也可关闭任何一方，还可以调整被加热的水和气体温度，属国内首创。

换热器的控制系统安装节能效益实时测算显示系统，可以根据实时烟气温度及冷介质温差测算显示节能效益，并具有远传功能，不用达到现场便可观察到节能数据。

节能效益高，在保证受热面不受低温腐蚀的情况下，相变换换热器可将排烟温度降到更低，当排烟温度降低至115度时，相变换换热器的节能效果更显著。

2、本发明通过相变换热器回收尾气中的热能，生产蒸汽，提高了余热利用率，降低了装置能耗。

3、本发明运用文丘里吸收塔烟气脱硫技术,其主要特点是系统压损较小、脱硫效率高、设备可利用率高、自动化程度高、所需运行维护人员少、单位能耗较低.

4、通过碱液吸收的方式高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。

5、采用文丘里碱液吸收塔，与单纯使用普通的碱液吸收塔相比提高了脱硫效果15％以上。

6、本发明工艺简单，与同类型的酸性气处理系统相比，减少了吸附塔，投资少，运行费用成本低。

具体实施例：

如图1所示，酸性尾气为石油化工、煤化工生产装置排放的含氯、硫的中高温废气，其中氯化氢含量为0.3-0.5v％，二氧化硫含量为0.03-0.04v％，氯气含量为0.05-0.08v％。热介质含氯、硫尾气经相变换热器E-1换热到80度后从文丘里碱液吸收塔2的塔顶进入，冷介质软化水经换热后生成0.4MPa蒸汽送出装置或为装置内仪表用气。

碱液泵P-1将质量分数为12％的NaOH水溶液由碱液池V-4抽出与碱洗涤液循环泵P-2输送的碱液吸收塔T-2底部的含有亚硫酸钠和氯化钠的液体混合送入文丘里碱液吸收塔顶部的喷淋器内，碱洗涤液循环泵P-3将碱液吸收塔底部的含有亚硫酸钠和氯化钠的液体(稀碱液)送入到经过文丘里管喷出的气液混合体的下部喷淋器内，于是重酸性气与塔中部喷淋的稀碱液和塔顶喷淋的浓碱液依次逆流接触，尾气中的酸性气与碱液反应生成盐，降至塔底。

工艺水泵P-5将工艺洁净水送至水洗塔T-3脱雾器上部的喷淋器内；塔底的水洗涤液循环泵P-4将塔底稀碱液送至水洗塔中部填料(所述填料优选为石墨拉西环填料)上方的喷淋器内，工艺水泵P-5将水箱V-5内的水送到水洗塔脱雾器上方的喷淋器。

从碱液吸收塔底来的气体从水洗塔底部由下往上依次经填料段-喷淋和脱雾器-喷淋后由水洗塔T-3塔顶排出，经检测由水洗塔T-3塔顶排出的气体中氯化氢含量≤0.86ppm，二氧化硫含量≤0.9ppm，氯气含量为≤0.9ppm。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种石油化工酸性尾气处理系统，其特征在于，包括换热器、碱液吸收塔、水洗塔、碱液池、碱液泵、碱洗涤液循环泵、水洗涤液循环泵、工艺水泵和水箱；

所述碱液吸收塔与水洗塔的下部相连，所述碱液吸收塔的底部设有碱洗涤液储存区，所述水洗塔的底部设有水洗涤液存储区，所述碱洗涤液储存区低于所述水洗涤液存储区，且所述水洗涤液存储区设有朝向所述碱洗涤液储存区的溢流口；

所述碱洗涤液储存区通过所述碱洗涤液循环泵与所述碱液吸收塔相连构成循环回路，所述水洗涤液存储区通过水洗涤液循环泵与水洗塔相连构成循环回路；

所述碱液池通过所述碱液泵与所述碱液吸收塔相连，所述水箱通过所述工艺水泵与所述换热器、碱液吸收塔、水洗塔分别相连。

2.根据权利要求1所述的石油化工酸性尾气处理系统，其特征在于，所述碱液吸收塔为文丘里吸收塔，其上部设置有文丘里管。

3.根据权利要求2所述的石油化工酸性尾气处理系统，其特征在于，所述水洗塔为填料塔，所述水洗塔中段设置2-3段填料段，所述水洗塔上段设置脱雾器，所述脱雾器上部设置喷淋器。

4.根据权利要求3所述的石油化工酸性尾气处理系统，其特征在于，所述碱洗涤液储存区设有箱型碱洗涤液受液盘，所述水洗涤液存储区设有箱型水洗涤液受液盘。

5.根据权利要求4所述的石油化工酸性尾气处理系统，其特征在于，所述换热器为相变式换热器，冷介质为空气、热介质为酸性尾气。

6.根据权利要求5所述的石油化工酸性尾气处理系统，其特征在于，所述碱液池中的碱液按照3％量补充氢氧化钠。

7.根据权利要求6所述的石油化工酸性尾气处理系统，其特征在于，所述箱型碱洗涤液受液盘内的溶液按照30％的亚硫酸钠与氯化钠混合液量排出。