CN107970754A - 一种电石炉尾气的再利用装置及再利用方法 - Google Patents

一种电石炉尾气的再利用装置及再利用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电石炉尾气的再利用装置及再利用方法，所述电石炉尾气的再利用装置包括通过管道依次相连的除尘装置、加压装置、脱硫装置和EDC裂解装置。所述电石炉尾气的再利用方法依次包括除尘工序、加压工序、脱硫工序和燃烧工序。本发明中电石炉尾气的再利用装置及再利用方法公开了对电石炉尾气实现再利用的新工艺，对电石炉尾气中的粉尘颗粒物以及硫化物实现了有效脱除，并使经前期处理后的尾气作为EDC裂解的燃料，实现对于电石炉尾气的充分回收和综合利用，从而解决了对于电石炉尾气的污染治理和能源的回收利用的问题，丰富电石炉尾气的下游产品结构，并产生巨大的经济效益和社会效益，促进电石行业节能降耗和健康发展。

Description

一种电石炉尾气的再利用装置及再利用方法
技术领域
本发明涉及尾气净化的技术领域，具体涉及一种电石炉尾气的净化装置及净化工艺。
背景技术
电石作为重要的基础化工产品，随着PVC行业的迅速发展和电石新用途的出现，自19世纪末诞生工业化生产以来，电石炉由落后的开放炉、内燃炉向大型密闭电石炉转变，容量由几百千瓦向几万千瓦升级，单台炉的年产量由几百吨发展到十几万吨。近几年，随着国家对环境保护的日益重视和电石行业结构调整的加快，行业总体水平提升，企业规模日益扩大，电石炉尾气量急剧增加，2014年新修订的《电石行业准入条件(2014年修订)》要求电石炉尾气必须100％回收和综合利用，探索充分回收和综合利用电石炉尾气的新方法、新工艺，向下延伸产业链，丰富电石炉尾气下游产品结构，实现污染治理和能源回收利用、促进电石行业节能降耗和健康发展成为企业当前面临的重要课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电石炉尾气的再利用装置，用于解决现有的电石炉尾气还不能实现100％的回收和综合利用，从而导致能源浪费和环境污染的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电石炉尾气的再利用装置，包括除尘装置、加压装置、脱硫装置和EDC裂解装置，所述除尘装置、加压装置、脱硫装置和EDC裂解装置通过管道依次相连。
优选地，所述加压装置包括通过管道依次相连的燃气气柜、压缩机和分离器。
优选地，所述加压装置还包括报警器，所述报警器与所述燃气气柜和所述压缩机呈连锁设置。
优选地，所述脱硫装置包括通过管道依次相连的第一气体加热器、粗脱硫塔、第二气体加热器、水解炉、冷却器和精脱硫塔。
优选地，所述粗脱硫塔和所述精脱硫塔中填装有活性炭。
优选地，所述第一气体加热器和所述第二气体加热器均为同一个气气换热器。
相比于现有技术，本发明所述的电石炉尾气的再利用装置具有以下优势：本发明采用电石炉尾气的再利用装置对电石炉尾气实现前期处理和再利用，电石炉尾气中的粉尘等固液杂质以及硫化物能实现有效脱除，并使经前期处理后的尾气作为EDC裂解的燃料，实现对于电石炉尾气的充分回收和综合利用，从而解决了对于电石炉尾气的污染治理和能源的回收利用的问题，丰富电石炉尾气的下游产品结构，并产生巨大的经济效益和社会效益，促进电石行业节能降耗和健康发展。
本发明尤其适用于电石乙炔法和乙烯法联合生产PVC的工艺中，能有效降低生产成本，提高经济效益。
本发明的另一目的在于提出一种电石炉尾气的再利用方法，用于解决现有的电石炉尾气还无法实现综合利用，从而导致能源浪费和环境污染的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电石炉尾气的再利用方法，包括如下步骤：
步骤S1：除尘
将电石炉尾气输入除尘装置，以去除电石炉尾气中的固液杂质，得除尘尾气；
步骤S2：加压
对除尘尾气实现加压，输出加压尾气；
步骤S3：脱硫
脱除加压尾气中的H2S和COS，得到脱硫尾气；
步骤S4：燃烧
将脱硫尾气经增压风机送至EDC裂解炉中作为燃料提供热量。
优选地，所述步骤S2加压工序包括如下步骤：
步骤S21：除尘尾气输送到燃气气柜中，以实现稳压；
步骤S22：稳压后的气体进入压缩机中，以实现加压；
步骤S23：加压后的气体进入分离器，以分离杂质，得到加压尾气。
优选地，所述步骤S3脱硫工序包括如下步骤：
步骤S31：将加压气体加热至40～45℃后，使其进入填有活性炭的粗脱硫塔中，以脱除加压气体中的H2S，得初次脱硫气体；
步骤S32：将初次脱硫气体加热至50～120℃后，并对其水解，以将初次脱硫气体中的COS转化为H2S，得二次脱硫气体；
步骤S33：对二次脱硫气体进行冷却，使其进入填有活性炭的精脱硫塔中，以去除二次脱硫气体中的H2S，得最终脱硫尾气。
优选地，所述步骤S3脱硫工序中，所述脱硫尾气中的COS+H2S≤1ppm。
相比于现有技术，本发明所述的电石炉尾气的再利用方法具有以下优势：所述电石炉尾气的再利用方法相对于现有技术所具有的优势与上述电石炉尾气的再利用装置相对于现有技术所具有的优势相同，故在此不再赘述。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
图1示出了本发明一种优选实施方式的电石炉尾气的再利用装置的结构示意图；
图2示出了本发明一种优选实施例方式的电石炉尾气的再利用方法的结构示意图。
附图说明：
1-除尘装置， 2-加压装置，
21-燃气气柜， 22-压缩机，
23-分离器， 24-报警器，
3-脱硫装置， 31-第一气体加热器，
32-粗脱硫塔， 33-第二气体加热器，
34-水解炉， 35-冷却器，
36-精脱硫塔， 4-EDC裂解装置。
具体实施方式
本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明具体实施方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本实施例提供一种电石炉尾气的再利用装置，包括除尘装置1、加压装置2、脱硫装置3和EDC裂解装置4，上述除尘装置1、加压装置2、脱硫装置3和EDC裂解装置4通过管道依次相连。
电石炉尾气的主要成分为CO、CO2、H2、N2、CH4、H2S、COS、焦油等，其中CO为电石炉尾气中最主要的成分。在本实施例中，首先将电石炉尾气通入除尘装置1中，以去除电石炉尾气中大部分粉尘、焦油等固液杂质，得到除尘尾气，为了利于除尘尾气后期的长距离运输，将该除尘尾气在加压装置2中实现加压，得到加压尾气。为了避免后期处理后的电石炉尾气燃烧产生硫化物污染环境，将加压尾气输送到脱硫装置3实现脱硫，得到脱硫尾气，脱硫后的尾气可直接输送到EDC裂解装置4中作为燃料提供EDC裂解所需的热量。
本实施例提供了对于电石炉尾气的再利用装置，整条再利用管线成本较低，占地较少，通过本实施例对电石炉尾气中的粉尘颗粒物、焦油以及硫化物等均实现有效脱除，并使经前期处理后的尾气作为EDC裂解的燃料，实现对于电石炉尾气的充分回收和综合利用，从而解决了对于电石炉尾气的污染治理和能源回收利用的问题，丰富电石炉尾气的下游产品结构，并产生巨大的经济效益和社会效益，促进电石行业节能降耗和健康发展。
本实施例尤其适用于电石乙炔法和乙烯法联合生产PVC的工艺中，能有效降低生产成本，提高经济效益。
具体地，该加压装置2还包括通过管道依次相连的燃气气柜21、压缩机22和分离器23。
从电石炉出来的电石炉尾气在除尘系统除尘后由管道送至加压装置2，在加压装置2中，燃气气柜21用于贮存各种工业气体，同时也用于平衡气体需用量的不均匀性的一种容器设备。首先在燃气气柜21中对电石炉尾气进行稳压，然后通过压缩机22对其实现加压，加压后的尾气输送到分离器23实现进一步分离，从而分离出焦油、烟尘等机械杂质，最后输出加压气体。
本实施例采用上述加压装置2对除尘尾气实现加压处理，防止裂解炉运行不稳定而造成电石炉尾气用量频繁波动，同时补偿电石炉尾气长距离输送造成的压力损失。
为了保证电石炉尾气在加压装置2中的安全输送，压缩机22和燃气气柜21之间还设置有连锁报警器24。
当压缩机22或燃气气柜21出现故障时，在报警器24的作用下，燃气气柜21的出入口阀关闭，电石炉尾气通过电石生产装置内部的紧急烟囱燃烧排空。当然，为了提高本实施例的智能化，该报警器24可与控制系统连接，当控制系统接收到报警器24的信号时，直接实现关闭燃气气柜21的出入口以及开启电石装置紧急烟囱，减少人工投入，既能实现迅速监控又能较少成本。
进一步，该脱硫装置3包括通过管道依次连接的第一气体加热器31、粗脱硫塔32、第二气体加热器33、水解炉34、冷却器35和精脱硫塔36。
从加压装置2输出的加压气体首先经由第一气体加热器31实现加热，加热至40～45℃后，将加热后的气体输送到粗脱硫塔32中实现初步脱硫，粗脱硫塔32的内部装有活性炭，电石炉尾气内部的H2S在活性炭的作用下与少量的氧气发生氧化反应：H2S+1/2O2→S+H2O，从而将尾气中大部分的H2S氧化为S单质并吸附于粗脱硫塔32的活性炭中，以达到脱除电石炉尾气中H2S的目的。从粗脱硫塔32中输出的气体经由第二气体加热器33再次加热，加热至50～120℃后，再次加热后的气体输送到水解炉34中，发生如下反应：COS+H2O→H2S+CO2，从而将电石炉尾气中大部分的COS水解为H2S，水解反应后的气体经冷却器35再次冷却至40～45℃后，使其进入精脱硫塔36内，精脱硫塔36和粗脱硫塔32的脱硫原理相同，该精脱硫塔36内也设置有活性炭，通过精脱硫塔36将水解形成的H2S实现脱除。
通过上述脱硫装置3实现了对于原电石炉尾气中H2S和COS的脱除，从而防止电石炉尾气中所含的H2S和COS燃烧产生SO2污染环境。
优选地，为了减少装置的数量，减少其占地面积以及成本，上述第一气体加热器31和第二气体加热器33可为同一个气体加热器，该气体加热器优选为气气换热器。
脱硫后的气体经增压风机增压至裂解炉燃料入料压力后输送到EDC裂解炉内，作为EDC裂解炉中的燃料，为EDC裂解形成VCM和HCl提供高温环境。
具体地，本实施例中的裂解炉内包括有辐射段、对流段和烟囱，液体EDC首先进入对流段盘管的预热区，从对流段盘管出来，经外置气包汽化为气相，气相EDC通过对流段过热炉管进入辐射段，辐射段两侧炉墙上分别设置有若干烧嘴，烧嘴为自吸式，经前期处理后的电石炉尾气从烧嘴头部喷出，高速气流将周围空气(一次空气)吸入引射器内，电石炉尾气与空气在引射器内混合、扩散，流向烧嘴头部并以一定速度喷入炉膛燃烧，助燃二次空气靠炉膛负压吸入，裂解炉炉膛中央炉管中的精制EDC在两侧高温火焰的辐射、烟气的对流的作用下进行加热，从而使气相EDC裂解成VCM和HCl。
如图2所示，本发明还提供一种采用上述电石炉尾气再利用装置实现电石炉尾气再利用的方法，包括如下步骤：
步骤S1：除尘
将从电石炉输出的尾气进行除尘处理，从而去除电石炉尾气中大部分的烟尘、焦油等固液杂质，进而得到除尘尾气。
步骤S2：加压
对该除尘尾气实现加压，以增加除尘尾气的输送压力，进而得到加压尾气。
具体地，在步骤S2的加压工序中包括如下步骤：
步骤S21：将除尘尾气输送到燃气气柜21中，以实现对除尘尾气的稳压处理；
步骤S22：将稳压后的气体输送到压缩机22中，以实现对于气体的加压处理；
步骤S23：将加压后的气体进一步输送到分离器23中，以进一步实现固液杂质的分离，得到最终的加压尾气。
步骤S3：脱硫
脱除加压尾气中的H2S和COS，得到脱硫尾气。
具体地，该步骤S3的脱硫工序包括如下步骤：
步骤S31：将加压气体加热至40～45℃后，使其进入填有活性炭的脱硫塔中，以脱除加压气体中的H2S，得初次脱硫气体。
该步骤的原理为：H2S+1/2O2→S+H2O，在该步骤中采用活性炭对反应产物硫单质进行吸附。
步骤S32：将初次脱硫气体加热至50～120℃后，并对其水解，以将初次脱硫气体中的COS转化为H2S，得二次脱硫气体。
该步骤的原理为：COS+H2O→H2S+CO2。
步骤S33：对二次脱硫气体进行冷却，使其进入填有活性炭的精脱硫塔36中，以去除二次脱硫气体中的H2S，得最终脱硫尾气。
本步骤S33的原理与步骤S31的原理相同。
为了保证本实施例的脱硫工序中脱硫效果较为彻底，避免脱硫尾气在燃烧的过程中产生环境污染，所得到的最终脱硫尾气中COS+H2S≤1ppm。
步骤S4：燃烧
将脱硫尾气经增压风机送至EDC裂解炉中作为燃料为EDC的裂解提供热量。
本实施例所述的电石炉尾气的再利用方法对电石炉尾气的处理过程简单，且整条处理管线可实现完全自动化，经处理后的电石炉尾气将其作为EDC裂解炉的燃料，实现了对电石炉尾气的循环高效利用，节省能源，且经处理后的电石炉尾气再利用也不会造成环境污染，促进了电石行业的节能降耗和健康发展。
应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。

Claims (10)

1.一种电石炉尾气的再利用装置，其特征在于，包括除尘装置(1)、加压装置(2)、脱硫装置(3)和EDC裂解装置(4)，所述除尘装置(1)、加压装置(2)、脱硫装置(3)和EDC裂解装置(4)通过管道依次相连。
2.根据权利要求1所述的电石炉尾气的再利用装置，其特征在于，所述加压装置(2)包括通过管道依次相连的燃气气柜(21)、压缩机(22)和分离器(23)。
3.根据权利要求2所述的电石炉尾气的再利用装置，其特征在于，所述加压装置(2)还包括报警器(24)，所述报警器(24)与所述燃气气柜(21)和所述压缩机(22)呈连锁设置。
4.根据权利要求1所述的电石炉尾气的再利用装置，其特征在于，所述脱硫装置(3)包括通过管道依次相连的第一气体加热器(31)、粗脱硫塔(32)、第二气体加热器(33)、水解炉(34)、冷却器(35)和精脱硫塔(36)。
5.根据权利要求4所述的电石炉尾气的再利用装置，其特征在于，所述粗脱硫塔(32)和所述精脱硫塔(36)中填装有活性炭。
6.根据权利要求4所述的电石炉尾气的再利用装置，其特征在于，所述第一气体加热器(31)和所述第二气体加热器(33)均为同一个气气换热器。
7.采用上述权利要求1～6中任意一项所述的电石炉尾气的再利用装置实现电石炉尾气的再利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：除尘
对电石炉尾气进行除尘，以去除电石炉尾气中的固液杂质，得除尘尾气；
步骤S2：加压
对除尘尾气实现加压，输出加压尾气；
步骤S3：脱硫
脱除加压尾气中的H2S和COS，得到脱硫尾气；
步骤S4：燃烧
将脱硫尾气经增压风机送至EDC裂解炉中作为燃料提供热量。
8.根据权利要求7所述的电石炉尾气的再利用方法，其特征在于，所述步骤S2加压工序包括如下步骤：
步骤S21：除尘尾气输送到燃气气柜(21)中，以实现稳压；
步骤S22：稳压后的气体进入压缩机(22)中，以实现加压；
步骤S23：加压后的气体进入分离器(23)中，以分离出固液杂质，得到加压尾气。
9.根据权利要求7所述的电石炉尾气的再利用方法，其特征在于，所述步骤S3脱硫工序包括如下步骤：
步骤S31：将加压气体加热至40～45℃后，使其进入填有活性炭的脱硫塔中，以脱除加压气体中的H2S，得初次脱硫气体；
步骤S32：将初次脱硫气体加热至50～120℃后，对其水解，以将初次脱硫气体中的COS转化为H2S，得二次脱硫气体；
步骤S33：对二次脱硫气体进行冷却，冷却至40～45℃后，使其进入填有活性炭的脱硫塔中，以去除二次脱硫气体中的H2S，得最终脱硫尾气。
10.根据权利要求7所述的电石炉尾气的再利用方法，其特征在于，所述步骤S3脱硫工序中，所述脱硫尾气中的COS+H2S≤1ppm。
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