CN109945213B - 一种焦油氨水分离区域VOCs的废气处理装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种焦油氨水分离区域VOCs的废气处理装置及其使用方法，包括设于物料储槽上的放散管、一端与放散管中部开口相连接的第一废气输送管道、第一废气输送管道另一端与引风机进气端相连接，引风机的出气端通过第二废气输送管道与管式炉的若干个燃烧器相连接，第一废气输送管道通过由若干个第一管道通过法兰连接的方式组成，第一管道每段长度为3‑5米，第二废气输送管道通过由若干个第二管道通过法兰连接的方式组成，第二管道每段长度为3‑5米。通过充分利用焦化厂现有设备管式炉作为废气治理的设备，使用企业原有的生产设备进行废气的治理，因此无需购置新的废气净化环保设备，从而减少了设备投资和运行成本费用，并且节约了治理设备的用地成本。

Description

一种焦油氨水分离区域VOCs的废气处理装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及VOCs废气处理领域，尤其是指一种焦油氨水分离区域VOCs的废气处理装置及其使用方法。

背景技术

目前我国对焦化行业环保要求越来越高，因而对煤气净化装置贮槽排放的有机废气的治理也提出了更高的要求。目前我国有机废气的治理工艺主要有：冷凝回收法、液体吸收法、膜分离法、直接燃烧法、催化燃烧法、吸附法、吸附-催化燃烧法等。

中国发明专利（申请号201810399234.6，公开号：CN108392930A）披露了一种VOC有机废气处理设备包括：除雾塔、喷淋塔、等离子净化装置；喷淋塔设置在除雾塔的一侧，且喷淋塔与除雾塔通过第一连接管道相连接；过滤装置设置在喷淋塔的一侧，且过滤装置与喷淋塔通过第二连接管道相连接；等离子净化装置设置在过滤装置的一侧，且离子净化装置与过滤装置通过管道及法兰相连接；风机设置在等离子净化装置的一侧，且风机与等离子净化装置通过管道及法兰相连接；通过结构上的改进，该装置具有处理效果好、效率高、设备不易损坏且有效降低了潜在威胁、运维成本低等优点。

中国发明专利（申请号201810682503.X，公开号：CN108800171A）披露了一种焦化厂VOCs燃烧处理系统，包括控制模块以及通过管道顺序连接的废气采集模块、废气输送模块和废气处理模块；所述废气处理模块包括两个废气处理单元，每个废气处理单元均包括混合器和焦炉，经废气输送模块输送来的废气被平均分配到两个废气处理单元，进入每个废气处理单元的废气在混合器内与来自焦炉总烟道的烟气混合后经废气开闭器进入焦炉进行燃烧。本发明采用将VOCs与焦炉烟气、助燃空气混合的方式降低VOCs的原有浓度，稀释之后的VOCs可以在焦炉中安全的燃烧，从而安全、高效、彻底的把焦化VOCs处理干净，可最大程度上降低VOCs对环境的污染，符合《炼焦化学工业污染物排放标准》GB16171-2012的规定

就目前而言VOCs废气治理主要存在的问题有：有机废气的治理使用废气净化设备多、投资费用高、占地面积大、操作复杂、运行成本高，各物料储槽排出的废气中含有较多的萘，萘遇冷容易发生凝华现象，即从气态直接变成固态。废气在收集输送过程中，萘会在管道内凝结，造成管道内径变小，导致废气输送阻力增大，影响到废气的收集处理。

发明内容

本发明提供一种焦油氨水分离区域VOCs的废气处理装置及其使用方法，其主要目的在于克服现有焦油氨水分离区域VOCs废气的处理过程中需要购置大量净化设备生产成本高的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种焦油氨水分离区域VOCs的废气处理装置，包括设于物料储槽上的放散管、一端与所述放散管中部开口相连接的第一废气输送管道、所述第一废气输送管道另一端与引风机进气端相连接，所述引风机的出气端通过第二废气输送管道与管式炉的若干个燃烧器相连接，所述第一废气输送管道与所述放散管的连接处设置有第一风门及压力表，通过调节第一风门开度的方式来控制所述放散管管口的吸力，使得第一废气输送管道内的气体流向引风机的进气端，所述第一废气输送管道通过由若干个第一管道通过法兰连接的方式组成，所述第一管道每段长度为3-5米，所述第二废气输送管道通过由若干个第二管道通过法兰连接的方式组成，所述第二管道每段长度为3-5米。

进一步的，所述物料储槽包括焦油氨水分离槽、剩余氨水槽、机械化刮渣槽及焦油中间槽。

进一步的，所述第二废气输送管道还包括若干条废气支管，每条所述废气支管与相对应的所述燃烧器相连接，所述第二管道与所述燃烧器之间通过所述废气支管相连接，每条废气支管上分别设置有第二风门，通过所述第二风门调节每条废气支管的废气流量，使得进入管式炉燃烧器的废气分配均衡。

进一步的，所述废气支管上设有若干个用于排出废气支管内蒸汽冷凝水的第二排水阀。

进一步的，所述第二管道上设置有泄爆阀，用于应急情况下进行泄压操作。

进一步的，在引风机与所述第一废气输送管道之间通过一进口管相连接，所述进口管上设置有用于排出蒸汽冷凝水的第一排水阀。

一种焦油氨水分离区域VOCs废气处理装置的使用方法，包括

放散管吸力平衡操作：引风机启动运行之后，通过调节第一废气输送管道上的第一风门，使压力表显示的压力在-50- -100Pa的范围内，压力高于-50Pa时开启第一风门，增大第一风门开启度，压力低于-100Pa时关小第一风门，第一风门的开度大小以放散管管口不冒气为准，按照以上操作，逐个调节物料储槽与第一废气输送管道之间的第一风门，使各放散管口排放的废气全部收集下来，使得所述放散管管口不冒气；

变频器的操作：在DCS操作控制系统电脑上，设置引风机变频器的开度百分比及调节操作界面，通过调节变频器开度来调节引风机的转速，以达到调节废气输送流量的目的，焦油氨水分离区域VOCs的废气处理装置投用初期，将变频器开度调节至30%，若放散口有废气排出，则按照每次10%的幅度逐步增大变频器开度，直至放散口不冒气为止（变频器最大开度为100%）；

排冷凝水的操作：将引风机进口管上的第一排水阀保持在三分之一的开度连续排水，废气支管的第二排水阀采取定时排水的方式，每间隔8小时排放一次，排放操作时，逐一打开每条废气支管的第二排水阀，待排水管口无水流出后关闭第二排水阀；

进入管式炉废气的分配操作：观察管式炉内燃烧器的燃烧火焰情况，若火焰出现大幅摆动或严重偏离煤气喷嘴，则须关小进入相对应燃烧器的第二风门，按照以上方法继续观察和调节，直到火焰恢复稳定状态，采取同样的方法，调节其它废气支管上的第二风门，确保所有燃烧器的火焰都处于稳定状态；

第一废气输送管道内萘的清理操作：当引风机变频器开度已达80%以上，仍然有废气从放散管逸出，需对第一管道进行清洁，具体清理操作如下：

步骤一，操作人员操作引风机停机按钮，停止引风机；

步骤二，卸开第一管道两端法兰上的紧固螺栓，人工将第一管道内壁粘附的杂质铲除；

步骤三，按照步骤二的方法对第一废气输送管道内的各段第一管道逐一进行清理；

步骤四，全部第一管道清理完成后，将各段第一管道安装到原位，锁紧各处法兰上的紧固螺栓；

步骤五，启动引风机，恢复正常运行。

和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:

1、本发明结构简单、实用性强，通过充分利用焦化厂现有设备管式炉作为废气治理的设备，使用企业原有的生产设备进行废气的治理，因此无需购置新的废气净化环保设备，从而减少了设备投资和运行成本费用，并且节约了治理设备的用地成本。

2、在本发明中，通过第一废气输送管道、第二废气输送管道采用分段式法兰连接便于拆卸清理，解决了传统工艺中管道堵塞后无法清理的问题。

3、在本发明中，通过在引风机的进口管上设置第一排水阀，能够有效的排出管道内的蒸汽冷凝水，确保废气能够充分收集和有效分配。

4、在本发明中，通过在废气进入管式炉前的第二管道上设置泄爆阀，提高了装置运行的安全性。

5、在本发明中，通过在放散管的中部开口连接第一废气输送管道的方式，使得放散管仍然与大气连通，不改变各物料储槽的内部压力平衡，不影响各物料储槽的正常运行。

附图说明

图1为本发明的结构示意图（图中箭头为气体流动方向）。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

一种焦油氨水分离区域VOCs的废气处理装置，包括设于物料储槽2上的放散管1、一端与所述放散管1中部开口相连接的第一废气输送管道5、所述第一废气输送管道5另一端与引风机19进气端相连接，所述引风机19的出气端通过第二废气输送管道6与管式炉4的若干个燃烧器46相连接，所述第一废气输送管道5与所述放散管1的连接处设置有第一风门171及压力表31，通过调节第一风门171开度的方式来控制所述放散管1管口的吸力，使得第一废气输送管道5内的气体流向引风机19的进气端，所述第一废气输送管道5通过由若干个第一管道15通过法兰16连接的方式组成，所述第一管道15每段长度为3-5米，所述第二废气输送管道6通过由若干个第二管道61通过法兰16连接的方式组成，所述第二管道61每段长度为3-5米。所述第一管道长度优选为3米，所述第二管道长度优选为3米。

通过第一废气输送管道、第二废气输送管道采用分段式法兰连接便于拆卸清理，解决了传统工艺中管道堵塞后无法清理的问题。

通过在放散管的中部开口连接第一废气输送管道的方式，使得放散管仍然与大气连通，不改变各物料储槽的内部压力平衡，不影响各物料储槽的正常运行。

所述物料储槽2包括焦油氨水分离槽12、剩余氨水槽11、机械化刮渣槽13及焦油中间槽14。

参照图1，上述一种焦油氨水分离区域VOCs的废气处理装置，所述第二废气输送管道6还包括若干条废气支管62，每条所述废气支管62与相对应的所述燃烧器46相连接，所述第二管道61与所述燃烧器46之间通过所述废气支管62相连接，每条废气支管62上分别设置有第二风门45，通过所述第二风门45调节每条废气支管62的废气流量，使得入管式炉4燃烧器46的废气分配均衡。

所述第二管道61上设置有泄爆阀43，用于应急情况下进行泄压操作

通过在废气进入管式炉前的第二管道上设置泄爆阀，提高了装置运行的安全性。泄爆阀型号优选为XB-42,DN300。

参照图1，上述一种焦油氨水分离区域VOCs的废气处理装置，在引风机19与所述第一废气输送管道5之间通过一进口管191相连接，所述进口管191上设置有用于排出蒸汽冷凝水的第一排水阀18。

通过在引风机的进口管上设置第一排水阀，能够有效的排出管道内的蒸汽冷凝水，确保废气能够充分收集和有效分配。

所述废气支管62上设有若干个用于排出废气支管62内蒸汽冷凝水的第二排水阀44。

所述第二管道61上设有一用于检测废气输送流量的流量计42，引风机19通过一变频器控制，所述变频器接入企业原有的DCS操作控制系统，根据放散管1的废气排放状况，在DCS控制系统上，通过变频器调节风机转速来达到调节风量的目的，以确保废气能够全部收集下来。变频器型号优选为GD200-7R5G/011P-4。

所述第二管道61上设置有快速切断阀41，所述快速切断阀41与引风机19的运行状态联锁，一旦引风机19因停电或故障停机，快速切断阀41自动关闭，立即切断进入管式炉4的废气，以确保装置的安全运行。快速切断阀41与引风机19的运行状态联锁，快速切断阀型号优选为FBCVC303-16C,DN300，其电路连接结构在化工行业中是常见安全保护技术视为现有技术，在此不再赘述。焦氨区域各物料储槽2放散管1排放的尾气中主要含有水蒸汽、氨气、萘和部分挥发性有机物，将各放散管1排放的尾气及一部分空气通过管道收集后由引风机19送入粗苯蒸馏系统管式炉4底部燃烧器46，作为煤气燃烧的空气来源，尾气中的各种污染物质进入管式炉4内经过焚烧处理后从烟囱排放。

一种焦油氨水分离区域VOCs废气处理装置的使用方法，包括以下操作方法：

1、放散管1吸力平衡操作：引风机19启动运行之后，操作人员观察第一废气输送管道5与放散管1之间的压力表31，通过调节废气输送管道上的第一风门171，使压力表显示的压力在-50- -100Pa的范围内，压力高于-50Pa时开启第一风门171，增大第一风门171开启度，压力低于-100Pa时关小第一风门171，第一风门171的开度大小以放散管1管口不冒气为准，按照以上操作，逐个调节各物料储槽2与第一废气输送管道5之间的第一风门171，使各放散管1排放的废气全部收集下来，使得放散管1管口不冒气。

2、变频器的操作：在DCS操作控制系统电脑上，设置了引风机19变频器的开度百分比及调节操作界面，通过调节变频器开度来调节引风机19的转速，以达到调节废气输送流量的目的。在化工行业中通过DCS操作系统控制引风机19变频器其电路连接结构为现有技术，在此不再赘述。

焦油氨水分离区域VOCs的废气处理装置投用初期，将变频器开度调节至30%，观察各物料储槽2放散管废气排放状况，若放散管1管口有废气排出，则按照每次10%的幅度逐步增大变频器开度，直至放散管1管口不冒气为止（变频器最大开度为100%）。

焦油氨水分离区域VOCs的废气处理装置投用一段时间之后，由于管道内萘的沉积，管道输送阻力增大，废气收集能力减弱，此时需要增大变频器的开度，以放散管管口不冒气为准。

3、排冷凝水的操作：焦油氨水分离区域各物料储槽2内液体温度为74-82℃，各放散管1排出的废气中都含有大量的蒸汽，蒸汽在废气收集输送过程中会冷凝变成冷凝水，冷凝水过多会影响废气的正常输送。因此，在引风机19的进口管191及废气支管62上分别设置了第一排水阀18及第二排水阀44，用于排出第一废气输送管道和第二废气输送管道内的蒸汽冷凝水。

（1）引风机19进口管191的第一排水阀18操作：

引风机19进口管191冷凝水较多，须要连续排放，将引风机19进口管191上的第一排水阀18保持在三分之一的开度连续排水。

（2）进管式炉4的废气支管62上的第二排水阀44操作：

废气支管62冷凝水较少，第二排水阀44采取定时排水的方式，每间隔8小时排放一次，排放操作时，逐一打开每条废气支管62的第二排水阀44，待排水管口无水流出后关闭第二排水阀44。

4、进入管式炉4废气的分配操作：为了防止进入管式炉4各个燃烧器46的废气量不均衡，出现跑偏现象，在进入管式炉4的每条废气支管62上设置了第二风门45，通过第二风门45调节各废气支管62内的废气流量，防止局部流量过大影响管式炉4的正常运行。

具体操作如下：操作人员观察管式炉4内燃烧器46的燃烧火焰情况，若火焰出现大幅摆动或严重偏离煤气喷嘴，则须适度关小进入相对应燃烧器46的第二风门45，按照以上方法继续观察和调节，直到火焰恢复稳定状态，采取同样的方法，调节其它废气支管62上的第二风门45，确保所有燃烧器46的火焰都处于稳定状态。

5、第一废气输送管道5内萘的清理操作：各物料储槽2排出的废气中含有较多的萘，萘遇冷容易发生凝华现象，即从气态直接变成固态。废气在收集输送过程中，萘会在管道内凝结，造成管道内径变小，导致废气输送阻力增大，影响到废气的收集处理，当发现废气输送不畅时，须要停机清理管道内的沉积物。例如，引风机19变频器开度已达80%以上，仍然有较多的废气从放散管1逸出，具体清理操作如下：

步骤一，操作人员操作引风机19停机按钮，停止引风机19；

步骤二，卸开第一管道15两端法兰16上的紧固螺栓，人工将第一管道15内壁粘附的杂质铲除；

步骤三，按照步骤二的方法对第一废气输送管道5内的各段第一管道15逐一进行清理；

步骤四，全部第一管道15清理完成后，将各段第一管道15安装到原位，锁紧各处法兰16上的紧固螺栓；

步骤五，启动引风机19，恢复正常运行。

本发明结构简单、实用性强，通过充分利用焦化厂现有设备管式炉作为废气治理的设备，使用企业原有的生产设备进行废气的治理，因此无需购置新的废气净化环保设备，从而减少了设备投资和运行成本费用，并且节约了治理设备的用地成本。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (4)

1.一种焦油氨水分离区域VOCs的废气处理装置，其特征在于：包括设于物料储槽上的放散管、一端与所述放散管中部开口相连接的第一废气输送管道、所述第一废气输送管道另一端与引风机进气端相连接，所述引风机的出气端通过第二废气输送管道与管式炉的若干个燃烧器相连接，所述第一废气输送管道与所述放散管的连接处设置有第一风门及压力表，通过调节第一风门开度的方式来控制所述放散管管口的吸力，使得第一废气输送管道内的气体流向引风机的进气端，所述第一废气输送管道通过由若干个第一管道通过法兰连接的方式组成，所述第一管道每段长度为3-5米，所述第二废气输送管道通过由若干个第二管道通过法兰连接的方式组成，所述第二管道每段长度为3-5米；所述物料储槽包括焦油氨水分离槽、剩余氨水槽、机械化刮渣槽及焦油中间槽；所述第二废气输送管道还包括若干条废气支管，每条所述废气支管与相对应的所述燃烧器相连接，所述第二管道与所述燃烧器之间通过所述废气支管相连接，每条废气支管上分别设置有第二风门，通过所述第二风门调节每条废气支管的废气流量，使得进入管式炉燃烧器的废气分配均衡；在引风机与所述第一废气输送管道之间通过一进口管相连接，所述进口管上设置有用于排出蒸汽冷凝水的第一排水阀。

2.如权利要求1所述一种焦油氨水分离区域VOCs的废气处理装置，其特征在于：所述废气支管上设有若干个用于排出废气支管内蒸汽冷凝水的第二排水阀。

3.如权利要求1所述一种焦油氨水分离区域VOCs的废气处理装置，其特征在于：所述第二管道上设置有泄爆阀，用于应急情况下进行泄压操作。

4.如权利要求2所述的一种焦油氨水分离区域VOCs废气处理装置的使用方法，其特征在于：包括

放散管吸力平衡操作：引风机启动运行之后，通过调节第一废气输送管道上的第一风门，使压力表显示的压力在-50- -100Pa的范围内，压力高于-50Pa时开启第一风门，增大第一风门开启度，压力低于-100Pa时关小第一风门，第一风门的开度大小以放散管管口不冒气为准，按照以上操作，逐个调节物料储槽与第一废气输送管道之间的第一风门，使各放散管口排放的废气全部收集下来，使得所述放散管管口不冒气；

变频器的操作：在DCS操作控制系统电脑上，设置引风机变频器的开度百分比及调节操作界面，通过调节变频器开度来调节引风机的转速，以达到调节废气输送流量的目的，焦油氨水分离区域VOCs的废气处理装置投用初期，将变频器开度调节至30%，若放散口有废气排出，则按照每次10%的幅度逐步增大变频器开度，直至放散口不冒气为止，变频器最大开度为100%；

排冷凝水的操作：将引风机进口管上的第一排水阀保持在三分之一的开度连续排水，废气支管的第二排水阀采取定时排水的方式，每间隔8小时排放一次，排放操作时，逐一打开每条废气支管的第二排水阀，待排水管口无水流出后关闭第二排水阀；

进入管式炉废气的分配操作：观察管式炉内燃烧器的燃烧火焰情况，若火焰出现大幅摆动或严重偏离煤气喷嘴，则须关小进入相对应燃烧器的第二风门，按照以上方法继续观察和调节，直到火焰恢复稳定状态，采取同样的方法，调节其它废气支管上的第二风门，确保所有燃烧器的火焰都处于稳定状态；

第一废气输送管道内萘的清理操作：当引风机变频器开度已达80%以上，仍然有废气从放散管逸出，需对第一管道进行清洁，具体清理操作如下：

步骤一，操作人员操作引风机停机按钮，停止引风机；

步骤二，卸开第一管道两端法兰上的紧固螺栓，人工将第一管道内壁粘附的杂质铲除；

步骤三，按照步骤二的方法对第一废气输送管道内的各段第一管道逐一进行清理；

步骤四，全部第一管道清理完成后，将各段第一管道安装到原位，锁紧各处法兰上的紧固螺栓；

步骤五，启动引风机，恢复正常运行。