CN111174221B - 多区域逸散气治理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多区域逸散气治理系统。用于处理焦化厂的多个化学品生产区产生的逸散气，每一所述化学品生产区设有一逸散气收集主管道，所述多区域逸散气治理系统包括多个气体收集管路、多个压力调节装置、气体处理管路以及气体燃烧装置，所述多个气体收集管路对应连接于多个所述逸散气收集主管道的出口，至少部分所述气体收集管路上设有阻力平衡器；多个所述压力调节装置对应设在多个所述逸散气收集主管道上；所述气体处理管路连接于所述气体收集管路的下游端，所述气体处理管路上设有风机；所述气体燃烧装置连接于所述气体处理管路的下游端。本发明通过压力调节装置和阻力平衡器结合，精准平衡各气体收集管路的压力，耗能减少且高效稳定。
Description
技术领域
本发明涉及煤焦化工及尾气处理技术领域，特别涉及一种多区域逸散气治理系统。
背景技术
焦化行业逸散气(VOCs)排放主要来源于化产间生产装置、罐区、各类储槽、装卸台等部位。逸散气中主要含有苯、萘、酚类、非甲烷总烃、苯并芘以及其它芳香族化合物，均属于挥发性有机物。逸散气如果直接排放到大气中不仅会严重污染环境，而且会严重影响现场操作人员身体健康。
目前国内外焦化行业治理逸散气体，通常采用化学洗涤、焚烧、煤气负压管道吸收、集中收集处理进入焦炉燃烧系统等。洗涤吸收加焦炉燃烧是将逸散气经过收集，再进入洗涤吸收设备处理之后，再输送到焦炉燃烧，净化效率高，去除率达99％以上。逸散气进焦炉燃烧，对其成分要求很高，即对进入焦炉部分的管路设计要求较高，才能确保焦炉加热系统运行稳定。
现有技术中，由于各化学品生产区的现场因素不同，如气源、输送距离差异，收集到风量也不同，且很难通过调节阀调节气体输送管道的压力来控制风量，往往在集中处理逸散气时，系统难以稳定运行，耗能增加。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种多区域逸散气治理系统，旨在解决焦化行业逸散气处理时稳定性差且耗能高的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种多区域逸散气治理系统，用于处理焦化厂的多个化学品生产区产生的逸散气体，每一所述化学品生产区设有一逸散气收集主管道，用于收集所述化学品生产区的逸散气体，所述多区域逸散气治理系统包括：
多个气体收集管路，对应连接于多个所述逸散气收集主管道的出口，每一所述气体收集管路上设有压力调节装置，至少部分所述气体收集管路上设有阻力平衡器；
多个压力调节装置，对应设在多个所述逸散气收集主管道上；
气体处理管路，连接于各所述气体收集管路的下游端，所述气体处理管路上设有风机；以及，
气体燃烧装置，连接于所述气体处理管路的下游端，用于燃烧所述逸散气体。
可选地，所述压力调节装置包括支管调节阀以及第一压力变送器，所述第一压力变送器与所述支管调节阀联锁设置；或者，
所述压力调节装置包括支管调节阀和气体缓冲罐，所述气体缓冲罐设有与所述支管调节阀联锁的第一压力变送器。
可选地，所述气体收集管路上设有横管冷却器，所述横管冷却器设在所述逸散气收集主管道上，且位于所述压力调节装置的上游。
可选地，所述气体处理管路上设有主管调节阀以及第二压力变送器，所述主管调节阀位于所述风机的上游，所述第二压力变送器与所述主管调节阀联锁设置。
可选地，所述多区域逸散气治理系统还包括排气支路，所述排气支路的一端与所述气体处理管路连通，另一端与外界连通；
所述排气支路在所述气体处理管路上的接入点位于所述风机与所述气体燃烧装置之间。
可选地，所述多区域逸散气治理系统还包括第一切断阀、第二切断阀以及气体分析仪，所述气体分析仪设在所述气体处理管路上且位于所述风机的上游，所述第一切断阀设在所述气体处理管路上且位于所述排气支路在所述气体处理管路上的接入点的下游，所述第二切断阀设在所述排气支路上。
可选地，所述气体处理管路上设有除雾填料塔，所述除雾填料塔位于所述主管调节阀与所述风机之间。
可选地，每一所述气体收集管路上设有阻火器；和/或，
所述气体处理管路上设有阻火器。
可选地，所述化学品生产区具有至少一个气源，每一所述气源通过逸散气分管连通所述逸散气收集主管道；
所述逸散气分管上设有气源调节阀，所述气源上设有与所述气源调节阀联锁的第三压力变送器。
可选地，所述多区域逸散气治理系统还包括呼吸支路，所述呼吸支路的一端与所述逸散气分管连通，另一端与外界连通；
所述呼吸支路在所述逸散气分管上的接入点位于所述气源与所述气源调节阀之间，所述呼吸支路上设有呼吸阀。
本发明提供的多区域逸散气治理系统，用于处理焦化厂的多个化学品生产区产生的逸散气。在本发明技术方案中，通过所述压力调节装置和所述阻力平衡器相互结合，精准平衡各所述气体收集管路的压力，减少阻力损失和风机耗能，使得整个系统高效节能且稳定地运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例，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相关的附图。
图1为本发明提供的多区域逸散气治理系统一实施例的工艺流程图。
图2为图1中鼓风区域的工艺流程图；
图3为图1中废气盘的结构示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，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。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
目前国内外焦化行业治理逸散气体，通常采用化学洗涤、焚烧、煤气负压管道吸收、集中收集处理进入焦炉燃烧系统等。洗涤吸收加焦炉燃烧是将逸散气经过收集，再进入洗涤吸收设备处理之后，再输送到焦炉燃烧，净化效率高，去除率达99％以上。逸散气进焦炉燃烧，对其成分要求很高，即对进入焦炉部分的管路设计要求较高，才能确保焦炉加热系统运行稳定。现有的治理工艺效率低且稳定性较差，为改善企业以及周边环境空气质量，从根本解决环境污染问题，急需一种安全有效的逸散气治理工艺来治理焦化行业产生的逸散气。鉴于此，本发明提出一种多区域逸散气治理系统，精准平衡各气体收集管路的压力，减少阻力损失和风机耗能，使得整个系统高效节能且稳定地运行。
本发明提出一种多区域逸散气治理系统，请参阅图1和图2，所述多区域逸散气治理系统100包括多个气体收集管路2、气体处理管路3以及气体燃烧装置，所述多个气体收集管路2对应连通于多个所述化学品生产区的逸散气收集主管道11，每一所述气体收集管路2上设有压力调节装置111，根据各所述气体收集管路2的管道阻力大小，在阻力小的所述气体收集管路2上设有阻力平衡器21，根据管道阻力计算公式，管路越短越粗，管道阻力越小，也可以全部在各所述气体收集管路2都加上所述阻力平衡器21；所述气体处理管路3连接于各所述气体收集管路2的下游端，所述气体处理管路3上设有风机35，所述风机35可采用变频调节，以结合所述压力调节装置111和所述阻力平衡器21精准调节管道压力，并控制各区域风量，确保系统稳定运行；所述气体燃烧装置连接于所述气体处理管路3的下游端，用于燃烧所述逸散气体。
本发明通过各所述气体收集管路2的所述压力调节装置111结合所述阻力平衡器21，精准平衡各气体收集管路2的压力，减少阻力损失和风机35耗能，使得整个系统高效节能且稳定地运行。
请参阅图1，某焦化厂主要有鼓风区域1a、粗苯区域1b、脱硫区域1c、硫铵区域1d这四类化学品生产区的逸散气，为便于理解，以这四种区域为实例说明方案的，在具体应用时还可以有更多种区域。请参阅图2，所述鼓风区域1a包括焦油类设备和氨水类设备，其逸散气气源114主要来自所述焦油类设备的焦油槽以及所述氨水类设备的循环氨水槽、机械澄清槽、冷凝液中间槽，各槽罐产生的逸散气进入到所述逸散气收集主管道11，再随蒸汽被输送到所述气体收集管路2，经所述风机35抽风，继而将逸散气汇集到所述气体处理管路3，并送入所述气体燃烧装置。
此外，所述粗苯区域1b的逸散气收集主管道主要来自苯产品槽、富油槽、洗油槽、地下槽、分离缸、装车收集装置(图中未示出)；所述脱硫区域1c主要是硫化氢气体和装包时的挥发性气体，主要来自反应槽、事故槽以及真空泵(图中未示出)；所述硫铵区域1d的逸散气收集主管道主要来自剩余氨水槽、结晶槽、满流槽、母液槽和离心机(图中未示出)。所述气体燃烧装置也即焦炉燃烧室(图中未示出)，逸散气被收集和预处理后进入原高炉煤气管道39，再通入所述焦炉燃烧室的废气盘4，进入所述焦炉燃烧室进行燃烧。
请参阅图1和图3，两个所述废气盘4均包括煤气坨41、废气坨42以及拉杆43、空气内侧入口44、空气外侧入口45以及烟道46，所述煤气坨41和所述废气坨42均通过链条和所述拉杆43连接。将所述原高炉煤气管道39上的开关打开后，逸散气从所述原高炉煤气管道39进入所述废气坨42下部的管道中，同时设定程序，让所述煤气坨41、所述空气内侧入口44以及所述空气外侧入口45同时打开，逸散气通过所述废气盘4与空气混合由所述烟道46进入蓄热室(图中未示出)，再通入所述焦炉燃烧室，同时所述废气坨42落下，将逸散气的入口与所述烟道46隔开。换向后，所述空气内侧入口44和所述空气外侧入口45关闭，所述废气砣42提起，排出废气。
请参阅图2，各区域的所述逸散气收集主管道11上均设有所述压力调节装置111，所述压力调节装置111包括支管调节阀1111和第一压力变送器1112a，所述第一压力变送器1112a与所述支管调节阀1111联锁设置，用于控制所述支管调节阀1111调节所述气体收集管路2的压力。优选地，所述逸散气收集主管道11上设有气体缓冲罐1112，所述第一压力变送器1112a设在所述气体缓冲罐1112上，以缓冲管道内的压力波动，使系统工作更平稳。优选地，各所述气体收集管路2通入蒸汽，所述蒸汽为烧锅炉产生的蒸汽，可起到疏通管道、辅助吹扫的作用，其中所述鼓风区域1a的气体收集管路2还使用了电伴热进行保温，进一步防止部分逸散气结晶、堵塞管路，相应地在管路上设置温度表进行监控。
优选地，所述鼓风区域1a的气体收集管路2上设有横管冷却器112，所述横管冷却器位于所述逸散气收集主管道11上，且在所述压力调节装置111的下游。所述鼓风区域1a的逸散气多含有较高浓度的萘，萘容易挥发堵塞管道，采用所述横管冷却器112可很好地除去挥发性萘、苯和酚类物质，所述粗苯区域1b的逸散气也包括大量低沸点的芳香烃，通过所述横管冷却器112冷却到30℃左右，可使该类气体通过结晶的方式去除，其他区域根据气体成分选择性地在管路中安装横管冷却器112。
请参阅图1，所述气体处理管路3上设有主管调节阀31，所述气体处理管路3上设有与所述主管调节阀31联锁控制的第二压力变送器32，用于控制所述主管调节阀31调节所述气体收集管路2的压力。
所述多区域逸散气治理系统100还包括排气支路37，所述排气支路37的一端与所述气体处理管路3连通，另一端与外界连通；所述排气支路37在所述气体处理管路3上的接入点位于所述风机35与所述气体燃烧装置之间，用于在爆炸性气体成分过高时，中断向所述气体燃烧装置输送逸散气，并通过所述排气支路37对逸散气进行疏散。
进一步地，所述多区域逸散气治理系统100还包括第一切断阀38、第二切断阀371以及气体分析仪34，所述气体分析仪34设在所述气体处理管路3上且位于所述风机35的上游，所述第一切断阀38设在所述气体处理管路3上且位于所述排气支路37在所述气体处理管路3上的接入点的下游，所述第二切断阀371设在所述排气支路37上，所述气体分析仪34与所述第一切断阀38和所述第二切断阀371联锁设置。正常状态下，所述第一切断阀38未切断，所述第二切断阀371切断，逸散气在所述气体处理管路3上被正常输送至所述气体燃烧装置。当所述气体处理管路3的气体分析仪34报警时(例如检测气体为苯、氨气、甲烷、氢气，设定每种组分报警线为其爆炸下限的20％)，通过联锁系统，所述第一切断阀38紧急切断，同时所述排气支路37上的所述第二切断阀371紧急开启，以防止发生危险。
优选地，各所述气体收集管路2也可以设置气体分析仪34，与所述气体处理管路3的气体分析仪(图中未示出)配合使用，以检测各所述气体收集管路2的爆炸性气体成分，再通过分区域操作情况判断故障区域并及时处理以恢复系统。
为除去逸散气中的水分，在所述气体处理管路3上设有除雾填料塔33，所述除雾填料塔33位于所述风机35的上游，所述除雾填料塔33的填料选择大块焦炭，不产生危险废弃物。所述除雾填料塔33可在在负压条件下将逸散气中的水份去除，防止进入所述气体燃烧装置时携带水份。
请参阅图1，每一所述气体收集管路2上设有第一阻火器22；所述气体处理管路3上设有第二阻火器36，阻火器的阻火元件具有许多细小通道，火焰通过时会变成若干细小火焰，并扩大细小火焰和管壁的接触面积，强化传热，使火焰温度降到着火点以下，从而阻止火焰蔓延。
请参阅图2，每一所述化学品生产区的逸散气收集主管道11连接多个气源114，也即图中的多个槽罐，各所述槽罐通过逸散气分管113对应连通所述逸散气收集主管道11，所述逸散气分管113上设有气源调节阀1131，各所述槽罐上设有与所述气源调节阀1131联锁的第三压力变送器1141，用于控制所述气源调节阀1131调节所述槽罐内的压力。
优选地，所述逸散气收集主管道11也可以设有第三阻火器115，主要设置在所述鼓风区域1a和所述粗苯区域1b，以确保安全稳定。
进一步地，所述逸散气分管113还设有呼吸支路1132，所述呼吸支路1132的一端与所述逸散气分管113连通，另一端与外界连通；所述呼吸支路1132在所述逸散气分管113上的接入点位于所述槽罐与所述气源调节阀1131之间，所述呼吸支路1132上设有呼吸阀1132a，所述呼吸阀1132a用于在所述槽罐的压力发生变化时，及时排出和吸入气体，以防止所述槽罐被高压或负压破坏。
由于逸散气在送入燃烧室燃烧时，需要与空气进行配比，因此对逸散气的成分要求很高，如有空气以及爆炸性气体，都会影响燃烧稳定进行；为防止逸散气在收集过程中进入空气，可将呼吸阀1132a设定一个阈值，这样在所述槽罐进出料导致压力变化时，通过所述气源调节阀1131远程调控所述槽罐的压力至微负压状态，即所述槽罐内压强略小于大气压，使得呼吸阀1132a不能打开，所述槽罐既不会吸入外界大气，也不会将内部逸散气大量排出，整个系统也得以稳定运行。例如，在本实施例中，所述槽罐在进料时，可以将呼吸阀1132a设定为+500Pa，所述槽罐在出料或逸散气抽走时，呼吸阀1132a设定为-500Pa，所述气源调节阀1131调控所述槽罐的微负压状态至-100Pa。这样，所述槽罐既不会被高压或负压破坏，同时也可使所述气源调节阀1131能够及时控制压力，确保呼吸阀1132a不能打开，逸散气中不会有空气，并且不会泄露。
此外，为进一步提高逸散气处理效率，所述脱硫区域1c在对应的所述压力调节装置111的上游设有碱洗槽116，所述碱洗槽116上设有文丘里管1161，槽内设有碳酸钠溶液，所述碱洗槽116连接有换热器1162，并将降温后的碳酸钠溶液循环到文丘里管1161以及所述碱洗槽116内，逸散气在经过文丘里管1161和所述碱洗槽116的双重洗涤，吸收掉其中的酸性气体，再由所述碱洗槽116进入到气体缓冲罐1112中。所述粗苯区域1b在对应的所述压力调节装置的上游设有清洗油槽(图中未示出)，原理同所述碱洗槽116类似，这里不再赘述。所述硫铵区域1d在对应的所述压力调节装置的上游设有水洗填料塔(图中未示出)，用于除去所述硫铵区域1d内逸散气中的氨气。
所述粗苯区域1b的粗苯产品槽、富油槽，其槽顶设置与呼吸阀1132a联锁控制的充氮系统，当出料时可能会导致槽内负压超过呼吸阀1132a阈值，此时所述充氮系统由气动调节阀打开氮气，及时向槽内冲入氮气，可以阻止空气进入苯类油槽内，当油槽压力达到呼吸阀1132a阈值时，气动调节阀及时关闭氮气阀，防止充入过量的氮气影响焦炉燃烧，且充入氮气可有效减少苯液的蒸发，确保苯槽罐的安全。
优选地，在本发明实施例中，采用DCS控制系统，可实时监测系统运行情况，操作方便，稳定可靠，所述DCS控制系统为化工行业常用技术。
综上所述，所述多区域逸散气治理系统100通过所述阻力平衡器21和所述压力调节装置111精准调节各所述气体收集管路2的压力，减小阻力损失，节约能耗，各所述气体收集管路2的风量达设计值，系统高效稳定运行；所述气源调节阀1131和呼吸阀1132a结合，可防止逸散气中进入空气，使得整体风量减小，并且与空气燃烧时纯度高，不影响焦炉加热体系。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种多区域逸散气治理系统，用于处理焦化厂的多个化学品生产区产生的逸散气体，每一所述化学品生产区设有一逸散气收集主管道，用于收集所述化学品生产区的逸散气体，其特征在于，包括：
多个气体收集管路，对应连接于多个所述逸散气收集主管道的出口，至少部分所述气体收集管路上设有阻力平衡器；
多个压力调节装置，对应设在多个所述逸散气收集主管道上；
气体处理管路，连接于各所述气体收集管路的下游端，所述气体处理管路上设有风机；以及，
气体燃烧装置，连接于所述气体处理管路的下游端，用于燃烧所述逸散气体；
其中，所述化学品生产区具有多个气源，每一所述气源通过逸散气分管连通所述逸散气收集主管道；所述逸散气分管上设有气源调节阀，所述气源上设有与所述气源调节阀联锁的第三压力变送器；
所述多区域逸散气治理系统还包括呼吸支路，所述呼吸支路的一端与所述逸散气分管连通，另一端与外界连通；
所述呼吸支路在所述逸散气分管上的接入点位于所述气源与所述气源调节阀之间，所述呼吸支路上设有呼吸阀，所述气源调节阀用以在所述气源进出料时，调控所述气源的压力保持微负压状态，以限制外界空气从所述呼吸阀进入所述气源；
所述压力调节装置包括支管调节阀和气体缓冲罐，所述气体缓冲罐设有与所述支管调节阀联锁的第一压力变送器。
2.如权利要求1所述的多区域逸散气治理系统，其特征在于，所述气体收集管路上设有横管冷却器，所述横管冷却器设在所述逸散气收集主管道上，且位于所述压力调节装置的上游。
3.如权利要求1所述的多区域逸散气治理系统，其特征在于，所述气体处理管路上设有主管调节阀以及第二压力变送器，所述主管调节阀位于所述风机的上游，所述第二压力变送器与所述主管调节阀联锁设置。
4.如权利要求1所述的多区域逸散气治理系统，其特征在于，所述多区域逸散气治理系统还包括排气支路，所述排气支路的一端与所述气体处理管路连通，另一端与外界连通；
所述排气支路在所述气体处理管路上的接入点位于所述风机与所述气体燃烧装置之间。
5.如权利要求4所述的多区域逸散气治理系统，其特征在于，所述多区域逸散气治理系统还包括第一切断阀、第二切断阀以及气体分析仪，所述气体分析仪设在所述气体处理管路上且位于所述风机的上游，所述第一切断阀设在所述气体处理管路上且位于所述排气支路在所述气体处理管路上的接入点的下游，所述第二切断阀设在所述排气支路上。
6.如权利要求3所述的多区域逸散气治理系统，其特征在于，所述气体处理管路上设有除雾填料塔，所述除雾填料塔位于所述主管调节阀与所述风机之间。
7.如权利要求1所述的多区域逸散气治理系统，其特征在于，每一所述气体收集管路上设有阻火器；和/或，
所述气体处理管路上设有阻火器。
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