CN111888915A - 一种石化油泥干化废气处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种石化油泥干化废气处理系统，包括通过管路顺序连接的水洗喷淋塔、冷却塔、碱洗氧化塔、第一离心风机、离心除雾机、第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器、第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器、臭氧锰基催化氧化反应器、臭氧发生器和第二离心风机。本申请根据石化油泥干化废气本身的特点，按照废气中污染物的物化特性，通过前述顺序连接的各设备构成一种优势组合废气处理系统，该系统对石化废气中的污染物成分针对性广，使用条件限制性小，设备投资费用低，使用费用低廉，安全风险较低，有效解决了现有设备能耗高和处理效率低的问题，同时通过对废气进行前期预处理，避免了废气直接进入催化氧化设备造成的燃爆风险。

Description

一种石化油泥干化废气处理系统
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，具体涉及一种石化油泥干化废气处理系统。
背景技术
石化行业油泥干化废气目前的治理方法有吸收、吸附、冷凝、直接燃烧、热力燃烧等。这几种方法多存在能耗高、处理效率低、适用范围窄、二次污染或存在燃爆风险等缺限。相比之下，催化氧化技术由于工作温度低、PH范围广、能耗低、处理彻底、适用范围广、二次污染微弱等优势，已成为未来最有应用价值的处理方法。催化氧化的原理是借助催化剂使VOCs废气和恶臭气体在较低的起燃温度条件下进行无焰燃烧，分解为SO2等并放出大量热能。
但是，本发明的发明人经过现场使用研究发现，单纯的使用催化氧化工艺也不能满足复杂的废气成分的处理。具体地，一方面废气中的尘埃、石油类物质可能造成催化氧化设备处理能力减弱、失效而导致废气处理不合格或使用寿命短的问题；另一方面，若不对废气采取相应的前期预处理措施而直接进入催化氧化设备，还可能造成燃爆风险。
发明内容
针对现有针对石化行业油泥干化废气处理方法存在能耗高、处理效率低、适用范围窄、二次污染、燃爆风险，或单纯使用催化氧化工艺也不能满足复杂废气成分处理的技术问题，本发明提供一种石化油泥干化废气处理系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种石化油泥干化废气处理系统，包括水洗喷淋塔、冷却塔、碱洗氧化塔、第一离心风机、离心除雾机、第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器、第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器、臭氧锰基催化氧化反应器、臭氧发生器和第二离心风机；所述水洗喷淋塔通过配套的第一循环水泵抽取第一循环水箱内的水，对输入至喷淋塔内的石化油泥干化废气进行清水喷淋，以降低废气中粉尘和废气温度；所述冷却塔与水洗喷淋塔和第一循环水箱连接，通过内置的袋式过滤器对水洗喷淋塔输出的废气进行过滤除尘，并对水洗喷淋塔输出的升温水进行降温后通过配套的第二循环水泵送入第一循环水箱内；所述碱洗氧化塔与冷却塔连接，通过配套的碱性溶液投加系统和氧化溶液投加系统，对冷却塔过滤除尘后输出的废气通过逆流接触的方式进行充分接触，以混合洗涤去除废气中的硫化物和除低部分的VOC物质；所述第一离心风机与碱洗氧化塔连接用于将碱洗氧化后的废气送入到离心除雾机；所述离心除雾机通过内置的高速旋转离心网盘过滤送入废气所含的水汽以实现除雾干燥；所述第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器经第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器与离心除雾机连接，第一和第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器均通过在反应器内置高能极紫外光束的作用下，将废气中的氧气裂解后再与氧分子结合产生臭氧，在臭氧氧化和极紫外光对二氧化钛的催化氧化共同作用下，对经离心除雾机预处理后送入的废气进行协同分解氧化反应，使恶臭气体物质降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳；所述臭氧锰基催化氧化反应器与第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器和臭氧发生器连接，通过在反应器内置的锰基金属氧化物催化床催化氧化和臭氧发生器产生输入的臭氧氧化共同作用下，对光催化氧化后输入的废气进行氧化分解，同时臭氧还原后可有效控制废气中的臭氧浓度；所述第二离心风机与臭氧锰基催化氧化反应器连接用于将催化氧化后的废气达标排放。
与现有技术相比，本发明提供的石化油泥干化废气处理系统，根据石化油泥干化废气本身的特点，按照废气中污染物的物化特性，通过顺序连接的水洗喷淋塔、冷却塔、碱洗氧化塔、第一离心风机、离心除雾机、第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器、第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器、臭氧锰基催化氧化反应器、臭氧发生器和第二离心风机，以此构成一种具有市场前景的优势组合废气处理系统，该系统对石化废气中的污染物成分针对性广，使用条件限制性小，设备投资费用低，使用费用低廉，安全风险较低，有效解决了现有设备能耗高和处理效率低的问题；同时，通过水洗喷淋塔、冷却塔、碱洗氧化塔、第一离心风机和离心除雾机对废气形成前期预处理，从而避免了废气直接进入催化氧化设备造成的燃爆风险。
进一步，所述水洗喷淋塔与冷却塔之间还连接有一体化隔油器，所述一体化隔油器用于对水洗喷淋塔从废气中水洗喷淋下来的油类进行阻隔。
进一步，所述碱性溶液投加系统包括相互连接的碱性溶液储存箱和碱液补给泵，所述碱液补给泵用于将碱性溶液储存箱内的碱液送入碱洗氧化塔中段；所述氧化溶液投加系统包括相互连接的氧化溶液储存箱和氧液补给泵，所述氧液补给泵用于将氧化溶液储存箱内的氧液送入碱洗氧化塔中段与碱液混合。
进一步，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述氧化溶液为次氯酸钠溶液。
进一步，所述第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器、第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器和臭氧锰基催化氧化反应器采用平面布置设计。
进一步，所述第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器和第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器内置的高能极紫外光束所在的电控箱，为采用不锈钢壳体密封的极紫外光可视化电控箱。
进一步，所述离心除雾机与第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器之间还连接有新风补入系统，所述新风补入系统包括变频风机、温度传感器和气体浓度传感器，所述温度传感器和气体浓度传感器设于第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器内部，所述温度传感器和气体浓度传感器与变频风机中的变频器连接，所述变频风机在变频器的控制下向反应器内部补入常温新风。
附图说明
图1是本发明提供的石化油泥干化废气处理系统结构示意图。
图中，1、水洗喷淋塔；2、冷却塔；21、袋式过滤器；3、碱洗氧化塔；4、第一离心风机；5、离心除雾机；6、第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器；7、第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器；8、臭氧锰基催化氧化反应器；9、臭氧发生器；10、第二离心风机；11、一体化隔油器。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
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。
请参考图1所示，本发明提供一种石化油泥干化废气处理系统，包括水洗喷淋塔1、冷却塔2、碱洗氧化塔3、第一离心风机4、离心除雾机5、第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器6、第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器7、臭氧锰基催化氧化反应器8、臭氧发生器9和第二离心风机10；所述水洗喷淋塔1通过配套的第一循环水泵抽取第一循环水箱内的水，对输入至喷淋塔内的石化油泥干化废气(包含非甲烷总烃、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚等污染物成分)进行清水喷淋，以降低废气中粉尘和废气温度，所述水洗喷淋塔具体可采用现有的不锈钢喷淋塔来实现；所述冷却塔2与水洗喷淋塔1和第一循环水箱连接，所述冷却塔2通过内置的袋式过滤器21对水洗喷淋塔1输出的废气进行过滤精细化除尘，并对水洗喷淋塔1输出的升温水进行降温后通过配套的第二循环水泵送入第一循环水箱内，以实现将水洗喷淋塔1中的升温水(65℃)进行降温(35℃)；所述碱洗氧化塔3与冷却塔2连接，通过配套的碱性溶液投加系统和氧化溶液投加系统，对冷却塔2过滤除尘后输出的废气通过逆流接触的方式进行充分接触，以混合洗涤去除废气中的硫化物和除低部分的VOC(指易挥发的有机物质)物质，所述碱洗氧化塔3具体可采用现有玻璃钢碱洗塔来增加氧化溶液投加系统实现；所述第一离心风机4与碱洗氧化塔3连接用于将碱洗氧化后的废气送入到离心除雾机5；所述离心除雾机5通过内置的高速旋转离心网盘过滤送入废气所含的水汽以实现除雾干燥，所述离心除雾机5具体可采用现有的丝网除雾器来实现；所述第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器7经第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器6与离心除雾机5连接，第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器6和第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器7均通过在反应器内置高能极紫外光束的作用下，将废气中的氧气裂解后再与氧分子结合产生臭氧，在臭氧氧化和极紫外光对二氧化钛的催化氧化共同作用下，对经离心除雾机5预处理后送入的废气进行协同分解氧化反应，使恶臭气体物质降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，而光催化氧化已经是被反复证明对低浓度有机废气有稳定显著的处理效果，同时经过光解处理后的气体会产生大量臭氧，而臭氧对有机物具有极强的氧化性，通过在高能极紫外光束照射下能将废气中的恶臭化合物分子链降解；所述臭氧锰基催化氧化反应器8与第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器7和臭氧发生器9连接，通过在反应器内置的锰基金属氧化物催化床催化氧化和臭氧发生器9产生输入的臭氧氧化共同作用下，对光催化氧化后输入的废气进行氧化分解，同时臭氧还原后可有效控制废气中的臭氧浓度，以使处理后的废气达到排放标准；所述第二离心风机10与臭氧锰基催化氧化反应器8连接用于将催化氧化后的废气达标排放；而本发明中顺序连接的水洗喷淋塔、冷却塔、碱洗氧化塔、第一离心风机、离心除雾机、第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器、第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器、臭氧锰基催化氧化反应器、臭氧发生器和第二离心风机之间，具体可通过现有管路来实现相互连接。
与现有技术相比，本发明提供的石化油泥干化废气处理系统，根据石化油泥干化废气本身的特点，按照废气中污染物的物化特性，通过顺序连接的水洗喷淋塔、冷却塔、碱洗氧化塔、第一离心风机、离心除雾机、第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器、第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器、臭氧锰基催化氧化反应器、臭氧发生器和第二离心风机，以此构成一种具有市场前景的优势组合废气处理系统，该系统对石化废气中的污染物成分针对性广，使用条件限制性小，设备投资费用低，使用费用低廉，安全风险较低，有效解决了现有设备能耗高和处理效率低的问题；同时，通过水洗喷淋塔、冷却塔、碱洗氧化塔、第一离心风机和离心除雾机对废气形成前期预处理，从而避免了废气直接进入催化氧化设备造成的燃爆风险。
作为具体实施例，请参考图1所示，由于废气中含有油，因此通过水洗喷淋下来的油类不进行处理，直接进入冷却塔2将快速降低甚至让冷却塔2的热交换失效，因此本实施在所述水洗喷淋塔1与冷却塔2之间还连接有一体化隔油器11，通过该一体化隔油器11来对水洗喷淋塔1从废气中水洗喷淋下来的油类进行阻流隔离，而所述一体化隔油器11具体可采用带式括油机+隔油器+油桶电控的一体化设备来实现。
作为具体实施例，所述碱性溶液投加系统包括相互连接的碱性溶液储存箱和碱液补给泵，所述碱液补给泵用于将碱性溶液储存箱内的碱液送入碱洗氧化塔中段；所述氧化溶液投加系统包括相互连接的氧化溶液储存箱和氧液补给泵，所述氧液补给泵用于将氧化溶液储存箱内的氧液送入碱洗氧化塔中段与碱液混合；即为了实现本实施例中的技术方案，具体可在现有玻璃钢碱洗塔的基础上增加氧化溶液投加系统实现。而作为本领域技术人员公知，现有碱洗塔主要包括有上段、中段和下段，上段为水洗段，中段为浓碱液，下段碱液为中段流下的稀碱液，并由稀碱循环泵使之循环，新碱液用碱液补给泵连续送入中段，由此实现采用碱液与氧液混合的方式对废气进行洗涤，保障了废气预处理效果。
作为具体实施例，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述氧化溶液为次氯酸钠溶液，通过氢氧化钠溶液和次氯酸钠溶液的混合洗涤，有效降了低废气中污染物浓度。当然，本领域技术人员在此基础之上，也可采用其他现有碱性溶液和氧化溶液来实现。
作为具体实施例，请参考图1所示，所述第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器6、第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器7和臭氧锰基催化氧化反应器8采用平面布置设计，由此可方便管理人员进行使用维护管理和在使用过程中对安全指标进行监控。
作为具体实施例，所述第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器6和第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器7内置的高能极紫外光束所在的电控箱，为采用不锈钢壳体密封的极紫外光可视化电控箱，由此不但能保证运行过程中紫外光对人体可能造成的伤害，而且便于观察能准确判断每一根紫外灯的损坏情况。
作为具体实施例，所述离心除雾机5与第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器6之间还连接有新风补入系统(图中未示)，所述新风补入系统包括变频风机、温度传感器和气体浓度传感器，所述温度传感器和气体浓度传感器设于第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器内部，所述温度传感器用于测量反应器内部的废气温度，所述气体浓度传感器用于测量反应器内部的废气浓度，所述温度传感器和气体浓度传感器与变频风机中的变频器连接，所述变频器在废气温度或/和废气浓度超过设定值时，控制所述变频风机启动向反应器内部补入常温新风，以调节反应器内部的废气温度及废气浓度，进而降低产热风险和燃爆风险。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种石化油泥干化废气处理系统，其特征在于，包括水洗喷淋塔、冷却塔、碱洗氧化塔、第一离心风机、离心除雾机、第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器、第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器、臭氧锰基催化氧化反应器、臭氧发生器和第二离心风机；所述水洗喷淋塔通过配套的第一循环水泵抽取第一循环水箱内的水，对输入至喷淋塔内的石化油泥干化废气进行清水喷淋，以降低废气中粉尘和废气温度；所述冷却塔与水洗喷淋塔和第一循环水箱连接，通过内置的袋式过滤器对水洗喷淋塔输出的废气进行过滤除尘，并对水洗喷淋塔输出的升温水进行降温后通过配套的第二循环水泵送入第一循环水箱内；所述碱洗氧化塔与冷却塔连接，通过配套的碱性溶液投加系统和氧化溶液投加系统，对冷却塔过滤除尘后输出的废气通过逆流接触的方式进行充分接触，以混合洗涤去除废气中的硫化物和除低部分的VOC物质；所述第一离心风机与碱洗氧化塔连接用于将碱洗氧化后的废气送入到离心除雾机；所述离心除雾机通过内置的高速旋转离心网盘过滤送入废气所含的水汽以实现除雾干燥；所述第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器经第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器与离心除雾机连接，第一和第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器均通过在反应器内置高能极紫外光束的作用下，将废气中的氧气裂解后再与氧分子结合产生臭氧，在臭氧氧化和极紫外光对二氧化钛的催化氧化共同作用下，对经离心除雾机预处理后送入的废气进行协同分解氧化反应，使恶臭气体物质降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳；所述臭氧锰基催化氧化反应器与第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器和臭氧发生器连接，通过在反应器内置的锰基金属氧化物催化床催化氧化和臭氧发生器产生输入的臭氧氧化共同作用下，对光催化氧化后输入的废气进行氧化分解，同时臭氧还原后可有效控制废气中的臭氧浓度；所述第二离心风机与臭氧锰基催化氧化反应器连接用于将催化氧化后的废气达标排放。
2.根据权利要求1所述的石化油泥干化废气处理系统，其特征在于，所述水洗喷淋塔与冷却塔之间还连接有一体化隔油器，所述一体化隔油器用于对水洗喷淋塔从废气中水洗喷淋下来的油类进行阻隔。
3.根据权利要求1所述的石化油泥干化废气处理系统，其特征在于，所述碱性溶液投加系统包括相互连接的碱性溶液储存箱和碱液补给泵，所述碱液补给泵用于将碱性溶液储存箱内的碱液送入碱洗氧化塔中段；所述氧化溶液投加系统包括相互连接的氧化溶液储存箱和氧液补给泵，所述氧液补给泵用于将氧化溶液储存箱内的氧液送入碱洗氧化塔中段与碱液混合。
4.根据权利要求1或3所述的石化油泥干化废气处理系统，其特征在于，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述氧化溶液为次氯酸钠溶液。
5.根据权利要求1所述的石化油泥干化废气处理系统，其特征在于，所述第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器、第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器和臭氧锰基催化氧化反应器采用平面布置设计。
6.根据权利要求1所述的石化油泥干化废气处理系统，其特征在于，所述第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器和第二极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器内置的高能极紫外光束所在的电控箱，为采用不锈钢壳体密封的极紫外光可视化电控箱。
7.根据权利要求1所述的石化油泥干化废气处理系统，其特征在于，所述离心除雾机与第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器之间还连接有新风补入系统，所述新风补入系统包括变频风机、温度传感器和气体浓度传感器，所述温度传感器和气体浓度传感器设于第一极紫外光二氧化钛臭氧催化氧化反应器内部，所述温度传感器和气体浓度传感器与变频风机中的变频器连接，所述变频风机在变频器的控制下向反应器内部补入常温新风。
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