CN113058388A - 一种处理甲醇废气的泡罩塔装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种处理甲醇废气的泡罩塔装置及使用方法，该装置包括泡罩塔、引风机、流量泵和甲醇水回收罐；在泡罩塔的顶部开设有气体出口，底部开设有液体出口；在泡罩塔的侧面设有液体进口和气体进口，泡罩塔的液体进口与流量泵连接，泡罩塔的气体出口与引风机连接，液体出口与甲醇水回收罐连接；流量泵的流量为100‑150kg/h；引风机的风量为900‑1100Nm3/h。使用该泡罩塔装置对甲醇尾气处理，能够使排出尾气中的甲醇含量稳定，提高对甲醇尾气中甲醇的吸收率、降低排出尾气中的甲醇含量、减少甲醇尾气中甲醇含量的波动性，同时对获得的含醇水可重复利用，实现节能减排的目的。
Description
技术领域
本发明涉及甲醇尾气处理技术领域，具体涉及一种处理甲醇废气的泡罩塔装置及使用方法。
背景技术
甲醇尾气是甲醇在储存和装卸过程中不可避免的有机废气，因此，为减少甲醇损耗、避免产生环境污染，对甲醇尾气的处理势在必行。
目前对甲醇尾气的处理方法以填料塔水洗法最为常用，该方法的过程为将甲醇尾气送入填料塔中，填料塔顶部喷淋水，利用水对甲醇尾气吸收；通过在填料塔底部安装循环泵，对填料塔内的水强制循环，最终在填料塔底部的水中含醇量达到一定的浓度时，将含醇水送至污水处理厂处理。
填料塔水洗法虽然在甲醇尾气处理中最为成熟，但是，仍存在以下问题：
一是填料塔水洗法在甲醇尾气处理中采用泵强制水循环的方式对甲醇吸收，导致含醇水中的杂质较多，不利于重复利用；
二是在采用泵强制循环的过程中，随着水中甲醇含量升高，导致水对甲醇的吸收能力变差，从而使排出尾气中的甲醇含量难以控制，影响后续处理；一般排出尾气中甲醇含量的波动范围在4.0％-6.0％之间；
三是为提高填料塔水洗法对甲醇尾气的处理效果，通常在填料塔中持续通入新水，但是产生大量的水浪费，且持续通入新水的过程中由于新水与甲醇尾气的互混时间短，导致对甲醇尾气的处理效果不理想，一般排出尾气中的甲醇含量在4.0％-6.0％之间，造成甲醇浪费。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种处理甲醇废气的泡罩塔装置及使用方法，该泡罩塔装置中，泡罩塔的气体出口与引风机连接，引风机的风量为900-1100Nm3/h，控制泡罩塔内的气体上升速度；在泡罩塔的液体进口处连接有流量泵，控制流量泵的流量为100-150kg/h，控制新水进入泡罩塔的速率；使用该泡罩塔装置对甲醇尾气处理，能够使排出尾气中的甲醇含量稳定，提高对甲醇尾气中甲醇的吸收率、降低排出尾气中的甲醇含量、减少甲醇尾气中甲醇含量的波动性，同时对获得的含醇水可重复利用，实现节能减排的目的。
本发明的技术方案如下：
一种处理甲醇废气的泡罩塔装置，包括泡罩塔、引风机、流量泵和甲醇水回收罐；
在泡罩塔的顶部开设有气体出口，底部开设有液体出口；
在泡罩塔的侧面设有液体进口和气体进口，液体进口位于泡罩塔的中上部，气体进口位于泡罩塔的中下部；
泡罩塔的液体进口与流量泵连接；
泡罩塔的气体出口与引风机连接；
液体出口与甲醇水回收罐连接；
所述流量泵的流量为100-150kg/h；所述引风机的风量为900-1100Nm3/h。
使用时，开启流量泵对泡罩塔注水，在塔盘布满水后，设定流量泵的流量，然后开启引风机并控制引风机的风量，使收集的甲醇罐区和装卸站的甲醇尾气通过泡罩塔的气体进口输送至泡罩塔中；在泡罩塔中，水吸收甲醇形成含醇水汇集到泡罩塔的底部，然后进入甲醇水回收罐中进行进一步的利用；脱除甲醇后的排出尾气在引风机的作用下排出泡罩塔，根据后续需求进行进一步的处理。
优选的，在液体出口与甲醇水回收罐的连接管路上安装有屏蔽泵，控制含醇水的排出速度，控制泡罩塔内的液体液位。
优选的，在屏蔽泵和甲醇水回收罐连接管路上安装有收集槽，收集槽的底部开设有排污口；甲醇罐区和装卸站中不可避免的会有颗粒杂质，当颗粒杂质随同甲醇尾气一起进入泡罩塔中时，会随着含醇水一起汇集到液体出口处，通过屏蔽泵进入收集槽中沉淀，可净化进入甲醇水收集罐中的含醇水。
优选的，在泡罩塔上安装有液位计，用于对泡罩塔内的液位观察。
优选的，在引风机的出口处连接有RTO装置，对处理后的排出气体进行后续处理。
优选的，所述引风机为变频式离心引风机，可降低引风机的运行成本。
上述泡罩塔装置的使用方法，过程如下：
(1)准备工作：
S1，对泡罩塔装置进行气密实验，结束后进行吹扫，待用；
S2，校检设备，确保设备上仪表位置准确、设备严密通畅；
(2)开车操作：
S3，打开泡罩塔打开流量泵，对泡罩塔进行补水，至泡罩塔的液位计出现液位，使泡罩塔塔盘布满水；
S4，设定流量泵的流量，开启引风机并控制引风机风量，将甲醇尾气引入泡罩塔中；
S5，开启屏蔽泵，控制含醇水的排出速度，控制泡罩塔内的液体液位；
S6，持续步骤S4和S5的过程，检测引风机出口的排出尾气，当排出尾气中的甲醇含量小于2.0％时，将排出尾气送入RTO装置处理。
优选的，在步骤S4中，当流量泵的流量≤80kg/h时，关闭引风机，确保泡罩塔装置使用安全。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过在泡罩塔的气体出口连接引风机、在液体进口连接流量泵，并设置流量泵的流量为100-150kg/h、引风机的风量为900-1100Nm3/h，可通过调节引风机风量和流量泵流量来控制新水进入泡罩塔的量、甲醇尾气进入泡罩塔的速度及排出尾气排出泡罩塔的速度，使新水进入、甲醇尾气进入和甲醇尾气排出处于最佳状态，在降低新水使用量的前提下，具有甲醇尾气中甲醇含量低的优点，达到节约用水、提高甲醇吸收率的优点；经试验得出，甲醇吸收率在97％以上。
2、通过使用泡罩塔，可使新水经液体进口持续的进入泡罩塔中，可充分吸收自气体进口进入泡罩塔的甲醇尾气中的甲醇，从而使经泡罩塔排出的排出尾气中甲醇低且含量稳定；通过设置引风机，使泡罩塔内维持一定的负压，便于甲醇尾气向上移动及排出尾气向外排出；在持续向泡罩塔内补充新水的情况下，相较于现有技术可减少含醇水中的杂质含量，利于对含醇水重复利用。上述设置使该装置具有设计合理、实用性强、性能稳定的优点。
3、本发明提供的使用方法，合理的对该装置进行控制，具有易于操作、可控性高、安全性高的优点。使用该方法，可使水对甲醇尾气中的甲醇吸收率高。
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，对于本领域普通技术人员而言，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的附图。
图1为本发明泡罩塔装置的结构示意图。
图中，1-泡罩塔，2-引风机，3-流量泵，4-甲醇水回收罐，5-气体出口，6-液体出口，7-液体进口，8-气体进口，9-液位计，10-RTO装置，11-收集槽，12-屏蔽泵，13-排污口。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明的实施例，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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明中，泡罩塔：型号：内径DN1400，高度10米，塔板数10层；
变频式离心引风机：出口压力：5kPa，电机功率：7.5kW；
屏蔽泵：出口压力：0.25MPa，扬程25m，流量0.3m3/h。
实施例1
如图1所示，本发明提供了一种处理甲醇废气的泡罩塔装置，包括泡罩塔1、引风机2、流量泵3和甲醇水回收罐4；
在泡罩塔1的顶部开设有气体出口5，底部开设有液体出口6；
在泡罩塔1的侧面设有液体进口7和气体进口8，液体进口7位于泡罩塔1的中上部，气体进口8位于泡罩塔1的中下部；
在泡罩塔1上安装有液位计9，用于对泡罩塔1内的液位观察；
泡罩塔的液体进口与流量泵3通过液体管路连接；
泡罩塔1的气体出口5与引风机2通过送风管路连接，在引风机2的出口处通过送风管路连接有RTO装置10，对泡罩塔1处理后的排出气体进行后续处理；
流量泵3的流量为100-150kg/h；引风机的风量为900-1100Nm3/h；
引风机2选为变频式离心引风机2，可降低引风机2的运行成本；
液体出口6与屏蔽泵12通过液体管路连接，屏蔽泵12的出口与收集槽11通过液体管路连接，收集槽11与甲醇水回收罐4通过液体管路连接；
在收集槽11的底部开设有排污口13；
甲醇罐区和装卸站中不可避免的会有颗粒杂质，当颗粒杂质随同甲醇尾气一起进入泡罩塔1中时，会随着含醇水一起汇集到液体出口6处，含醇水经屏蔽泵12进入收集槽11，使用收集槽11，可净化进入甲醇水收集罐中的含醇水；
使用时，将水从泡罩塔1的液体进口7通入泡罩塔1中，使泡罩塔1中充满水，然后开启引风机2，并将收集的甲醇罐区和装卸站的甲醇尾气通过泡罩塔1的气体进口8输送至泡罩塔1中，在泡罩塔1中，水吸收甲醇形成含醇水汇集到泡罩塔1的底部，然后进入甲醇水回收罐4中进行进一步的利用；脱除甲醇后的排出尾气在引风机2的作用下排出泡罩塔1，进入RTO装置10中进行后续处理。本文件中，甲醇尾气经泡罩塔处理后获得排出尾气。
实施例2
使用实施例1提供的泡罩塔装置对甲醇尾气进行处理，使用方法如下：
(1)准备工作：
S1，对泡罩塔装置进行气密实验，结束后进行吹扫，待用；
S2，校检设备，确保设备上仪表位置准确、设备严密通畅；
(2)开车操作：
S3，打开泡罩塔打开流量泵，对泡罩塔进行补水，至泡罩塔的液位计出现液位，使泡罩塔塔盘布满水；
S4，将流量泵的流量设定为120kg/h，继续向泡罩塔内加水，开启引风机，引风机的风量为1000Nm3/h，将甲醇尾气引入泡罩塔中；甲醇尾气中的甲醇含量为27.4％；
将流量泵和风机分别与DCS连接，使得流量泵的流量数据与风机停机信号设置控制回路，当流量泵的流量≤80kg/h时，触发DCS，发生连锁反应，自动关闭引风机；确保泡罩塔装置使用安全；
S5，开启屏蔽泵，控制含醇水的排出速度为120kg/h，控制泡罩塔内的液体液位50-75％，将含醇水收集到收集槽中；
S6，持续步骤S4和S5的过程，检测引风机出口的排出尾气，当排出尾气中的甲醇含量小于2.0％(体积分数)时，将排出尾气送入RTO装置处理。
本实施例中，处理甲醇尾气共1000Nm3，排出尾气中的甲醇含量为0.71％，甲醇尾气中的甲醇吸收率为97.41％；持续通入的新水量为：120kg。
实施例3泡罩塔装置对甲醇尾气处理稳定性实验
采用实施例2的使用方法，分别对五组甲醇尾气进行处理，编号为组A、组B、组C、组D和组E；甲醇尾气的处理量同实施例2；对处理过程中，排出尾气中的甲醇含量进行统计、新水使用量统计，见表1。
表1稳定性实验统计
| 实施例2 | 组A | 组B | 组C | 组D | 组E | |
| 甲醇尾气中的甲醇含量(％) | 27.4 | 30.1 | 33.2 | 35.1 | 37.8 | 40.1 |
| 排出尾气中的甲醇含量(％) | 0.71 | 0.77 | 0.81 | 0.86 | 0.91 | 0.98 |
| 吸收率<sup>[1]</sup>(％) | 97.41 | 97.44 | 97.56 | 97.61 | 97.59 | 97.61 |
| S5中流量泵流量kg/h | 120 | 125 | 130 | 135 | 140 | 146 |
| S5中引风机风量Nm<sup>3</sup>/h | 1000 | 1020 | 1040 | 1060 | 1080 | 1100 |
| 新水用量kg/h | 120 | 125 | 130 | 135 | 140 | 146 |
[1]吸收率(％)＝(甲醇尾气中的甲醇含量-排出尾气中的甲醇含量)/甲醇尾气中的甲醇含量×100
结合表1可以看出，排出尾气中的甲醇含量在在0.7％-1.0％之间，说明排出尾气中的甲醇含量波动小，对甲醇吸收率的RSD进行计算，RSD为0.09％，可见，使用本发明的方法对甲醇尾气处理，具有方法稳定性高、对甲醇处理效率高、排出尾气中的甲醇含量少的优点。
结合表1还可以发现，引风机风量和流量泵流量在随着甲醇尾气中的甲醇含量变化时，会产生一定的变化，正是通过对引风机风量和流量泵流量进行匹配，才会提高对甲醇尾气中甲醇的吸收率，降低排出尾气中的甲醇含量；对实施例2、实施例3获得的含醇水进行统计，实施例2的含醇水中，甲醇含量为50.2％；组A的含醇水中，甲醇含量为53.4％；组B的含醇水中，甲醇含量为52.1％；组C的含醇水中，甲醇含量为54.9％；组D的含醇水中，甲醇含量为51.1％；组E的含醇水中，甲醇含量为51.8％，含醇水中的甲醇含量在50-55％之间，可输送至合成车间继续使用，避免产生含醇废水，实现甲醇的回收利用，节能环保。
对比例1
与实施例2的区别在于步骤S5中引风机风量超范围，具体为：1150Nm3/h。
对比例2
与实施例2的区别在于步骤S5中流量泵风量超范围，具体为：90kg/h。
将实施例2、对比例1和对比例2的过程数据统计，见表2。
表2过程数据统计
| 实施例2 | 对比例1 | 对比例2 | |
| 甲醇尾气中的甲醇含量(％) | 27.4 | 27.4 | 27.4 |
| 排出尾气中的甲醇含量(％) | 0.71 | 2.23 | 2.55 |
| 吸收率<sup>[1]</sup>(％) | 97.41 | 91.86 | 90.69 |
| S5中流量泵流量kg/h | 120 | 120 | 90 |
| S5中引风机风量Nm<sup>3</sup>/h | 1000 | 1150 | 1000 |
| 新水用量kg/h | 120 | 120 | 90 |
[1]吸收率(％)＝(甲醇尾气中的甲醇含量-排出尾气中的甲醇含量)/甲醇尾气中的甲醇含量×100
结合表2中实施例2和对比例1的数据可以看出，在对比例1仅对引风机的风量进行改变时，甲醇尾气中甲醇的吸收率相较于实施例2反而产生了下降，产生这一现象的原因是引风机的风量过大导致排出气体过快，而流量泵的流量难以与引风机的风量相匹配，造成排出尾气中的甲醇含量升高；
结合实施例2和对比例2的数据可以看出，在对比例2使用的流量泵流量和引风机风量的情况下，对甲醇的吸收率下降，而产生这一现象的原因是在排出尾气上升的过程中，新水的补充过少，而随着新水补充量减少，对甲醇尾气中的甲醇吸收变差，因此影响了排出尾气中的甲醇含量；
可见，引风机风量和流量泵流量具有匹配性，两者在匹配的情况下，才会提高甲醇的吸收率、降低排出尾气中的甲醇含量。
本公司将该装置用于对甲醇尾气处理，每年处理甲醇尾气80万方，每年可回收甲醇300吨，甲醇价格按2000元/吨计算，每年可增加经济效益60万元，并带来较好的环保效益和社会效益。
尽管通过参考优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种处理甲醇废气的泡罩塔装置，其特征在于，包括泡罩塔、引风机、流量泵和甲醇水回收罐；
在泡罩塔的顶部开设有气体出口，底部开设有液体出口；
在泡罩塔的侧面设有液体进口和气体进口，液体进口位于泡罩塔的中上部，气体进口位于泡罩塔的中下部；
泡罩塔的液体进口与流量泵连接，泡罩塔的气体出口与引风机连接，液体出口与甲醇水回收罐连接；
所述流量泵的流量为100-150kg/h；所述引风机的风量为900-1100Nm3/h。
2.如权利要求1所述的处理甲醇废气的泡罩塔装置，其特征在于，在液体出口与甲醇水回收罐的连接管路上安装有屏蔽泵。
3.如权利要求2所述的处理甲醇废气的泡罩塔装置，其特征在于，在屏蔽泵和甲醇水回收罐的连接管路上安装有收集槽，收集槽的底部开设有排污口。
4.如权利要求1所述的处理甲醇废气的泡罩塔装置，其特征在于，在泡罩塔上安装有液位计。
5.如权利要求1所述的处理甲醇废气的泡罩塔装置，其特征在于，在引风机的出口处连接有RTO装置。
6.如权利要求1-5任一项所述的处理甲醇废气的泡罩塔装置，其特征在于，引风机为变频式离心引风机。
7.一种使用权利要求1-6任一项所述的泡罩塔装置的方法，其特征在于，过程如下：
(1)准备工作：
S 1，对泡罩塔装置进行气密实验，结束后进行吹扫，待用；
S2，校检设备，确保设备上仪表位置准确、设备严密通畅；
(2)开车操作：
S3，打开泡罩塔打开流量泵，对泡罩塔进行补水，至泡罩塔的液位计出现液位，使泡罩塔塔盘布满水；
S4，设定流量泵的流量，开启引风机并控制引风机风量，将甲醇尾气引入泡罩塔中；
S5，开启屏蔽泵，控制含醇水的排出速度，控制泡罩塔内的液体液位；
S6，持续步骤S4和S5的过程，当引风机出口处排出尾气中的甲醇含量小于2.0％时，将排出尾气送入RTO装置处理。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，当流量泵的流量≤80kg/h时，关闭引风机。
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