CN113773867A - 一种低成本活性炭行业挥发性有机物收集处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低成本活性炭行业挥发性有机物收集处理系统，强化了在活性炭生产中各环节VOCs废气的收集措施，提高了废气收集率；将收集后的废气经风机集中后，再分别引入活化炉送风机中，将收集后的废气通过活化炉送风机送至活化炉内，利用活性炭生产设施，即活化炉作为VOCs废气处理措施，处理后的废气最终经焚烧后活化尾气处理设施处理后达标排放。本系统为活性炭行业节省了专门建设并运营VOCs废气治理设施，此外将活化炉炉温较原来升高30℃‑50℃，缩短了活化时间，不仅提高了产品活化效果，也提高了生产效率，除收集管道与风机建设成本外，几乎为零成本运行。
Description
技术领域
本发明涉及活性炭废气处理领域，具体是一种低成本活性炭行业挥发性有机物收集处理系统。
背景技术
活性炭行业涉及煤焦油储存、使用等环节，在煤焦油储罐、高位槽、搅拌、压条、晾晒等工序都涉及无组织逸散与排放的挥发性有机物废气，即VOCs，该气体是大气中一类广泛存在的重要气态污染物，其为在常温下，沸点50℃-260℃的各种有机化合物，不仅对人体健康和生态环境等有直接影响，还可通过参与大气光化学反应生成二次污染物，比如我们经常提到的臭氧，以及过氧乙酰硝酸酯、有机气溶胶等，是导致空气污染的重要前体物之一。
现有的VOCs气体的处理方法主要有三种，分别为：设置活性炭吸附装置、UV光催化氧化反应以及低温等离子技术。
活性炭吸附装置的原理为：废气进入活性炭过滤棉进行吸附，较大粒径的污染物被吸附，然后进入到活性炭颗粒吸附层。由于活性炭固体表面上存在未平衡和未饱和的分子引力或化学健力，因此当此固体表面与气体接触时，就能吸引气体分子，使其浓聚并保持在固体表面，污染物质及气味从而被吸附。废气经活性炭吸附后，净化气体通过风机的作用高空达标排放。虽然该方法安全性高，通常净化效率可达70％～80％，但随活性碳逐渐饱和而迅速下降，需定期更换活性炭，产生二次固废，运行维护成本很高。
UV光催化氧化反应：就是让UV紫外光照射光敏半导体催化剂，激发半导体的价带电子发生带间跃迁，即从价带跃迁到导带，从而产生光生电子(e-)和空穴(h+)，此时吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子，而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基，而超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性，能使几乎所有的有机污染物氧化至最终产物CO2和H2O，甚至对一些无机污染物也能彻底分解，不存在吸附饱和与二次污染问题，TiO2具有化学稳定性好、无毒、价廉、易得、具有较正的价带电位和较负的导带电位等特点，是理想的光催化剂，也是目前使用最多的一类光催化剂，正常运行情况下效率可达80％左右，虽然UV光催化氧化净化法对沥青烟气分子分解能力较强，特别是对一些臭气成分小分子键氧化分解效果好，去除异味能力强，但对于较大的碳分子键裂解效果一般。需不定期更换破损灯泡，产生二次固废产生运行维护成本，需要大量电进行运行成本高。
低温等离子技术：利用高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。低温等离子净化适合低浓度的沥青烟气净化，正常运行情况下效率可达80％左右，能处理多种成分混合气体，对于一些臭气成分小分子键裂解能力较差，需要大量电维持运行成本高。
综上所述，目前的VOCs废气无组织排放现象严重，主要体现在以下几个方面：
(1)收集措施效果不佳；
(2)收集后多采用低温等离子、UV光氧、活性炭吸附等单一处理措施，处理效果不佳；
(3)上述设施故障率较高，企业自身不具备调试维护技术人员，导致设备长期不能正常运行；
(4)上述设施投资建设成本高、运行成本高等问题也是导致工业企业对VOCs废气收集治理积极性不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是克服以上的技术缺陷，提供一种低成本活性炭行业挥发性有机物收集处理系统。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种低成本活性炭行业挥发性有机物收集处理系统，其系统包括如下步骤：
(1)在焦油储罐、焦油计量罐、搅拌锅、成型压力机和晾晒车间等处加装集气罩；
(2)通过加装的集气罩将来自焦油储罐在储存过程中产生的VOCs气体、焦油储罐到焦油计量罐进行计量过程中处于可流动性被加热状态产生VOCs气体、搅拌锅在搅拌产品油释放热量产生的VOCs气体、成型压力机在产品塑形过程中产品释放热量由液态转化为固态时产生的VOCs气体以及晾晒车间在晾晒时散发热量水分产生的VOCs气体绝大部分统一收集，并通过封闭回廊经过废气收集风机输送给活化炉配风风机，剩余小部分VOCs气体随着物料输送至炭化炉；
(3)炭化炉经过高温炭化，将物料干馏成炭，干馏过程中产生的VOCs气体与可燃气体输送至焚烧炉内，将炭化焚烧尾气经过焚烧炉二次高温焚烧后做环保措施进行排放，制成的炭输送至活化炉内；
(4)活化炉通过增加水平火道回程的办法提高炭的活化速度，活化炉配风风机将大部分VOCs气体输送至活化炉，活化尾气经过焚烧炉二次高温焚烧后做环保措施进行排放；
(5)活化炭进行成分筛选，筛选后的产品物料进行包装出售。
进一步，所述步骤(4)中活化炉配风风机在将大部分VOCs气体输送至活化炉的同时，也将部分可燃气体输送至活化炉内。
进一步，所述步骤(4)中的焚烧活化后气体的焚烧炉内的温度在800℃-1000℃。
本发明与现有的技术相比的优点在于：本系统为活性炭行业节省了专门建设并运营VOCs废气治理设施，此外将活化炉炉温较原来升高30℃-50℃，缩短了活化时间，不仅提高了产品活化效果，也提高了生产效率，除收集管道与风机建设成本外，几乎为零成本运行。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
图2是本发明中实施例一的监测点位布置图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步描述本发明，但本发明不仅仅限于以下实施例。在本发明的范围内或者在不脱离本发明的内容、精神和范围内，对本发明进行的变更、组合或替换，对于本领域的技术人员来说是显而易见的，且包含在本发明的范围之内。
实施例一
如图2所示，在关闭收集装置(处理前)及开启收集装置(处理后)时对厂区内挥发性有机废气(总烃、非甲烷总烃、苯、甲苯、二甲苯)的排放浓度进行监测，监测点位分别设置为1#储罐顶部集气罩平行位置、2#混捏工段靠近集气罩位置、3#压型工段靠近集气罩位置、4#晾条工段靠近集气罩位置、5#晾条间靠窗位置、6#晾条间外侧靠窗位置、7#晾条间靠门位置、8#晾条间外侧靠门位置、9#储罐顶部集气罩平行位置、10#混捏工段靠近集气罩位置、11#压型工段靠近集气罩位置、12#晾条工段靠近集气罩位置、13#晾条间靠窗位置、14#晾条间外侧靠窗位置、15#晾条间靠门位置、16#晾条间外侧靠门位置、17#～19#厂界下风向、20#脱硫塔排气筒。
1#储罐顶部在集气罩烟管平行位置检测数据详见表1。
表1
2#混捏工段靠近集气罩位置检测数据详见表2。
表2
3#压型工段靠近集气罩位置检测数据详见表3。
表3
4#晾条工段靠近集气罩位置检测数据详见表4。
表4
5#晾条间靠窗位置检测数据详见表5。
表5
6#晾条间外侧靠窗位置检测数据详见表6。
表6
7#晾条间靠门位置检测数据详见表7。
表7
8#晾条间外侧靠门位置检测数据详见表8。
表8
9#储罐顶部集气罩平行位置检测数据详见表9。
表9
10#混捏工段靠近集气罩位置检测数据详见表10。
表10
11#压型工段靠近集气罩位置检测数据详见表11。
表11
12#晾条工段靠近集气罩位置检测数据详见表12。
表12
13#晾条间靠窗位置检测数据详见表13。
表13
14#晾条间外侧靠窗位置检测数据详见表14。
表14
15#晾条间靠门位置检测数据详见表15。
表15
16#晾条间外侧靠门位置检测数据详见表16。
表16
17#厂界下风向检测数据详见表17。
表17
18#厂界下风向检测数据详见表18。
表18
19#厂区内晾条车间下风向检测数据详见表19。
表19
20#有组织废气排放口检测数据详见表20。
表20
综上所述，1#、9#储罐顶部集气罩烟管平行位置无组织废气处理效率分别在5.87％～51.56％、5.76％～33.06之间；
2#、10#混捏工段靠近集气罩位置无组织废气处理效率分别在6.24％～52.05％、4.67％～23.64％之间(其中10#监测点甲苯、二甲苯排放浓度未检测出)；
3#、11#压型工段靠近集气罩位置无组织废气处理效率分别在20.33％～56.33％、4.67％～46.21％之间；
4#、12#晾条工段靠近集气罩位置无组织废气处理效率分别在6.39％～45.53％、9.31～60.58％之间(监测点处甲苯、二甲苯排放浓度未检测)；
5#、13#晾条间靠窗位置与6#、14#晾条间外侧靠窗位置及7#、15#晾条间靠门位置与8#、16#晾条间外侧靠门位置监测数据对比，无组织废气排放浓度均有一定程度的降低，说明生产车间及门窗可以对无组织废气起到一定的阻隔作用，但是效率较小。
从以上各监测位置处理前、处理后的监测数据可以看出，两个生产车间在相应的无组织废气产生环节设置了集气罩收集、处理后，各污染物的排放浓度较处理前均有所降低，无组织有机废气收集、处理效果良好，可在一定程度上减轻有机废气的污染影响。
以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种低成本活性炭行业挥发性有机物收集处理系统，其特征在于，其系统包括如下步骤：
(1)在焦油储罐、焦油计量罐、搅拌锅、成型压力机和晾晒车间等处加装集气罩；
(2)通过加装的集气罩将来自焦油储罐在储存过程中产生的VOCs气体、焦油储罐到焦油计量罐进行计量过程中处于可流动性被加热状态产生VOCs气体、搅拌锅在搅拌产品油释放热量产生的VOCs气体、成型压力机在产品塑形过程中产品释放热量由液态转化为固态时产生的VOCs气体以及晾晒车间在晾晒时散发热量水分产生的VOCs气体绝大部分统一收集，并通过封闭回廊经过废气收集风机输送给活化炉配风风机，剩余小部分VOCs气体随着物料输送至炭化炉；
(3)炭化炉经过高温炭化，将物料干馏成炭，干馏过程中产生的VOCs气体与可燃气体输送至焚烧炉内，将炭化焚烧尾气经过焚烧炉二次高温焚烧后做环保措施进行排放，制成的炭输送至活化炉内；
(4)活化炉通过增加水平火道回程的办法提高炭的活化速度，活化炉配风风机将大部分VOCs气体输送至活化炉，活化尾气经过焚烧炉二次高温焚烧后做环保措施进行排放；
(5)活化炭进行成分筛选，筛选后的产品物料进行包装出售。
2.根据权利要求所述的一种低成本活性炭行业挥发性有机物收集处理系统，其特征在于：所述步骤(4)中活化炉配风风机在将大部分VOCs气体输送至活化炉的同时，也将部分可燃气体输送至活化炉内。
3.根据权利要求所述的一种低成本活性炭行业挥发性有机物收集处理系统，其特征在于：所述步骤(4)中的焚烧活化后气体的焚烧炉内的温度在800℃-1000℃。
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2020
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