CN115337747B - 一种聚丙烯腈铵盐干燥尾气处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚丙烯腈铵盐干燥尾气处理系统，包括串联设置的洗涤塔、第一换热器、气水分离器、UV光氧部；洗涤塔内由下至上依次设置水洗单元、酸洗单元、碱洗单元以及除雾单元，洗涤塔侧壁下部设置进气口，洗涤塔顶部设置出气口，出气口与第一换热器连接。本发明通过设置水洗、酸洗、碱洗以及除雾单元对尾气中的污染物分别进行清除，再经过换热器降温，气水分离器除水后再进入UV光氧部进行降解与活性炭吸附，达到尾气净化效果好，减少环境污染的目的。
Description
技术领域
本发明涉及尾气处理技术领域，尤其涉及一种聚丙烯腈铵盐干燥尾气处理系统。
背景技术
降滤失剂又叫降失水剂，其功能为保证钻井泥浆性能的稳定性，降低钻井泥浆的滤失量以及钻井液的表观粘度，并减少有害液体滤失到地层，同时稳定井壁、保证井径规则。降滤失剂产品种类较多，而水解聚丙烯腈铵盐由于成本低、加工简单、性能稳定、抗温抗盐效果好在石油系统钻探中被广泛使用。
水解聚丙烯腈铵盐的工业需求量大，其是由腈纶丝在高温高压下水解而制得的产品，而大量的废旧衣物的主要组成成分即为腈纶，以废旧衣物中的腈纶为物料，制备水解聚丙烯腈铵盐既能实现环境保护，也能节约成本。
生产水解聚丙烯腈铵盐，需要将含有腈纶丝的废旧衣服加入反应釜中 进行反应，反应产生的尾气包括铵盐粉尘、水蒸气、氨气、乙酸乙酯、乙酸、乙醇、硫化氢等。
目前，对于大量高温高压的尾气主要是通过外排方式和通入净化塔方式处理，但是这两种方式均存在缺点。具体的，采用外排方式处理，对厂区环境造成严重污染，影响工人的身体健康；采用通入净化塔方式处理，因热蒸气中含有大量乙酸乙酯、乙酸、乙醇和硫化氢，目前的净化塔仅仅对氨气进行净化，且净化能力有限，不能将尾气完全处理掉，净化处理效果较差。
发明内容
为解决上述技术中存在的问题，本发明提供一种聚丙烯腈铵盐干燥尾气处理系统，包括串联设置的洗涤塔、第一换热器、气水分离器、UV光氧部；所述洗涤塔内由下至上依次设置水洗单元、酸洗单元、碱洗单元以及除雾单元，所述洗涤塔侧壁下部设置进气口，所述洗涤塔顶部设置出气口，所述出气口与所述第一换热器连接。
其中，还包括冷却循环装置；水洗单元顶端设有水洗喷淋装置，所述水洗单元底部设置出水口，所述出水口通过所述冷却循环装置与所述水洗喷淋装置连接。
其中，还包括碱液循环装置；碱洗单元顶端设有碱洗喷淋装置，所述碱洗单元底部设置碱液出口，所述碱液出口通过所述碱液循环装置与所述碱洗喷淋装置连接。
其中，还包括酸液循环装置；酸洗单元顶端设有酸洗喷淋装置，所述酸洗单元底部设置酸液出口，所述酸液出口通过所述酸液循环装置与所述酸洗喷淋装置连接。
其中，所述酸洗单元顶部设置清洗喷淋装置。
其中，还包括絮凝单元，所述絮凝单元与所述酸液循环装置连接。
其中，所述酸洗单元底部设置酸洗塔盘，所述酸洗塔盘上设置多个气孔，所述气孔上设置舌阀；所述舌阀包括顶板和连接座，所述顶板包括悬空部和连接部；所述顶板的连接部与所述连接座顶面连接，所述顶板的悬空部架设于所述气孔上方；所述连接座内部具有空腔，所述连接座内部设置与所述顶板平行的通道，所述通道一端与所述空腔连通，所述通道另一端与所述连接座外侧连通，所述通道内设置滑动杆，所述滑动杆的两端分别位于所述通道的内外，所述滑动杆的外端设置刮板，所述刮板与所述悬空部底面相邻；所述空腔内填充二氧化碳气体，所述二氧化碳气体受热膨胀将滑动杆向外推出，所述二氧化碳气体受冷收缩将所述滑动杆向内吸回。
其中，所述滑动杆内端设置密封件，所述密封件与所述通道内壁适应。
其中，所述通道内设置密封环与限位环，所述密封环设置于所述通道外端，所述限位环设置于所述通道内端；所述密封环与所述限位环配合将所述密封件限制在所述通道内。
其中，还包括烟囱和第二换热器，所述第二换热器以及所述UV光氧部分别通过两个引风机与所述烟囱连通。
本发明的有益效果为：通过设置水洗、酸洗、碱洗以及除雾单元对尾气中的污染物分别进行清除，再经过换热器降温，气水分离器除水后再进入UV光氧部进行降解与活性炭吸附，达到尾气净化效果好，减少环境污染的目的。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明聚丙烯腈铵盐干燥尾气处理系统的工艺流程图；
图2是本发明其它实施例中舌阀的立体示意图；
图3是本发明其他实施例中舌阀的另一立体示意图；
图4是本发明其他实施例中舌阀的内部结构示意图。
附图标记说明
1、洗涤塔，11、水洗单元，111、冷却循环装置，12、酸洗单元，121、酸洗塔盘，1211、气孔，122、酸液循环装置，13、碱洗单元，131、碱液循环装置，14、除雾单元，2、絮凝单元，3、第一换热器，4、气水分离器，5、UV光氧部，6、烟囱，7、第二换热器，8、舌阀，81、顶板，82、连接座，821、空腔，83、通道，831、限位环，832、通孔，833、密封环，84、滑动杆，841、密封件，85、刮除件。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，为实施例提供的一种聚丙烯腈铵盐干燥尾气处理系统，其包括串联设置的洗涤塔1、第一换热器3、气水分离器4、UV光氧部5；
所述洗涤塔内由下至上依次设置水洗单元11、酸洗单元12、碱洗单元13以及除雾单元14，所述洗涤塔1侧壁下部设置进气口（对应水洗单元11），所述洗涤塔1顶部设置出气口，所述出气口与所述第一换热器3连接。
其中，水洗单元11、酸洗单元12和碱洗单元13之间均用塔盘隔开（浮阀塔盘），水洗单元11、酸洗单元12和碱洗单元13对应的各级单元内收集的不同液体进入各级单元对应的循环体系内，并经循环再次用于对应的各级单元内进行喷淋。
如图1所示，水洗单元11设有进气口，进气口一般设在水洗单元11塔壁相对靠下的位置；水洗单元11顶端设有水洗喷淋装置，水洗喷淋装置一般设置多个喷头，本实施例中多个喷头喷出的水溶液几乎能够覆盖整个水洗单元11内的整个横截面。聚丙烯腈铵盐尾气经进气口进入水洗单元11内，尾气自下向上走，这时水洗喷淋装置上的多个喷头同时喷出水溶液，利用低温的水溶液冷凝尾气中的水蒸气和吸收乙醇，本实施例中喷淋用的水溶液一般在30℃左右，降温后尾气降温至90℃左右，作为一级尾气进入酸洗单元12中。
水洗单元11底端还设有出水口；出水口低于进气口；出水口经冷却循环装置111（冷凝水箱）与水洗喷淋装置相连，并通过水泵实现水流推送。实际使用过程中，喷淋下来的水溶液（包括冷凝下来的水蒸气和吸收的乙醇）经出水口流出，经水泵送入冷却循环装置111，并将水溶液重新冷却至30℃进入水洗喷淋装置进行喷淋。
酸洗单元12顶端设置酸洗喷淋装置，用于喷淋酸液，酸洗喷淋装置一般也设置多个喷头，本实施例中多个喷头喷出的酸液几乎能够覆盖整个酸洗单元12塔内的整个横截面。使用时，一级尾气自下向上走，这时酸洗喷淋装置上的多个喷头同时喷出酸液（酸液中含有芬顿液和硫酸，pH一般为3~5），利用酸液中的硫酸中和一级尾气中的氨气，并利用芬顿液在酸性条件下氧化尾气中的乙酸乙酯，将乙酸乙酯氧化成乙酸和乙醇，进行溶解去除，并作为二级尾气进入碱洗单元13中。
酸洗单元12底端还设有一个酸液出口；底端的酸液出口通过酸液循环装置122分别与絮凝单元2和酸洗喷淋装置相连；酸液循环装置122包括与酸液出口相连的酸液储存装置，酸液储存装置一般为酸液循环储罐（酸液循环储罐还与外接水管道相连，用于补充酸液中的水量）。酸液储存装置与酸水循环泵相连，酸水循环泵再利用带有三通的管路分别与酸洗喷淋装置和絮凝单元2相连。在三通与酸洗喷淋装置相连的管道及三通与絮凝单元2相连的管道上分别设置控制阀（本实施例中采用蝶阀），控制酸液流动方向。酸洗单元12收集的酸液经酸液出口流入酸液储存装置，再经酸水循环泵重新泵入酸洗喷淋装置进行喷淋（此时经三通通往酸洗喷淋装置的管道上的控制阀打开，经三通通往絮凝单元2的控制阀关闭）。在酸液喷淋过程中，检测酸液的pH值，一般控制pH值在3~5，在pH值超出范围时，补充芬顿液和硫酸，或将酸液经酸水循环泵泵入絮凝单元2（此时经三通通往酸洗喷淋装置的管道上的控制阀关闭，经三通通往絮凝单元2的控制阀打开）。
絮凝单元2包括与酸洗单元12相连的絮凝装置和与絮凝装置相连的过滤装置（一般为压滤机）。本实施中，絮凝装置包括絮凝罐（絮凝罐还与冲洗水相连，用于冲洗絮凝罐）和用于配制絮凝剂溶液的絮凝剂制备罐，絮凝罐与酸液储存装置经酸水循环泵相连，吸收了足够量氨气的酸液经酸水循环泵自酸水储存装置泵入絮凝罐中，配制好的絮凝剂溶液自絮凝剂制备罐中进入絮凝罐，搅拌对铵盐产品进行絮凝，再经过滤装置进行过滤，得到铵盐产品，滤液也可作为回收水进行回收再利用。
碱洗单元13顶端设碱洗喷淋装置，用于喷淋碱液，碱洗喷淋装置一般也设置多个喷头，本实施例中多个喷头喷出的碱液几乎能够覆盖整个碱洗单元13内的整个横截面。使用时，二级尾气自下向上走，这时碱洗单元喷淋装置上的多个喷头同时喷出碱液（碱液中含有氢氧化钠，浓度一般为5~10wt%），利用碱液中的氢氧化钠中和尾气中的乙酸和硫化氢，去除了乙酸和硫化氢的尾气，再进进入除雾单元14除雾。
碱洗单元13底端设有碱液出口，碱液出口通过碱液循环装置131与碱洗喷淋装置相连。碱液循环装置131包括与碱液出口相连的碱液储存装置，碱液储存装置一般为碱液循环储罐（碱液循环储罐还与冲洗水管道相连，用于补充碱液中的水量）。碱液储存装置经碱水循环泵与碱洗喷淋装置相连。碱洗单元13收集的碱液经碱液出口流入碱液储存装置，再经碱水循环泵重新泵入碱洗喷淋装置进行喷淋。在喷淋过程中检测碱液的pH值，在pH值较低时，补充氢氧化钠或氢氧化钠溶液。
洗涤塔1的出气口与第一换热器3连接，经过除雾的气体进入第一换热器3进行降温后，继续进入气水分离器4内去除水分，再进入UV光氧部5内UV光氧处理以及进行活性炭吸附，本实施例中采用紫外辐照处理，温度低于60℃，采用185nm和254nm的紫外线进行处理。终级尾气再经一引风机送入烟囱6后排出即可，为了降低烟囱6排出烟体的湿度以及提高烟气的温度，可设置一第二换热器7，所述第二换热器7通过引风机与所述烟囱6连通，将外界空气加热后与排出烟气混合。
在另一实施例中
由于尾气中含有铵盐粉尘等颗粒物，虽然经过水洗单元喷淋处理可以去除大部分粉尘，但是酸洗单元12的酸洗塔盘121也会随着运行时间的延长导致被颗粒物和结晶堵塞，如图2和图3所示，酸洗塔盘121上设置多个气孔1211，每个气孔1211具有一个对应的舌阀8，一级尾气经过舌阀8与气孔1211之间的缝隙进入酸洗单元12，在此过程中颗粒物和结晶会附着在舌阀8顶板81的悬空部下表面，随着附着物的增加最终导致酸洗塔盘121堵塞，在常规情况下酸洗塔盘121的清洁是在每次停车维护时通过冲洗水对酸洗单元12进行冲洗，但是由于附着物附着于每个舌阀8之上，而冲洗水不可能针对每个舌阀8进行冲洗，那么附着物就需要人工清除。
为了使得附着物的清除更加方便，将酸洗塔盘121上的浮阀更换为舌阀8，如图2至图4所示，舌阀8包括圆形的顶板81和截面为半圆的柱形连接座82，顶板81包括悬空部和连接部，连接部与连接座82顶面固定连接，连接座82的下部插设于气孔1211之中并与其内侧壁固接，顶板81的悬空部架设于气孔1211上方，结晶或者颗粒物在运行过程中会逐步附着于悬空部下表面；
连接座82内部设置有含有二氧化碳气体的空腔821，连接座82内设置如图4所示设置一弧形的通道83，通道83的一端通过位于其尾端的通孔832与空腔821连接，通道83的另一端位于连接座82朝向悬空部的平面侧壁上，使得通道83通过该端与外界连通，
通道83内设置一弧形的滑动杆84，滑动杆84的两端分别位于通道83的内外，滑动杆84的外端设置刮板85，刮板85与悬空部底面相邻；
滑动杆84内端设置密封件841，密封件841与通道83内壁适应，以此避免二氧化碳气体逃逸。
并且通道83内设置密封环833与限位环831，密封环833设置于通道83外端，其作用是防止外界物质进入通道83内，限位环831设置于通道83内端，即限位环831位于通孔832与密封件841之间，在滑动杆84运动的过程中，限位环831以及密封环833将密封件841限制在通道83之内，能够防止密封件841堵塞通孔832以及防止滑动杆84滑脱至通道83之外。
空腔821与通道83的内部体积比可为15-20:1。
针对空腔821的二氧化碳气体，其填充之前应先将空腔抽真空，之后填充二氧化碳气体，并确保空腔821在30℃时其内部成负压，滑动杆84基本完全收回至通道83内。
当本系统开始运行时，酸洗塔盘121的位置附近会逐步达到至少90℃的温度，随着温度的升高，空腔83内气体膨胀，将滑动杆84推出，此过程中随着刮板85的移动进行顶板81悬空部底面的刮除，当停车维护时，使用30℃的冲洗水对酸洗单元12进行清洗，酸洗塔盘121的位置附近温度逐步降低至30℃，导致空腔83内气体收缩，继而带动滑动杆84收回，从而使得刮板85移动，对顶板81悬空部底面进行再次刮除。
需要说明的是，在每次停车维护时悬空部底面附着物最多，其主要的刮除作用是在停车降温时进行的，而升温的刮除是相当于降温刮除的辅助清理。
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。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，都属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种聚丙烯腈铵盐干燥尾气处理系统，其特征在于，包括串联设置的洗涤塔、第一换热器、气水分离器、UV光氧部；
所述洗涤塔内由下至上依次设置水洗单元、酸洗单元、碱洗单元以及除雾单元，所述洗涤塔侧壁下部设置进气口，所述洗涤塔顶部设置出气口，所述出气口与所述第一换热器连接；
所述酸洗单元底部设置酸洗塔盘，所述酸洗塔盘上设置多个气孔，所述气孔上设置舌阀，当停车维护时，使用30℃的冲洗水对酸洗单元进行清洗；
所述舌阀包括顶板和连接座，所述顶板包括悬空部和连接部；
所述顶板的连接部与所述连接座顶面连接，所述顶板的悬空部架设于所述气孔上方；
所述连接座内部具有空腔，所述连接座内部设置与所述顶板平行的通道，所述通道一端与所述空腔连通，所述通道另一端与所述连接座外侧连通，所述通道内设置滑动杆，所述滑动杆的两端分别位于所述通道的内外，所述滑动杆的外端设置刮板，所述刮板与所述悬空部底面相邻；
所述空腔内填充二氧化碳气体，所述二氧化碳气体受热膨胀将滑动杆向外推出，所述二氧化碳气体受冷收缩将所述滑动杆向内吸回。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈铵盐干燥尾气处理系统，其特征在于，还包括冷却循环装置；
水洗单元顶端设有水洗喷淋装置，所述水洗单元底部设置出水口，所述出水口通过所述冷却循环装置与所述水洗喷淋装置连接。
3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈铵盐干燥尾气处理系统，其特征在于，还包括碱液循环装置；
碱洗单元顶端设有碱洗喷淋装置，所述碱洗单元底部设置碱液出口，所述碱液出口通过所述碱液循环装置与所述碱洗喷淋装置连接。
4.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈铵盐干燥尾气处理系统，其特征在于，还包括酸液循环装置；
酸洗单元顶端设有酸洗喷淋装置，所述酸洗单元底部设置酸液出口，所述酸液出口通过所述酸液循环装置与所述酸洗喷淋装置连接。
5.根据权利要求4所述的一种聚丙烯腈铵盐干燥尾气处理系统，其特征在于，所述酸洗单元顶部设置清洗喷淋装置。
6.根据权利要求5所述的一种聚丙烯腈铵盐干燥尾气处理系统，其特征在于，还包括絮凝单元，所述絮凝单元与所述酸液循环装置连接。
7.根据权利要求6所述的一种聚丙烯腈铵盐干燥尾气处理系统，其特征在于，所述滑动杆内端设置密封件，所述密封件与所述通道内壁适应。
8.根据权利要求7所述的一种聚丙烯腈铵盐干燥尾气处理系统，其特征在于，所述通道内设置密封环与限位环，所述密封环设置于所述通道外端，所述限位环设置于所述通道内端；
所述密封环与所述限位环配合将所述密封件限制在所述通道内。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种聚丙烯腈铵盐干燥尾气处理系统，其特征在于，还包括烟囱和第二换热器，所述第二换热器以及所述UV光氧部分别通过两个引风机与所述烟囱连通。
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