CN115591389A - 一种熔硫装置有机废气的净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及挥发性有机废气处理领域，尤其涉及一种熔硫装置有机废气的净化装置，包括吸附装置和脱附装置，吸附装置具有串联传导有机废气的预处理装置、吸附组件以及吸附风机，吸附组件内放置有吸附有机废气的吸附模块，脱附装置包括串联传导空气的空气加热器、脱附组件、脱附风机和焚烧装置，本发明使用吸附模块应用至独立的吸附系统中净化有机废气直至吸附饱和，饱和的吸附模块拆卸运转至脱附系统中高温脱附，从而实现吸附模块在吸附系统和脱附系统中的循环转移，有效降低吸附材料的应用成本，降低资源浪费，而且独立的吸附系统和脱附系统适用分散式气体吸附净化以及集中脱附，满足区域内多家挥发性有机废气VOCs净化处理有序进行。

Description

一种熔硫装置有机废气的净化装置

技术领域

本发明涉及挥发性有机废气处理领域，尤其涉及一种熔硫装置有机废气的净化装置。

背景技术

硫酸生产作为化肥生产的前端工序，在生产过程中，会产生大量混合有机废气，主要成分为二氧化硫、硫化氢、闪蒸硫蒸汽粉尘及挥发性有机废气等，排放到空气中会有一定的污染，同时伴随异味。熔硫装置尾气具有温度高、成分复杂、硫磺粉尘量大、异味重等特点，环保治理难度大。多数企业均配套做了一些简单环保设备(如喷淋塔、UV光氧、活性炭箱)，但是日趋严格的环保要求下，仍然存在治理效果不佳，运行状况差，少量污染周边环境，岗位人员操作环境差的现状。企业急需进一步对熔硫尾气进行治理。

VOCs成为国家重点管控的第五类污染物，是PM2.5、O₃的前驱物(雾霾、光化学烟雾、污染空气)，大多数是有毒、有害、异味气体，为此，国家、省市各部门相继出台各种法规、政策，全面推进VOCs污染物治理，目前比较成熟的有机废气治理技术达几十种，包括传统的有吸附法、吸收法、燃烧法、冷凝法，联用技术有吸附－冷凝回收、吸附浓缩－蓄热燃烧，低温等离子体技术、光催化氧化、生物法、膜分离技术，多数为以上几种工艺的组合工艺技术，而该处理模式采用净化效果最高、运用最成熟的“吸脱附浓缩+热力焚烧”工艺。

目前全国各地区均在推进VOCs废气治理，多数废气排放企业均在陆续安装处理设施，但是与之而来的是没有专业的管理人员、没有有效的活性炭/沸石分子筛更换监管措施，或者无法确定是否更换，同时一次性使用吸附材料，运行成本较高，还会产生危废，造成大量资源浪费，由于多数废气企业总排放量小、企业分散、吸附材料危废处理成本高的特点，没法建设大型废气处理设备，治理设施难以管理，为此，我们提出一种熔硫装置有机废气的净化装置。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的以下问题：一次性使用吸附材料，运行成本较高，还会产生危废，造成大量资源浪费，由于多数废气企业总排放量小、企业分散、吸附材料危废处理成本高的特点。

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种熔硫装置有机废气的净化装置，包括吸附装置和脱附装置，吸附装置具有串联传导有机废气的预处理装置、吸附组件以及吸附风机，吸附组件内放置有吸附有机废气的吸附模块，脱附装置包括串联传导空气的空气加热器、脱附组件、脱附风机和焚烧装置。

优选的，所述吸附组件和脱附组件结构相同，吸附组件包括直线贯通气体的通风箱，通风箱内固定有模块架，模块架用于限位所述吸附模块。

优选的，所述吸附模块采用的是活性炭板或沸石分子筛。

优选的，所述焚烧装置采用的是热力焚烧炉或厂区燃烧炉。

优选的，所述预处理装置包括喷淋组件和碱洗塔，喷淋组件与碱洗塔串联。

优选的，所述喷淋组件包括喷淋器和循环槽，喷淋器具有导通有机废气的进口和出口，喷淋器的出口连接所述碱洗塔，循环槽与喷淋器间配套设置有压滤机，喷淋器通过其上安装的泵机进行循环供液，配套压滤机去除循环液中的硫磺粉尘(除渣)。

优选的，所述碱洗塔具有两个，两个所述碱洗塔串联传导有机废气。

优选的，所述碱洗塔上配套有对有机废气间接冷却的冷却器，采用循环冷却水来冷却循环洗涤液，间接冷却有机废气，降低温度后进入吸附装置。

与相关技术相比较，本发明提供的熔硫装置有机废气的净化装置具有如下有益效果：

本发明使用吸附模块应用至独立的吸附系统中净化有机废气直至吸附饱和，饱和的吸附模块拆卸运转至脱附系统中高温脱附，从而实现吸附模块在吸附系统和脱附系统中的循环转移，有效降低吸附材料的应用成本，降低资源浪费，而且独立的吸附系统和脱附系统适用分散式气体吸附净化以及集中脱附，满足区域内多家挥发性有机废气VOCs净化处理有序进行。

附图说明

图1为本发明的工艺流程框图；

图2为本发明的吸附装置结构示意图；

图3为本发明的脱附装置结构示意图。

图中标号：1、通风箱；2、模块架；3、吸附模块；4、喷淋器；5、循环槽；6、压滤机；7、碱洗塔；8、吸附风机；9、空气加热器；10、脱附风机；11、焚烧装置；12、冷却器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1-3所示，一种熔硫装置有机废气的净化装置，包括吸附装置和脱附装置

吸附装置

预处理装置：采用喷淋器4传导有机废气，压滤机6连接循环槽5向喷淋器4供水，喷淋器4的排气连接两组碱洗塔3，并在碱洗塔3的尾部设置冷却器12；

尾气处理装置：吸附组件内安装多组吸附模块3，吸附组件的进出端分别连接冷却器12和吸附风机8；

在吸附风机8的驱动下使有机废气进入喷淋器4内，开启压滤机6将循环槽5内的喷淋液循环喷入喷淋器4内，对有机废气进行喷淋净化，喷淋后的废气导入碱洗塔3内，再由冷却器12排出，实现有机废气去酸性废气、硫磺粉尘、降低尾气温度；

预处理后的气体导入吸附组件内，并穿过吸附模块3，吸附模块3对有机废气内的有害物质过滤，吸附模块3采用的是活性炭板或沸石分子筛，内滞留有害物质，净化后的气体经过吸附风机8定向排出；

脱附装置由空气加热器9、脱附组件、脱附风机10、焚烧装置11串联构成；

将吸附系统内的饱和的吸附模块3拆卸安装在脱附装置的脱附组件内，通过空气加热器9向脱附组件内供入热空气，增压、加热后的热空气(100-120℃)使饱和的吸附模块3进行脱附，在脱附风机10的引导下使气流带动脱附的有害杂质进入焚烧装置11焚烧净化，脱附完全的模块送回吸附组件循环使用；

焚烧装置11采用的是热力焚烧炉或厂区燃烧炉；

在线监测器包括：装配在吸附组件上的PID远程监测系统和装配在焚烧装置11排口的VOCs在线监测系统，且PID远程监测系统和VOCs在线监测系统通过GPRS/4G/有线网络和运维服务终端连接，可以使整套处理设施运行处于全程实时监测中。

吸附组件和脱附组件结构相同，吸附组件包括直线贯通气体的通风箱1，用于传导气体，通风箱1内固定有多个模块架2，模块架2用于限位安装吸附模块3，通风箱1具有拆装口，用于吸附模块3的活动拆装；

该处理系统用于熔硫有机废气的吸附，并可以分散在周边各VOCs废气处理企业，每个企业可以设置一套/多套分散吸附装置，吸附厂区所产生的有机废气；在环保管家或第三方运维服务公司的协助下，将装置内吸附饱和后的活性炭或沸石分子筛模块取出，更换成脱附再生后的模块，取出的饱和模块送至离线脱附系统进行脱附再生，是分散吸附装置和集中脱附系统的连接纽带，通过该模块的“吸附→拆卸→运输→安装→脱附再生→拆卸→运输→安装→吸附”循环使用，达到区域内多家企业整体治理挥发性有机废气目的，该分散吸附装置为多套挥发性有机废气处理系统，可以在设施所在企业周边各个需要处理有机废气企业安装使用。

具体步骤为：

S1：预处理设备先除去酸性废气、硫磺粉尘、降低尾气温度，再进入吸附装置进行有机废气净化处理，通过预处理后进入吸附装置/分散吸附装置；

S2：有机废气被吸附在活性炭或沸石分子筛模块内，净化后的废气通过吸附风机增压达标排放，吸附饱和模块送至离线脱附系统，脱附再生，该分散吸附装置为多套挥发性有机废气处理系统，可以在燃烧炉所在企业周边各个有机废气企业安装使用，该分散吸附装置即为挥发性有机废气VOCs处理的子系统；

S3：分散吸附装置吸附饱和的活性炭或沸石分子筛模块运送到离线脱附系统，将模块安装于框架上，然后采用脱附风机增压、空气加热器加热后的热空气(100-120℃/200℃)进行脱附，形成小气量、高浓度的有机废气，送入燃烧炉(800℃以上)，作为燃烧补风进行焚烧净化处理，当吸附装置/分散吸附装置内的挥发性有机废气VOCs脱附完成后，关闭空气加热器且脱附风机继续运行，采用环境空气冷却后，将模块取出运送回其他企业循环使用，该离线脱附系统即为挥发性有机废气VOCs处理的母系统；

S4：在废气处理过程中，在线监测器包括装配在分散吸附箱上的PID远程监测系统和装配在燃烧炉出口上的VOCs在线监测系统，且PID远程监测系统和VOCs在线监测系统通过GPRS/4G/有线网络和运维服务终端连接，可以使整套处理设施运行处于全程实时监测中；在环保管家或第三方运维服务公司的协助下，进行模块更换台账管理，实现整套系统运行智能化管理，且脱附风机将脱附废气送厂区燃烧炉焚烧进行净化，实现本企业排放废气的长期处理，吸脱附模块自动吸附、脱附再生，满足在线监测达标排放；

实施例：某化肥企业硫酸厂，100t/h熔硫装置是80万吨/年硫酸装置配套工程项目，在投料生产过程中，熔硫装置尾气具有温度高、成分复杂、粉尘量大、异味重等特点，环保治理难度大。将快熔罐A/B/C产生的熔硫废气通过抽气风机引入尾气洗涤塔进行两次喷淋洗涤后排放。但该尾气洗涤自投运以来存在如下问题：(1)洗涤效果差，大量粉状硫磺和升华硫未被洗涤液捕获，堵塞风机叶轮、洗涤喷头、洗涤塔除沫填料等，每隔两天左右需停运尾吸循环泵进行清理，检修频繁、劳动强度大，异味逐渐加重。(2)尾吸塔循环液随着运行时间延长，尾吸液硫磺粉尘浓度增高，尾吸塔底部有约15cm沉淀物，造成洗涤效果差。水平衡不易控制，洗涤液温度偏高。(3)企业为降低硫酸生产成本，大量使用块粉磺、地脚磺，硫磺中的有机杂质成份增多，在熔磺时快熔罐A/B/C产生大量异味气体，粗硫槽、助滤槽和精硫槽没有收集处理，污染周边环境，岗位人员操作环境差。

目的：通过对熔硫尾气洗涤系统、液硫贮槽排气孔的改造，综合治理熔硫片区产生的废气，消除现场异味气体，改善岗位人员的操作环境。

实施方案：(1)快熔罐、粗硫槽、精硫槽采用保温加水泥砂浆光面进行密封，减少槽顶无组织冒气。(2)将快熔罐、粗硫槽、助滤槽不带蒸汽夹套的抽气管改造成有一定倾斜角度带蒸汽夹套保温的抽气管，夹套管分段疏水，改造后夹套管内正常使用0.5MPa饱和蒸汽进行保温，避免频繁拆清抽气管道和减少尾气夹带的硫磺粉尘。(3)按照本申报专利技术(一种熔硫装置有机废气的在线吸附+离线脱附净化装置)新建尾气净化系统：

第一步，采用管道对尾气进行收集，汇总后的尾气经抽气风机先经过一台喷淋器(材质为304不锈钢)，采用冷却液循环喷淋冷却尾气，即捕集尾气携带的硫磺粉尘，同时通过水份蒸发，降低尾气温度。

第二步，降温后的尾气进入第一洗涤塔(材质为304不锈钢/玻璃钢)，内设两层空塔喷淋装置及一层除雾器，采用碱性溶液对尾气进行充分吸收、溶解、粘附、降温、冲洗，去除尾气中的SO2、H2S、溶解性物质及剩余粉尘等，同时通过冷却后的循环液冷却尾气，采用空塔喷淋可以有效防止堵塞，减少维护、清理。第二洗涤塔(材质为304不锈钢/玻璃钢)，内设两层填料喷淋装置及一层除雾器，加装填料增加气液接触面积，功能同一级喷淋塔，为高效脱硫设备。经过洗涤后的尾气进入除雾器进行除雾(材质为304不锈钢/玻璃钢)，主要对尾气携带的雾沫进行气液分离，去除尾气携带的雾滴。喷淋塔配套设置地上(方便清理检修)洗涤循环液池(分隔为下塔循环水池、冷却水池、上塔循环水池三个池子)，设置钢结构平台位于池子之上，喷淋洗涤塔摆放于平台之上；循环液从喷淋塔底沿管道先进入下塔循环液池沉降，再通过高位溢流至冷却池，进入上塔循环水池，冷却后的循环液经循环液泵再送至喷淋塔上层喷淋洗涤，形成循环净化系统，两台喷淋塔共用一台循环液泵(利旧)。上塔循环液经循环液冷却泵送到5#硫酸一吸酸冷却器冷却到≤40℃后回到冷却水池(洗涤液降温系统使用5#硫酸低温位热能回收投用后闲置的一吸酸冷却器和富余的循环水量)。

第三步，经除雾器除雾后的尾气进入沸石吸附箱(材质为不锈钢)，主要目的是采用沸石对尾气中挥发性有机物进行吸附，使其完全净化，净化除异味后(尾气温度≤35℃)的尾气经烟囱高空排放(原烟筒拆迁安装)。

第四步，利用厂区化肥厂燃烧炉(800℃以上)，单独设置集中脱附系统，该系统采用热风对吸附饱和的沸石进行脱附再生，脱附废气送至燃烧炉焚烧净化处理。再生沸石模块送至吸附箱循环使用，减少吸附材料更换频次，降低使用成本。

通过对熔硫装置产生的废气进行综合治理，使尾气烟羽及异味基本全部消除，通过对尾吸塔出口尾气异味排放治理，优化环保排放指标，达到大气污染物排放标准排放，满足环保、安全、消防、职业卫生的要求。同时，该装置可以脱附厂区周边多家挥发性有机废气VOCs治理装置吸附饱和的活性炭/沸石分子筛，可以有效降低各废气排放企业一次投资及运行费用，装置简单、安装周期短、节能环保，实现在线监测管理，具有很好的推广实施意义。

Claims (8)

1.一种熔硫装置有机废气的净化装置，其特征在于，包括吸附装置和脱附装置，吸附装置具有串联传导有机废气的预处理装置、吸附组件以及吸附风机(8)，吸附组件内放置有吸附有机废气的吸附模块(3)，脱附装置包括串联传导空气的空气加热器(9)、脱附组件、脱附风机(10)和焚烧装置(11)。

2.根据权利要求1所述的熔硫装置有机废气的净化装置，其特征在于，所述吸附组件和脱附组件结构相同，吸附组件包括直线贯通气体的通风箱(1)，通风箱(1)内固定有模块架(2)，模块架(2)用于限位所述吸附模块(3)。

3.根据权利要求2所述的熔硫装置有机废气的净化装置，其特征在于，所述吸附模块(3)采用的是活性炭板或沸石分子筛。

4.根据权利要求1所述的熔硫装置有机废气的净化装置，其特征在于，所述焚烧装置(11)采用的是热力焚烧炉或厂区燃烧炉。

5.根据权利要求1所述的熔硫装置有机废气的净化装置，其特征在于，所述预处理装置包括喷淋组件和碱洗塔(7)，喷淋组件与碱洗塔(7)串联。

6.根据权利要求5所述的熔硫装置有机废气的净化装置，其特征在于，所述喷淋组件包括喷淋器(4)和循环槽(5)，喷淋器(4)具有导通有机废气的进口和出口，喷淋器(4)的出口连接所述碱洗塔(7)，循环槽(5)与喷淋器(4)间配套设置有压滤机(6)。

7.根据权利要求5所述的熔硫装置有机废气的净化装置，其特征在于，所述碱洗塔(7)具有两个，两个所述碱洗塔(7)串联传导有机废气。

8.根据权利要求7所述的熔硫装置有机废气的净化装置，其特征在于，所述碱洗塔(7)上配套有对有机废气间接冷却的冷却器(12)。

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