CN204865541U - 用于回收并销毁VOCs气体的处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于回收并销毁VOCs气体的处理装置，主要解决现有技术中无法满足国家标准的问题。本实用新型通过采用一种用于回收并销毁VOCs气体的处理装置，VOCs气体管线与吸收塔相连，吸收塔上部设有进油管线，进油管线上设有进油泵，吸收塔底部设有出油管线，出油管线上设有出油泵，吸收塔顶部出口管线与预处理系统入口相连，预处理系统出口与风机入口相连，风机出口与预热器冷程入口相连，预热器冷程出口与加热室入口相连，加热室出口依次与低温触媒催化床、高温触媒催化床、蓄热体相连，蓄热体出口与预热器热程相连，预热器热程出口与烟囱相连的技术方案较好地解决了上述问题，可用于回收并销毁VOCs气体的处理中。

Description

用于回收并销毁VOCs气体的处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于回收并销毁VOCs气体的处理装置。

背景技术

目前炼化行业码头装船、汽车及铁路装车、轻质油及污油罐区大、小呼吸过程中常伴随挥发出大量浓度高的VOCs(挥发性有机物)气体。因现阶段我国针对治理VOCs的标准较低，针对现阶段浓度较高的VOCs气体主要采用吸附法、冷凝法、吸收法及膜分离法或以上几种方法的组合，VOCs排放指标均可满足现阶段标准要求；然而随着我国国家和社会对环境保护治理要求的日益严格，即将颁布实施的新国家标准《石油炼制企业工业污染物排放标准》要求非甲烷总烃浓度≤120mg/m³；即将颁布实施的《石油化工工业污染物排放标准》要求苯排放指标≤1mg/m³、甲苯排放指标≤25mg/m³、二甲苯排放指标≤40mg/m³；现行地方标准北京地标DB11-447《炼油与石油化学工业大气污染物排放标准》要求非甲烷总烃排放指标≤100mg/m³，天津市地方标准DB12/524-2014《工业企业挥发性有机物排放控制标准》要求非甲烷总烃排放指标≤80mg/m³。

然而现行VOCs回收治理技术已无法满足以上标准要求，亟需开发一种既可以回收高浓度、有经济价值的VOCs气体，又可以销毁治理低浓度、无回收经济价值的VOCs气体技术。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中无法满足国家标准的问题，提供一种新的用于回收并销毁VOCs气体的处理装置。该装置用于回收并销毁VOCs气体的处理中，具有可满足国家标准的优点。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种用于回收并销毁VOCs气体的处理装置，其特征在于VOCs气体管线与吸收塔相连，吸收塔上部设有进油管线，进油管线上设有进油泵，吸收塔底部设有出油管线，出油管线上设有出油泵，吸收塔顶部出口管线与预处理系统入口相连，预处理系统出口与风机入口相连，风机出口与预热器冷程入口相连，预热器冷程出口与加热室入口相连，加热室出口依次与低温触媒催化床、高温触媒催化床、蓄热体相连，蓄热体出口与预热器热程相连，预热器热程出口与烟囱相连。

上述技术方案中，优选地，所述VOCs气体管线上、吸收塔顶部出口管线上、预热器热程出口管线上设有阻火器。

上述技术方案中，优选地，所述进油泵出口设有进油阀门。

本专利与现有技术相比，最大优势是不仅能够实现高浓度、有经济价值气体的回收；而且还可以实现VOCs气体的接近“零排放”，从而满足即将颁布一系列新国家标准的实施。同时该技术投资成本低，催化剂相对廉价；与原有技术相比，不存在嫁接污染；回收效率高，VOCs处理率高达99％以上；工艺简单可靠，操作及维护使用成本低，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型所述装置的流程示意图。

图1中，1)进油泵；2)进油阀门；3)阻火器；4)吸收塔；5)有机废气；6)回油阀门；7)回油泵；8)阻火器；9)预处理系统；10)风机；11)预热器；12)阻火器；13)加热器；14)低温触媒催化床；15)高温触媒催化床；16)蓄热体；17)烟囱。

下面通过实施例对本实用新型作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。

具体实施方式

【实施例1】

本实用新型采用吸收剂高效吸收+低温触媒催化燃烧的工艺路线，即吸收剂高效吸收部分和低温触媒催化燃烧等两部分组成。

码头装船、汽车及铁路装车过程中挥发的高浓度VOCs气体，浓度范围在0～1000g/m³之间或更高的质量浓度，气体组成包括油气、苯系物及少量硫化物等。通过吸收剂高效吸收部分，将高浓度、有经济价值的VOCs气体回收再利用，使其降至该混合气体的爆炸极限的下限以下。混合气体之后通过预处理系统稀释至混合气体爆炸极限的下限的40％范围内，进入低温触媒催化燃烧部分，在该系统内，以油气为主的非甲烷总烃浓度降至80mg/m³以下，苯排放浓度降至1mg/m³以下，其他苯系物浓度降至10mg/m³。

高效吸收部分由进油泵、进油控制阀门、吸收塔、回油泵、回油控制阀门等组成。同时吸收塔与外部有四个接口，高效吸收剂通过进油泵由吸收塔顶部喷淋而下，同时吸收剂有吸收塔底部通过回油泵输送至界外。同时装载过程中挥发的VOCs气体由吸收塔下部进入吸收塔，并经高效吸收剂的喷淋吸收后由吸收塔顶部挥发出进入低温触媒催化燃烧部分。

高效吸收剂为直馏柴油或粗柴油。因直馏柴油或粗柴油在炼厂中常作为一种中间物料进行回炼，采用该吸收剂不仅能高效回收非甲烷总烃、苯系物等，而且可以高效回收硫化物，从而避免低温触媒系统中毒。同时因该吸收剂最终需要返回装置进行回炼，也不会增加额外处理吸收剂的负担。

进一步的，可通过机械制冷或其他制冷方式降低高效吸收剂的温度，从而进一步提高吸收剂的吸收效率，降低低温触媒催化燃烧系统的处理负担。

低温触媒催化燃烧部分由预处理系统、引风机、预热器、电加热器、触媒塔、蓄热器及排气烟囱组成。其中触媒塔内填充有低温触媒床及高温触媒床。低温触媒床由蜂窝陶瓷上负载由低温催化剂组成，低温催化剂可以是纳米银或纳米银/氧化锰/氧化铈负载于该蜂窝陶瓷之上，低温催化剂起始反应温度低；高温催化剂可以负载铂、钯等贵金属催化剂，高温催化剂所需的初始反应温度高。

混合气体进入低温触媒催化燃烧系统前，高浓度的VOCs气体已被高效吸收部分吸收转化为液体并返回装置进行回炼。此时混合气体浓度经预处理系统通过添加空气稀释的方式稀释至混合气体爆炸极限下限的40％以下。通过引风机的作用，混合气体进入预热器(或热交换器)。在预热器内，混合气体与经低温触媒系统处理净化后的高温净化气体进行热交换，即余热利用。

之后,升温后的混合气体进入电加热器,电加热器根据混合气体温度决定是否开机工作。之后混合气体进入低温触媒氧化床，在氧化床催化剂的作用下VOCs气体被转化为CO₂和H2O，并释放出热量促使混合气体温度进一步升高；之后混合气体进入高温触媒氧化床，在该区域内，剩余少量VOCs气体进一步被转化为O₂和H₂O，并释放出热量促使混合气体温度进一步升高；最后混合气体进入陶瓷蓄热体，在该蓄热体内剩余极少量的VOCs气体被彻底转化为CO₂和H₂O，同时部分热量被存储到蓄热体中，高温净化气体重新返回至预热器降温后，并经烟囱排入大气中。

以火车汽油装车为例：

在火车装车过程开始之前，本专利所示的系统首先启动。即进油泵、回油泵同时启动，进油阀及回油阀打开，吸收系统开始运行；与此同时，电加热系统开始启动、风机及预处理系统启动，稀释气体达到低温触媒床所需的工作温度后，火车装车系统开始正常工作。

在火车装车装载过程中，大量油气混合空气通过火车油罐自身压力或通过引风机等通过密闭鹤管的气相管线挥发进入有机废气集气收集管线。此时混合气体中油气浓度可高达600～800g/Nm³；混合油气进入吸收塔底部，经常温柴油系统喷淋吸收后，吸收塔塔顶出口油气浓度可＜25g/Nm³或更低；之后进入预处理系统，在预处理系统中通过添加空气稀释的方式，使油气浓度降至10g/Nm³以下，之后通过风机作用下进入预热器中，通过预热器出口后，混合气体温度上升至200℃左右进入电加热器中；电加热器根据设定好的程序决定是否需要进一步对混合气体进行加热，之后混合气体进入低温触媒催化床内，在低温催化剂的作用下，大部分油气被转化为CO₂和H₂O，同时释放出热量，此时混合气体温度达到400℃左右，浓度在80mg/Nm³左右；之后剩余的少量油气进一步进入高温触媒催化床内，在高温触媒催化床负载的高温催化剂的作用下，少量油气进一步转化为CO₂和H₂O，并释放出热量，此时混合气体的温度高达600℃左右，浓度低于50mg/Nm³左右；之后混合气体进入蓄热体内，进一步转化为CO₂和H₂O，并释放出热量，此时油气几乎彻底转化为CO₂和H₂O；与此同时，热量一部分存储与蓄热体内，另一部分通过预热器与来料气体进行热交换；最终排入烟囱的油气浓度≤10mg/m³。

Claims (3)

1.一种用于回收并销毁VOCs气体的处理装置，其特征在于VOCs气体管线与吸收塔相连，吸收塔上部设有进油管线，进油管线上设有进油泵，吸收塔底部设有出油管线，出油管线上设有出油泵，吸收塔顶部出口管线与预处理系统入口相连，预处理系统出口与风机入口相连，风机出口与预热器冷程入口相连，预热器冷程出口与加热室入口相连，加热室出口依次与低温触媒催化床、高温触媒催化床、蓄热体相连，蓄热体出口与预热器热程相连，预热器热程出口与烟囱相连。

2.根据权利要求1所述用于回收并销毁VOCs气体的处理装置，其特征在于所述VOCs气体管线上、吸收塔顶部出口管线上、预热器热程出口管线上设有阻火器。

3.根据权利要求1所述用于回收并销毁VOCs气体的处理装置，其特征在于所述进油泵出口设有进油阀门。