CN210021626U - 一种适用于尾气浓度变化的自动吸附系统 - Google Patents

Abstract

一种适用于尾气浓度变化的自动吸附系统包括多个并例的吸附机组及串联在所述吸附机组的阻火排空器；每个所述的吸附机组上端通过分别通过一个排气阀门与阻火排空器连通；每个所述的吸附机组下端通过分别通过一个进气阀门与进气阀门连通；在所述排气阀门与所述阻火排空器之间的连接管上设有排气浓度检测器；在所述进气阀门与进气阀门之间的连管上设有进气浓度检测器。本实用新型提供了一种全新的适用于尾气浓度变化的自动吸附装置及控制系统，可对传统吸附装置的设备及控制系统进行技术升级改造，提升装置处理设备及控制系统与污染物进气流量和污染因子浓度自动匹配，保证装置在尾气达标排放的前提条件下，在工艺流程、程序控制、设备稳定运行及安全生产等方面具备优势。

Description

一种适用于尾气浓度变化的自动吸附系统

技术领域

本实用新型涉及对化工或其它行业生产中产生的尾气(废气)进行吸附处理的技术领域，具体涉及对有机/无机化工装置生产工序排放的或者无组织排放的废气进行集中处理，特别针对进入处理装置的尾气气量或(和)浓度有变化的气源，可实现废气吸附处理程序和设备运行的自动控制，经处理后的气体可达标排放。

背景技术

采用吸附方式对废气进行回收或处理，是目前比较常用和有效的气体处理手段。采用吸附方式处理气体一般包含气体吸附和再生(脱附、干燥)等程序，常见的吸附材料有活性碳纤维(颗粒)或其它多孔介质，脱附过程一般采用蒸汽进行反吹结合冷凝器进行气体组分的回收，干燥过程可采用常温或加热后的空气 (氮气)等。

现有的尾气吸附装置基本都是针对确定的气体流量和浓度进行设计，一旦设计完成就属定型设备，只能针对特定的气量和浓度的尾气进行处理，如果尾气的流量或浓度发生变化就有可能导致最终排放的尾气无法达到环保要求。比如化工生产中尾气产生的工序发生异常状况或者废气总管上有多股气体来源，可能会导致尾气在短时间气量骤增或者其中有机物含量大幅增加，传统的吸附装置只能通过固定程序延长吸附时间或者紧急放空进行处理，其结果往往造成尾气超标排放，污染周边环境且带来一定的安全风险。

因此，针对传统的工艺流程及阀门运行状态等程序固定的尾气吸附系统存在的问题，采用一种能够在不同的进气气源条件下，实现工艺阀门、流程及控制系统自动匹配的全新的尾气吸附装置，不仅能提升装置的环保水平和自动化控制水平，而且在安全生产可靠性方面具有更强有力的保障。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述传统尾气吸附装置和控制系统存在的不足，提供了一种全新的适用于尾气浓度变化的自动吸附装置及控制系统，可对传统吸附装置的设备及控制系统进行技术升级改造，提升装置处理设备及控制系统与污染物进气流量和污染因子浓度自动匹配，保证装置在尾气达标排放的前提条件下，在工艺流程、程序控制、设备稳定运行及安全生产等方面具备优势。

本实用新型目的是这样实现的：一种适用于尾气浓度变化的自动吸附装置及系统包括多个并例的吸附机组及串联在所述吸附机组的阻火排空器；

每个所述的吸附机组上端通过分别通过一个排气阀门与阻火排空器连通；

每个所述的吸附机组下端通过分别通过一个进气阀门与进气阀门连通；

在所述排气阀门与所述阻火排空器之间的连接管上设有排气浓度检测器；

在所述进气阀门与进气阀门之间的连管上设有进气浓度检测器。

进一步讲，在所述进气阀门与所述吸附机组之间设有下支管；

各所述下支管上设有第一串联进气阀门。

进一步讲，所述的吸附机组内填活性炭颗粒或者活性碳纤维等适用于吸附气态物质的多孔材料。

进一步进，所述排气阀门和所述吸附机组之间管路上设置有上支管，各上支管上设置有二级串联阀门；

所述上支管与下支管通过三级串联阀门与总管连接。

进一步讲，所述的排气阀门、进气阀门为电子阀门，控制器分别与排气浓度检测器、进气浓度检测器连接、并接收排气浓度检测器、进气浓度检测器输出信号；

所述控制器分别与排气阀门、进气阀门连接、并接收控制器的开启或关闭指令。

本实用新型提供的尾气吸附装置和控制系统，具有以下有益效果：

1、通过控制系统可实现工艺流程上所有阀门的自动开关动作，保障装置设备运行的自动化水平，避免人为操作故障和调节时效性欠缺，整个装置适于处理尾气的流量和浓度变化的范围更广。

2、根据尾气进气流量和污染因子浓度，多个吸附机组可串联或者并联运行，在保证尾气达标排放条件下尽可能投用少量的吸附机组，以减少后续再生工序中蒸汽、空气等用量，节约能源消耗。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的流程示意图。

图2是本实用新型控制示意图。

具体实施方式

本实用新型的流程如图1所示：一种适用于尾气浓度变化的自动吸附装置及系统包括四个并例的吸附机组(从左至右依次在图1中的编号是5、6、 7、8)及串联在所述吸附机组的阻火排空器4，优选的，吸附机组内填活性炭颗粒或者活性碳纤维等适用于吸附气态物质的多孔材料；

所述的吸附机组(从左至右依次在图1中的编号是5、6、7、8)上端通过分别通过一个排气阀门(从左至右依次在图1中的编号是21、22、23、24)与阻火排空器4连通；

所述的吸附机组(从左至右依次在图1中的编号是5、6、7、8)下端通过分别通过一个进气阀门(从左至右依次在图1中的编号是9、10、11、12)与进气阀门1连通；

在所述排气阀门(从左至右依次在图1中的编号是21、22、23、24)与所述阻火排空器4之间的连接管上设有排气浓度检测器3；

在所述进气阀门(从左至右依次在图1中的编号是9、10、11、12)与进气阀门1之间的连管上设有进气浓度检测器2。

优选的，在所述进气阀门(从左至右依次在图1中的编号是9、10、11、12) 与吸附机组(从左至右依次在图1中的编号是5、6、7、8)之间设有下支管；

各所述下支管上设有第一串联进气阀门(从左至右依次在图1中的编号是 13、14、15、16)。

优选的，排气阀门(从左至右依次在图1中的编号是21、22、23、24)和吸附机组(从左至右依次在图2中的编号是5、6、7、8)之间管路上设置有上支管，各上支管上设置有二级串联阀门(从左至右依次在图1中的编号是 17、18、19、20)；

如图2中，排气阀门(从左至右依次在图2中的编号是21、22、23、24)、进气阀门(从左至右依次在图2中的编号是21、22、23、24)为电子阀门，控制器26分别与排气浓度检测器3、进气浓度检测器2连接、并接收排气浓度检测器3、进气浓度检测器2输出信号；

控制器26分别与排气阀门(从左至右依次在图2中的编号是21、22、23、24)、进气阀门(从左至右依次在图2中的编号是21、22、23、24)连接、并接收控制器26的开启或关闭指令。

本实用新型的工作原理如下(以下编号需要结合图1进行理解)：

适用于尾气浓度变化的自动吸附装置及系统，包含装置本体(设备、管道及阀门)和仪表控制检测自控系统(气体浓度检测仪表、阀门动作控制系统)。根据进气气量和浓度的不同，运行的吸附机组数量不同，具体说明如下：

(1)单个吸附机组运行：以吸附机组5为例，在自控系统中阀门的开关状态见下表。

具体流程：尾气经进气阀门1、机组进气阀门9进入吸附机组5，吸附后的尾气经排气阀门21后从阻火排空器4放空。

(2)两个吸附机组并联运行：以吸附机组5和6为例，在自控系统中阀门的开关状态见下表。

具体流程：尾气经进气阀门1、机组进气阀门9和10进入吸附机组5和6，吸附后的尾气经排气阀门(21、22)后从阻火排空器4放空。

(3)两个吸附机组串联运行：以吸附机组5和6为例，在自控系统中阀门的开关状态见下表。

具体流程：尾气经进气阀门1、机组进气阀门9进入吸附机组5，吸附后的尾气经二级串联阀门17、一级串联进气阀门14后进入吸附机组6，再次吸附后的尾气经排气阀门22后从阻火排空器4放空。

(4)三个吸附机组并联运行：以吸附机组5、6和7为例，在自控系统中阀门的开关状态见下表。

具体流程：尾气经进气阀门1、机组进气阀门9、10和11进入吸附机组5、 6和7，吸附后的尾气经排气阀门21、22和23后从阻火排空器4放空。

(5)三个吸附机组串联运行：以吸附机组5、6和8为例，在自控系统中阀门的开关状态见下表。

具体流程：尾气经进气阀门1、机组进气阀门9进入吸附机组5，吸附后的尾气经二级串联阀门17、一级串联进气阀门14后进入吸附机组6，再次吸附后的尾气经二级串联阀门18、一级串联进气阀门16后进入吸附机组8，三次吸附后的尾气经排气阀门24后从阻火排空器4放空。

具体实施例：

废气主要来源为双氧水装置氧化工序连续性尾气，该尾气已经经过水冷、膨胀制冷方式回收了其中大部分三甲苯，剩余尾气(记为Ⅰ)主要成分为氮气 (90～96％)和氧气(3～8％)，需要回收处理的尾气中三甲苯含量2.0～5.0g/m³，此部分尾气需要采用吸附机组进一步处理达标后方可排放。此部分尾气流量随装置产能不同会有所差异(如15万吨/年装置尾气量24000～28000Nm³/h)。另外该吸附机组进口还有两股间歇性废气来源：一是双氧水装置内部的中间储罐顶部放空尾气(记为Ⅱ)，二是双氧水原料罐区三甲苯储罐顶部的放空尾气(记为Ⅲ)，二者尾气需要处理回收的组分均以三甲苯为主。因此该吸附机组进气总管上共三股废气来源，相对应的总管上有3个进气支管阀门。以下从超低负荷工况(小于0.5g/m³)、低负荷工况(0.5～2.0g/m³)、正常工况(三甲苯含量2.0～4.0g/m³)、高负荷工况(大于4.0g/m³)等几种状态详细加以说明。在自控系统中可人工设定或修改不同工况下的进气总管上三甲苯含量值、出口总管上三甲苯排放要求值 (如小于50mg/m³)和不同工况下的吸附机组的串/并联数量。

(1)超低负荷工况：

尾气来源：Ⅱ+Ⅲ，无Ⅰ。进气总管上三甲苯含量检测值为0.3g/m³(小于 0.5g/m³)，控制系统自动调用一组吸附机组进行处理(如选择机组5)，排放的尾气经检测含量为45mg/m³(达标排放)。

(2)低负荷工况：

尾气来源：Ⅰ(气量12000～22000Nm³/h)。进气总管上三甲苯含量检测值为 1.2g/m³(0.5～2.0g/m³)，控制系统自动调用一组或者两组吸附机组进行处理(如选择机组5和6串联，或者5和7串联，或者5和8串联等)，排放的尾气经检测含量为42mg/m³(达标排放)。

(3)正常工况：

尾气来源：Ⅰ(气量24000～25000Nm³/h)。进气总管上三甲苯含量检测值为 2.5g/m³(2.0～4.0g/m³)，控制系统自动调用两组或者三组吸附机组进行处理(如选择机组5、6、7串联，或者5、6、8串联，或者5、7、8串联等)，排放的尾气经检测含量为48mg/m³(达标排放)。

(4)高负荷工况：

尾气来源：Ⅰ(气量大于25000Nm³/h)。进气总管上三甲苯含量检测值为 4.6g/m³(大于4.0g/m³)，控制系统自动调用三组或者四组吸附机组进行处理(如选择机组5、6、7、8串联，或者5、6、7、8并联等)，排放的尾气经检测含量为41mg/m³(达标排放)。

上述四种工况可由自控系统根据进气总管上的进气浓度检测器的浓度值进行自动切换阀门状态，从而保证处理后的尾气达标排放，全程无需人工干涉。

本实用新型所属的废气组分包含但不限于上述实施例中的有机组分。

整个装置和控制系统根据进气浓度检测器检测出的废气浓度，可以实现任意单个吸附机组独立运行或者任意多个吸附机组并(串)联运行，使最终排气浓度检测器检测的气体排放浓度达标，实现进气浓度与工艺流程、设备运行状态的自动匹配。

Claims (5)

1.一种适用于尾气浓度变化的自动吸附系统，其特征在于：自动吸附装置及系统包括多个并例的吸附机组及串联在所述吸附机组的阻火排空器；

每个所述的吸附机组上端通过分别通过一个排气阀门与阻火排空器连通；

每个所述的吸附机组下端通过分别通过一个进气阀门与进气阀门连通；

在所述排气阀门与所述阻火排空器之间的连接管上设有排气浓度检测器；

在所述进气阀门与进气阀门之间的连管上设有进气浓度检测器。

2.根据权利要求1所述的一种适用于尾气浓度变化的自动吸附系统，其特征在于：在所述进气阀门与所述吸附机组之间设有下支管；

各所述下支管上设有第一串联进气阀门。

3.根据权利要求1所述的一种适用于尾气浓度变化的自动吸附系统，其特征在于：所述的吸附机组内填活性炭颗粒或者活性碳纤维等适用于吸附气态物质的多孔材料。

4.根据权利要求1所述的一种适用于尾气浓度变化的自动吸附系统，其特征在于：所述排气阀门和所述吸附机组之间管路上设置有上支管，各上支管上设置有二级串联阀门；

所述上支管与下支管通过三级串联阀门与总管连接。

5.根据权利要求1所述的一种适用于尾气浓度变化的自动吸附系统，其特征在于：所述的排气阀门、进气阀门为电子阀门，控制器分别与排气浓度检测器、进气浓度检测器连接、并接收排气浓度检测器、进气浓度检测器输出信号；

所述控制器分别与排气阀门、进气阀门连接、并接收控制器的开启或关闭指令。

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