CN211963685U - 一种石化污水场废气处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于环保领域领域，具体公开了一种石化污水场废气处理装置，该石化污水场废气处理装置包括该石化污水场废气处理装置包括废气进料管线、碱液进料管线、催化脱硫器、离心螺旋分离器、除雾器、阻火器A、引风机组，模块化催化热氧化反应装置、阻火器B以及排气筒。本实用新型公开的石化污水场废气处理装置不仅实现了中高浓度且不具备回收价值的VOC废气的有效处理，且结构简单，操作费用小，安全可靠，无二次污染。

Description

一种石化污水场废气处理装置

技术领域

本实用新型属于环保领域领域，具体涉及一种废气处理装置，更具体的为一种石化污水场废气处理装置。

背景技术

石化企业污水处理场调节、隔油、浮选单元运行过程中产生的中高浓度VOCs废气，其成分以硫化氢、苯、C10以内烃类物质为主，油气含量高，浓度在中高范围，波动较大，且不具备回收价值。针对这类废气，常见的处理工艺有以下三种：一、溶剂吸收法。溶剂吸收法指的是通过液体吸收剂与有机废气接触，使废气中的有害成分被液体吸收，从而达到净化的目的，其吸收过程是气相和液相之间进行气体分子扩散或者湍流扩散进行物质转移。吸收法适用于溶解度较高的废气的处理，投资及运行费用均较低，安全性高。二、生物法。生物法处理有机废气的原理是利用活性微生物以废气中有机组分作为其生命活动的能源或养分，通过活性微生物新陈代谢过程对有机物进行生物降解，从而将废气中的有机污染物转化为简单的无机物。生物法是一种无害的有机废气处理方式，工艺设备简单、投资及运行费用均低，不产生二次污染。三、催化燃烧技术(CO)。催化燃烧技术是在较低的温度(200～400℃)下，通过催化剂的作用，将废气中的可燃组分氧化为CO₂和H₂O，达到净化气体的目的。催化燃烧与另一项常用的燃烧技术，即蓄热燃烧相比，温度相对较低，安全性更高。该技术对污染物去除效率高，效果好，几乎可以处理所有的烃类有机废气和恶臭气体。

上述三种技术虽能够解决石化企业污水处理场调节、隔油、浮选单元运行过程中产生的浓度在中高范围且不具备回收价值的VOCs废气，但是均存在一定的缺陷。溶剂吸收法只能去除硫化物及溶解度较高的污染物，对于溶解度较低的物质，如苯，去除效果一般，不能直接达到排放标准要求，且吸收后的溶剂易形成二次污染。生物法虽然工艺设备简单、投资及运行费用均低，但是对于链烷烃类的物质去除效果一般，用生物法处理此类VOCs废气存在超标的风险。催化燃烧(CO)技术对污染物去除效率高，效果好，几乎可以处理所有的烃类有机废气和恶臭气体，但是废气中如含有硫、卤素、氯等物质，容易引起催化剂中毒、失活，污染物去除率下降甚至无处理效果。另外，污染物浓度波动会导致反应器不能稳定运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种以石化企业污水处理场调节、隔油、浮选单元运行过程中产生的成分以硫化氢、苯、C10以内烃类物质为主，油气含量高，浓度在中高范围，波动较大，且不具备回收价值的VOCs废气为研究对象的石化污水场废气处理装置，该石化污水场废气处理装置可提高污染物的氧化效率，实现中高浓度且不具备回收价值的VOCs废气的达标处理。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种石化污水场废气处理装置，该石化污水场废气处理装置包括废气进料管线、碱液进料管线、催化脱硫器、离心螺旋分离器、除雾器、阻火器A、引风机组，模块化催化热氧化反应装置、阻火器B以及排气筒；

其中，所述废气进料管线、催化脱硫器、离心螺旋分离器、除雾器、阻火器A和引风机组依次串联；所述碱液进料管线与所述离心螺旋分离器连接；

所述催化脱硫器为卧式箱型结构，依次设置有进气区、除雾区、填料区以及出气区，所述进气区和出气区为对称设置的锥台型，所述进气区为扩径结构，所述出口区为缩径结构；

所述模块化催化热氧化反应装置由下至上设置有预热室和催化热氧化反应室，所述预热室和催化热氧化反应室的外围设置有引流仓，所述预热室和催化热氧化反应室通过所述引流仓连通；所述预热室与所述引风机组连接，所述催化热氧化反应室依次与所述阻火器B、排气筒连接。

本实用新型中，预热室与催化热氧化反应室为一体化设置。

优选地，所述除雾区内设置有除雾填料支架，所述除雾填料支架内装填有丝网除雾填料；所述丝网除雾填料的厚度为200～300mm；所述除雾区还设置有碱液冲洗口以及碱液排污口，所述碱液冲洗口与所述碱液进料管线连接；所述填料区包括若干层填料层，所述填料层中设置有防板结装置。

优选的，所述填料区设置有温度变送器，所述填料层间设置有水分布器，所述填料区顶部设置有冷却水进料口和装料口，底部设置有排污口和若干卸料口。

优选地，所述离心螺旋分离器设置有若干排污口，所述离心螺旋分离器的液相进料管上设置有若干喷嘴，填料层外围设置有不锈钢网状结构。优选地，所述除雾器为卧式箱型丝网除雾器；所述除雾器内设置有除雾填料支架，所述除雾填料支架内装填有丝网除雾填料，所述丝网除雾填料的厚度为200～300mm。

优选地，所述引风机组包括若干并联的引风机。

优选地，所述模块化催化热氧化反应装置为立式箱体结构，所述引流仓外围设置有保温层；所述预热室内包括若干并列设置的换热器，所述换热器为管壳式换热器和/或板式换热器。

优选地，所述引风机组的出口管线分为两组，一组与所述预热室连接，所述另一组与催化脱硫器入口连接。

优选地，所述排气筒设置有排凝口以及岩棉保温毡；所述排气筒的材质为碳钢和/或不锈钢。

优选地，所述石化污水场废气处理装置还包括冷却换热装置，所述催化热氧化反应室依次与所述冷却换热装置、阻火器B、排气筒连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下特点：

1、本实用新型公开的石化污水场废气处理装置不仅实现了中高浓度且不具备回收价值的VOCs废气的有效处理，且结构简单，操作费用小，安全可靠，无二次污染。

2、本实用新型将预热室和催化热氧化反应室设置为一体式模块化装置，待处理废气在下层预热室被加热后，直接通过引流仓进入催化热氧化反应室，这种结构设计减少了热量的损失，降低了整套装置的运行成本。经过模块化催化热氧化装置处理后的有机废气，变成对周围环境无影响的二氧化碳和水，无二次污染，环境友好度高。

3、本实用新型利用催化脱硫器与离心螺旋分离器两个装置进行含硫气体的转化及脱除，去除率更高；且本实用新型中还采用多个匀质装置，减少了污染物浓度的波动。

4、本实用新型将引风机组出口的物流引至催化脱硫器进口，通过气体回流进一步降低污染物浓度的波动，降低后续处理风险。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本实用新型一个具体实施例中废气处理流程图。

图2示出了本实用新型一个具体实施例中催化脱硫器的结构示意图。

图3示出了本实用新型一个具体实施例中离心螺旋分离器的结构示意图。

图4示出了本实用新型一个具体实施例中除雾器的结构示意图。

图5示出了本实用新型一个具体实施例中模块化催化热氧化反应装置的结构示意图。

附图标记说明：

1、废气；2、碱液；3、催化脱硫器；4、离心螺旋分离器；5、除雾器；6、阻火器A；7、引风机A；8、引风机B；9、模块化催化热氧化反应装置；10、阻火器B；11、排气筒；12、进气区；13、除雾区；14、填料区；15、出气区；16、除雾填料支架；17、丝网除雾填料；18、填料层；19、水分布器；20；冷却水进料口；21、碱液冲洗口；22、装料口；23、碱液排污口；24、防板结装置；25、多叶阀；26、排污口；27、卸料口；28、分离器混合区；29、气相进料口；30、气相出料口；31、液相进料口；32、喷头；33、强化混合设施；34、旋转轴；35、外壳；36、液相出料口；37、丝网更换孔；38、排液口；39、进气口；40、出气口；41、预热室；42、催化热氧化反应室；43、换热器；44、引流仓；45、催化剂；46、保温层。

具体实施方式

下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。

本实用新型提供一种石化污水场废气处理装置，该石化污水场废气处理装置包括废气进料管线、碱液进料管线、催化脱硫器、离心螺旋分离器、除雾器、阻火器A、引风机组，模块化催化热氧化反应装置、阻火器B以及排气筒；

其中，所述废气进料管线、催化脱硫器、离心螺旋分离器、除雾器、阻火器A和引风机组依次串联；所述碱液进料管线与所述离心螺旋分离器连接；

所述催化脱硫器为卧式箱型结构，依次设置有进气区、除雾区、填料区以及出气区，所述进气区和出气区为对称设置的锥台型，所述进气区为扩径结构，所述出口区为缩径结构；

所述模块化催化热氧化反应装置由下至上设置有预热室和催化热氧化反应室，所述预热室和催化热氧化反应室的外围设置有引流仓，所述预热室和催化热氧化反应室通过所述引流仓连通；所述预热室与所述引风机组连接，所述催化热氧化反应室依次与所述阻火器B、排气筒连接。

本实用新型中，优选地，所述除雾区内设置有除雾填料支架，所述除雾填料支架内装填有丝网除雾填料，所述丝网除雾填料的厚度为200～300mm。除雾区还可优选设置有碱液冲洗口以及碱液排污口，所述碱液冲洗口与所述碱液进料管线连接，当丝网除雾填料上聚集大量酸性雾沫时，可通入碱液进行冲洗。

为了利用多层布气降低气速，从而降低系统的阻力降，优选地，所述填料区包括若干层填料层，同时，为了预防卸料时活性炭发生板结，无法从卸料口卸出时，优选地，所述填料层中设置有防板结装置。

本实用新型中为了进一步提高操作安全以及填料的便捷，优选的，所述填料区设置有温度变送器，所述填料层间设置有水分布器，所述填料区顶部设置有冷却水进料口和装料口，底部设置有排污口和两个卸料口。当填料层温度达到设定高限值时，向双层填料之间的空腔通入新鲜水，为填料层降温。当填料层温度降至某一设定值时，停止通入新鲜水，新鲜水通过填料区底部排污口排入污水管网。

本实用新型中，优选地，所述离心螺旋分离器设置有若干排污口，所述离心螺旋分离器的液相进料管上设置有若干喷嘴，填料层外围设置有不锈钢网状结构。离心螺旋分离器的使用是为了将硫元素从待处理废气中分离出来，避免后续催化热氧化段的催化剂受到硫元素的影响导致催化剂中毒，影响处理效果和催化剂的使用寿命。

为了避免进入模块化催化热氧化反应装置内气体湿度过大，影响处理效率和催化剂的使用寿命，优选地，所述除雾器为卧式箱型丝网除雾器；所述除雾器内设置有除雾填料支架，所述除雾填料支架内装填有丝网除雾填料，所述丝网除雾填料的厚度为200～300mm。当带有水蒸气的气体以一定速度通过丝网时，水蒸气与丝网细丝相碰撞而被附着在细丝表面上，细丝表面上水蒸气的扩散、重力沉降，使水蒸气形成较大的液滴沿着细丝流至两根丝的交接点，细丝的可润湿性、液体的表面张力及细丝的毛细管作用，使得液滴越来越大，直到液滴从细丝上分离下落。废气通过除雾器处理后，基本上不含水蒸气，可有效改善操作条件，延长设备使用寿命。且丝网除雾器结构简单，体积小，除水蒸气效率高，阻力小，安装、操作、维修方便，压降小，对水蒸气的去除效率达95％以上。

优选地，所述引风机组包括若干并联的引风机。

本实用新型中，经过脱硫、脱除水蒸气后的废气进入模块化催化热氧化反应装置中，再次经过预热室预热后进入催化热氧化反应室内发生催化氧化反应，主要反应式为：

C_nH_2n+3/2nO₂→nCO₂+nH₂O

经过模块化催化热氧化装置处理后的有机废气，变成对周围环境无影响的二氧化碳和水，并通过排气筒达标排放，优选地，所述模块化催化热氧化反应装置为立式箱体结构，所述预热室内包括若干并列设置的换热器，所述换热器为管壳式换热器和/或板式换热器。为了防止高温烫伤，优选地，所述引流仓外围设置有保温层。

本实用新型中为了进一步降低污染物浓度波动，降低后续处理风险，优选地，所述引风机组的出口与催化脱硫器入口连接。

优选地，所述排气筒设置有排凝口以及岩棉保温毡；所述排气筒的材质为碳钢和/或不锈钢。

优选地，所述石化污水场废气处理装置还包括冷却换热装置，所述催化热氧化反应室依次与所述冷却换热装置、阻火器B、排气筒连接。

实施例

一种石化污水场废气处理装置，该石化污水场废气处理装置包括废气进料管线、碱液进料管线、催化脱硫器3、离心螺旋分离器4、除雾器5、阻火器A 6、引风机组(包括两台并联的引风机A 7和引风机B 8)，模块化催化热氧化反应装置9、阻火器B10以及排气筒11；废气进料管线、催化脱硫器3、离心螺旋分离器4、除雾器5、阻火器A 6和引风机组依次串联；碱液进料管线与离心螺旋分离器4连接，排气筒11设置有排凝口以及岩棉保温毡，排气筒11的材质为碳钢。

其中，催化脱硫器3(如图2所示)为卧式箱型结构，依次设置有进气区12、除雾区13、填料区14以及出气区15，进气区12和出气区15为对称设置的锥台型，进气区12为扩径结构，出口区15为缩径结构，以实现最佳的气流分布效果。除雾区13设有除雾填料支架16，除雾填料支架16内装填有丝网除雾填料17，丝网除雾填料17厚度一般为200～300mm。除雾区13还设置有碱液冲洗口21以及碱液排污口23，碱液冲洗口21与碱液进料管线连接；填料区14包括2层填料层18，填料层18中设置有防板结装置24，防板结装置24由一根带手柄的主杆及两侧倾斜的钉耙状结构组成(如图2所示)。填料区14设置有温度变送器，填料层18间设置有水分布器19，填料区18顶部设置有冷却水进料口20和装料口22，底部设置有碱液排污口23和卸料口27。每层填层料顶部设有一个长条形装料口22，宽度一般不低于300mm，底部分别设置3个卸料口27，卸料口27长、宽一般不低于300mm，方便填料的更换。卸料口27采用法兰盲板封堵，内部设置带阀柄的多叶阀25作为防跑料设施，卸料时可随时抽拉多叶切断阀阀柄，中断卸料过程，避免活性炭散落到地面。

离心螺旋分离器4(如图3所示)为卧式圆柱型结构，该离心螺旋分离器4设置有两个液相出料口36，液相进料管上设置有喷嘴，在填料层18外围设有不锈钢网状结构的强化混合设施33，能够进一步促进反应，去除率高达99.8％。

除雾器(如图4所示)为卧式箱型丝网除雾器，包括进气区、除雾区以及出气区，进出口区域同样为对称设置的锥台型，进气区为扩径结构，出口区为缩径结构，该除雾器5的除雾区内设置有除雾填料支架16，除雾填料支架16内装填有丝网除雾填料17，丝网除雾填料17的厚度为200～300mm。除雾区还设置有丝网更换孔37和排液口38。

模块化催化热氧化反应装置(如图5所示)为立式箱体结构，由下至上设置有预热室41和催化热氧化反应室42，预热室41和催化热氧化反应室42的外围设置有引流仓44，预热室41和催化热氧化反应室42通过引流仓44连通；引流仓44外围设置有保温层46；预热室41内包括若干并列设置的管壳式换热器，其与引风机组连接，催化热氧化反应室42依次与阻火器B10、排气筒11连接。

采用上述石化污水场废气处理装置处理石化污水厂产生的中浓度VOCs废气，处理流程如图1所示，废气在引风机的作用下，首先进入催化脱硫器，将硫化氢转化为二氧化硫，经过脱硫的废气接着进入离心螺旋分离器，该装置在离心作用力条件下，采用碱液将二氧化硫高效吸收，避免了催化剂中毒。接着废气被送至丝网除雾器进行气体干燥，干燥后的气体在引风机组的作用下进入模块化催化热氧化反应装置，借助催化剂在低温下实现对有机物的完全氧化。同时，为避免污染物浓度波动较大，对后续处理段产生影响，在引风机出口设回流线引至催化脱硫器进口，通过气体回流进一步降低污染物浓度波动。经过上述石化污水场废气处理装置，废气中非甲烷总烃的去除率高达99.5％，对硫化氢的去除率高达99.8％，对于三苯也同样具有较高的去除效果，具有优异的处理效果。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种石化污水场废气处理装置，其特征在于，该石化污水场废气处理装置包括废气进料管线、碱液进料管线、催化脱硫器、离心螺旋分离器、除雾器、阻火器A、引风机组，模块化催化热氧化反应装置、阻火器B以及排气筒；

其中，所述废气进料管线、催化脱硫器、离心螺旋分离器、除雾器、阻火器A和引风机组依次串联；所述碱液进料管线与所述离心螺旋分离器连接；

所述催化脱硫器为卧式箱型结构，依次设置有进气区、除雾区、填料区以及出气区，所述进气区和出气区为对称设置的锥台型，所述进气区为扩径结构，所述出气区为缩径结构；

所述模块化催化热氧化反应装置由下至上设置有预热室和催化热氧化反应室，所述预热室和催化热氧化反应室的外围设置有引流仓，所述预热室和催化热氧化反应室通过所述引流仓连通；所述预热室与所述引风机组连接，所述催化热氧化反应室依次与所述阻火器B、排气筒连接。

2.根据权利要求1所述的石化污水场废气处理装置，其特征在于，所述除雾区内设置有除雾填料支架，所述除雾填料支架内装填有丝网除雾填料；所述丝网除雾填料的厚度为200～300mm；所述除雾区还设置有碱液冲洗口以及碱液排污口，所述碱液冲洗口与所述碱液进料管线连接；所述填料区包括若干层填料层，所述填料层中设置有防板结装置。

3.根据权利要求2所述的石化污水场废气处理装置，其特征在于，所述填料区设置有温度变送器，所述填料层间设置有水分布器，所述填料区顶部设置有冷却水进料口和装料口，底部设置有排污口和若干卸料口。

4.根据权利要求1所述的石化污水场废气处理装置，其特征在于，所述离心螺旋分离器设置有若干排污口，所述离心螺旋分离器的液相进料管上设置有若干喷嘴，填料层外围设置有不锈钢网状结构。

5.根据权利要求1所述的石化污水场废气处理装置，其特征在于，所述除雾器为卧式箱型丝网除雾器；所述除雾器内设置有除雾填料支架，所述除雾填料支架内装填有丝网除雾填料，所述丝网除雾填料的厚度为200～300mm。

6.根据权利要求1所述的石化污水场废气处理装置，其特征在于，所述引风机组包括若干并联的引风机。

7.根据权利要求1所述的石化污水场废气处理装置，其特征在于，所述模块化催化热氧化反应装置为立式箱体结构，所述引流仓外围设置有保温层；所述预热室内包括若干并列设置的换热器，所述换热器为管壳式换热器和/或板式换热器。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的石化污水场废气处理装置，其特征在于，所述引风机组的出口管线分为两组，一组与所述预热室连接，另一组与催化脱硫器入口连接。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的石化污水场废气处理装置，其特征在于，所述排气筒设置有排凝口以及岩棉保温毡；所述排气筒的材质为碳钢和/或不锈钢。

10.根据权利要求1-7中任意一项所述的石化污水场废气处理装置，其特征在于，所述石化污水场废气处理装置还包括冷却换热装置，所述催化热氧化反应室依次与所述冷却换热装置、阻火器B、排气筒连接。

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