CN215539820U - 一种环氧丙烷废气处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种环氧丙烷废气处理装置，包括冷凝系统、与所述冷凝系统连通的用于吸附气体的气体浓度均衡系统以及与所述气体浓度均衡系统连通的催化氧化系统；所述冷凝系统包括蒸发器、与蒸发器连通的用于与所述蒸发器换热的制冷系统以及与所述蒸发器的出液口连通的积液器；所述气体浓度均衡系统包括气体浓度均衡器所述催化氧化系统包括与所述气体浓度均衡系统的出气口连通的第一换热器、与所述第一换热器的第一出气口连通的催化氧化反应器，所述催化氧化反应器的出气口与第一换热器的第二进气口连通。本实用新型通过冷凝系统和催化氧化系统结合，将废气氧化为CO2和H2O排出，保证了系统的运行稳定性和浓度衔接的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种废气处理装置，特别涉及一种环氧丙烷废气处理装置。
背景技术
有机废气，又称VOCs(Volatile Organic Compounds)挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下蒸汽压大于或者等于10Pa具有相应挥发性的全部有机化合物。
环氧丙烷，分子式C3H6O。无色液体，有类似乙醚的气味，溶于水，混溶于甲醇、乙醚、丙酮、苯、四氯化碳等多数有机溶剂。环氧丙烷是重要的有机化工原料，环氧丙烷为低沸、易燃液体，其蒸气在空气中能自燃或爆炸，在储存过程中覆盖以惰性气体。储罐的温度、压力保持在25℃、0.3Mpa以下。环氧丙烷在25℃情况下饱和蒸气压约为71kPa，饱和浓度约为1800g/m3。环氧丙烷有机排放废气如不做治理，不仅浪费资源，对环境、人员健康造成破坏，同时溢出的油气与空气混合后易达到爆炸极限，从而引发火灾等安全事故，因此需要对挥发的环氧丙烷气体进行治理。
环氧丙烷液体储罐的有机废气排放主要是(1)环氧丙烷液体通过输送泵进入储罐后，由于液面的升降变化引起储罐内气体空间变化，进而带来气体压力变化，随着原料液面的升高，气体空间体积变小，混合气受到压缩，压力不断升高。当罐内混合气压升高到呼气阀的控制压力时，压力阀盘开启，呼出混合气，这个过程所造成的油气俗称为储罐的“大呼吸”。(2)在环氧丙烷液体储罐无收发物料作业时，物料静止存储在罐中，溶剂蒸气充满储罐气体空间，由于昼夜气候变化造成的罐内气体空间温度升高和压力变大，罐内溶剂蒸气外溢，从而引起呼吸排放，俗称为储罐的“小呼吸”。
VOCs的控制技术基本分为两大类。第一类是预防性措施，以更换设备、改进工艺技术、防止泄漏乃至消除VOCs排放为主，但是以目前的技术水平，向环境中排放和泄露不同浓度的有机废气是不可避免的。第二类技术为控制性措施，以末端治理为主，末端控制技术包含两类，即回收技术和销毁技术。回收技术是通过物理的方法，改变温度、压力或采用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来富集分离有机污染物的方法，主要包括冷凝、吸收、吸附和膜分离等技术。回收的挥发性有机物可以直接或经过简单纯化后返回工艺过程再利用，以减少原料的消耗。销毁技术是通过化学或生化反应，用热、光、催化剂或微生物等将有机化合物转变成为二氧化碳和水等无毒害和无机小分子化合物的方法，主要包括高温焚烧、催化燃烧、生物氧化、低温等离子体破坏和光催化氧化等技术。
VOCs的处理技术一般根据浓度和流量两个因素做初步选择，最终处理方法需综合考虑有机组分的性质。当气体浓度较大时，一般考虑物理分离法回收在利用，而在回收方法中，吸附技术和膜分离技术是分离提浓技术，常常和冷凝技术或者吸收技术组合使用。吸收技术使用浓度较为宽广，但是吸收剂的选取以及吸收液的处理比较麻烦，选择水为吸收剂，有机物质须易溶于水，比如丙酮、甲醇、乙醇等水溶性物质，且吸收液需要再次精馏分离或者当做污水处理，选择其他有机物质进行吸收，吸收剂本身的挥发即会形成VOCs，且有些场所基本没有吸收剂如码头。相对来说，具有回收效果的冷凝技术，使用浓度较为宽广，适用场合更是广泛，如果采用风冷形式，公用工程少，冷凝过后的有机溶剂浓度高。销毁技术多种多样，总归是将有机物转化为H2O和CO2，该过程中，有机物的燃烧热定要引起VOCs的温升，所以销毁技术对VOCs的浓度要求较高，过高的浓度必然引起高温。浓度在0.1～6g/m3时，可采用催化氧化技术。浓度在2～12g/m3时，可采用热力氧化技术。
随着VOCs排放标准越来越低，确保最终尾气排放浓度符合《石油炼制工业污染物排放标准》GB 31570-2015和《石油化学工业污染物排放标准》GB 31571-2015的限值要求，特别是环氧丙烷作为特征污染达标排放指标尤为严苛(≤1mg/m3)。环氧丙烷有机排放废气单独使用冷凝技术或者吸收技术很难做到达标排放，销毁技术对挥发性有机物浓度要求严格，且热力氧化技术温度过高，有明火。催化氧化技术相对起燃温度较低，无明火产生，相对热力氧化技术更安全一些。所以对于高浓度有机废气的处理，一般采用回收技术和销毁技术耦合使用，然则两种技术耦合的运行稳定性和浓度衔接的安全性备受诟病。
实用新型内容
实用新型目的：为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种环氧丙烷储罐有机挥发废气处理装置，能够耦合冷凝技术和催化氧化的技术优点，解决两种技术耦合的运行稳定性和浓度衔接的安全性。
技术方案：本实用新型所述的一种环氧丙烷废气处理装置，包括冷凝系统、与所述冷凝系统连通的用于吸附气体的气体浓度均衡系统以及与所述气体浓度均衡系统连通的催化氧化系统；所述冷凝系统包括蒸发器、与蒸发器连通的用于与所述蒸发器换热的制冷系统以及与所述蒸发器的出液口连通的积液器；所述蒸发器的进气口通入高浓度有机废气，所述蒸发器的出气口与所述气体浓度均衡系统的进气口连通；所述气体浓度均衡系统包括气体浓度均衡器所述催化氧化系统包括与所述气体浓度均衡系统的出气口连通的第一换热器、与所述第一换热器的第一出气口连通的催化氧化反应器，所述催化氧化反应器的出气口与第一换热器的第二进气口连通。
上述的环氧丙烷废气处理装置还包括废气排放系统，所述废气排放系统包括第二换热器以及与所述第二换热器出气口连通的排空装置，所述第二换热器的进气口与所述第一换热器的第二出气口连通。
所述第一换热器的第一出气口以及催化氧化反应器的进气口之间设置有加热器。
上述的环氧丙烷废气处理装置还包括废气送入系统，所述废气送入系统包括风泵，所述风泵的出气口与蒸发器的进气口连通，所述风泵的进气口送入高浓度有机废气。
所述气体浓度均衡器的出气口与第一换热器的第一进气口之间设置有第一风机。
所述气体浓度均衡器的出气口与气体旁路连通，所述气体旁路包括用于送入新鲜空气的第二风机，所述第二风机的出气口与所述气体浓度均衡器的出气口连通。
所述制冷系统包括与蒸发器的出气口连通的压缩机、与压缩机出口连通的冷凝器以及与冷凝器出口连通的膨胀阀，膨胀阀的出气口与蒸发器的进气口连通。
所述第一风机以及第二风机与所述催化氧化反应器中的温度传感器连锁控制。
所述催化氧化反应器内含蜂窝陶瓷贵金属催化剂。
所述气体浓度均衡器为吸附罐，吸附罐内装有硅胶、活性炭和分子筛作为吸附剂。
有益效果：(1)本实用新型通过冷凝系统和催化氧化系统将冷凝技术和催化氧化的技术结合，通过气体浓度均衡器、用于送入新鲜空气的气体旁路、风机变频联锁催化氧化反应器控制最高温度点，解决两种技术耦合的运行稳定性和浓度衔接的安全性；(2)本实用新型通过对整个系统的冷气冷量回收和热气的热量回收，实现设备运行能耗低。
附图说明
图1为本实用新型的装置示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种环氧丙烷废气处理装置，包括冷凝系统100、与冷凝系统100连通的用于吸附气体的气体浓度均衡系统200、与气体浓度均衡系统200连通的催化氧化系统300、与催化氧化系统300出气口连通的废气排放系统400、冷凝系统100的进气口连通的废气送入系统500以及气体旁路600。
废气送入系统500包括风泵501，风泵501的出气口与蒸发器101的进气口连通，风泵501的进气口送入高浓度有机废气，风泵501为变频罗茨风机，与有机废气源头管线的压力传感器联锁。
冷凝系统100包括进气口与风泵501的出气口连通的蒸发器101、与蒸发器101连通的用于与蒸发器101换热的制冷系统以及与蒸发器101的出液口连通的积液器102，蒸发器101的进气口通入高浓度有机废气，蒸发器101的出气口与气体浓度均衡系统200的进气口连通；制冷系统包括与蒸发器101的出气口连通的压缩机103、与压缩机103出口连通的冷凝器104以及与冷凝器104出口连通的膨胀阀105，膨胀阀105的出气口与蒸发器101的进气口连通。
在本实施例中，冷凝系统100中的蒸发器101为三维换热器，可以使得通过冷凝系统后的环氧丙烷废气温度为5～15℃；该蒸发器101将冷气中冷量全部回收，节能效果明显。本实施例中的冷凝系统的最低冷凝温度至-75℃，经过冷凝系统后的有机废气浓度在5g/m3以下。
气体浓度均衡系统200包括气体浓度均衡器201，在本实施例中，气体浓度均衡器201为吸附罐，不需要脱附，主要用来均衡环氧丙烷类极性有机物浓度，吸附罐内部装三种吸附剂，分别为硅胶、活性炭和分子筛。
催化氧化系统300包括与气体浓度均衡系统200的出气口连通的第一换热器301(气体浓度均衡器201的出气口与第一换热器301的第一进气口3011连通)、与第一换热器301的第一出气口3012连通的催化氧化反应器302，催化氧化反应器302的出气口与第一换热器301的第二进气口3013连通，气体浓度均衡器201的出气口与第一换热器301的第一进气口3011之间设置有第一风机304(变频风机)；第一换热器301为气体换热器，具体地，气体换热器选用板式换热器或板翅式换热器，第一换热器301的第一出气口3011以及催化氧化反应器302的进气口之间设置有加热器303(电加热器)，催化氧化反应器302内含蜂窝陶瓷贵金属催化剂(规整式贵金属(Pb/Pt)催化剂)，催化氧化反应器302内含有2个或2个以上的温度传感器，传感器的最高温度和第一风机以及第二风机的流量联锁控制，使得催化氧化室温度不超过500℃，确保装置的安全性能。确保催化氧化系统安全运行。
废气排放系统包括第二换热器401以及与第二换热器401出气口连通的排空装置402，第二换热器401的进气口与第一换热器301的第二出气口3014连通，在本实施例中，第二换热器401为水冷换热器，选用的水冷换热器为不锈钢壳管式换热器或不锈钢板式换热器，
气体浓度均衡器201的出气口与气体旁路600连通，气体旁路600包括用于送入新鲜空气的第二风机601(变频风机)，第二风机的出气口与气体浓度均衡器201的出气口连通，第二风机601入口设有4～8目的不锈钢丝网空气过滤器。第一风机以及第二风机与催化氧化反应器302中的温度传感器连锁控制。
本实施例中的环氧丙烷废气处理装置为整体撬装设备，实现占地面积小，现场安装方便快捷。
采用环氧丙烷废气处理装置进行环氧丙烷有机挥发废气处理的方法，包括如下步骤：
(1)将高浓度环氧丙烷罐顶废气通过冷凝系统，将高浓度有机废气中的易冷凝组分冷凝回收，处理为低浓度有机废气；(2)将冷凝过后的气体浓度波动较大的气体通过气体浓度均衡系统，使得气体浓度波动变小；(3)将气体浓度波动较小的气体通过催化氧化系统，将低浓度有机废气催化氧化为CO2和H2O排出，排出温度小于60℃。
尽管本实用新型就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本实用新型的权利要求所限定的范围，可以对本实用新型进行各种变化和修改。
Claims (10)
1.一种环氧丙烷废气处理装置，其特征在于，包括冷凝系统(100)、与所述冷凝系统(100)连通的用于吸附气体的气体浓度均衡系统(200)以及与所述气体浓度均衡系统(200)连通的催化氧化系统(300)；所述冷凝系统(100)包括蒸发器(101)、与蒸发器(101)连通的用于与所述蒸发器(101)换热的制冷系统以及与所述蒸发器(101)的出液口连通的积液器(102)；所述蒸发器(101)的进气口通入高浓度有机废气，所述蒸发器(101)的出气口与所述气体浓度均衡系统(200)的进气口连通；所述气体浓度均衡系统(200)包括气体浓度均衡器(201)；所述催化氧化系统(300)包括与所述气体浓度均衡系统(200)的出气口连通的第一换热器(301)、与所述第一换热器(301)的第一出气口连通的催化氧化反应器(302)，所述催化氧化反应器(302)的出气口与第一换热器(301)的第二进气口连通。
2.根据权利要求1所述的环氧丙烷废气处理装置，其特征在于，包括废气排放系统(400)，所述废气排放系统包括第二换热器(401)以及与所述第二换热器(401)出气口连通的排空装置(402)，所述第二换热器(401)的进气口与所述第一换热器(301)的第二出气口连通。
3.根据权利要求1所述的环氧丙烷废气处理装置，其特征在于，所述第一换热器(301)的第一出气口以及催化氧化反应器(302)的进气口之间设置有加热器(303)。
4.根据权利要求1所述的环氧丙烷废气处理装置，其特征在于，包括废气送入系统(500)，所述废气送入系统(500)包括风泵(501)，所述风泵(501)的出气口与蒸发器(101)的进气口连通，所述风泵(501)的进气口送入高浓度有机废气。
5.根据权利要求1所述的环氧丙烷废气处理装置，其特征在于，所述气体浓度均衡器(201)的出气口与第一换热器(301)的第一进气口之间设置有第一风机(304)。
6.根据权利要求5所述的环氧丙烷废气处理装置，其特征在于，所述气体浓度均衡器(201)的出气口与气体旁路(600)连通，所述气体旁路(600)包括用于送入新鲜空气的第二风机(601)，所述第二风机的出气口与所述气体浓度均衡器(201)的出气口连通。
7.根据权利要求5所述的环氧丙烷废气处理装置，其特征在于，所述制冷系统包括与蒸发器(101)的出气口连通的压缩机(103)、与压缩机(103)出口连通的冷凝器(104)以及与冷凝器(104)出口连通的膨胀阀(105)，膨胀阀(105)的出气口与蒸发器(101)的进气口连通。
8.根据权利要求6所述的环氧丙烷废气处理装置，其特征在于，所述第一风机以及第二风机与所述催化氧化反应器(302)中的温度传感器连锁控制。
9.根据权利要求1所述的环氧丙烷废气处理装置，其特征在于，所述催化氧化反应器(302)内含蜂窝陶瓷贵金属催化剂。
10.根据权利要求1所述的环氧丙烷废气处理装置，其特征在于，所述气体浓度均衡器(201)为吸附罐，吸附罐内装有硅胶、活性炭和分子筛作为吸附剂。
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| CN202121450641.9U CN215539820U (zh) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | 一种环氧丙烷废气处理装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116078098A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-05-09 | 山东赛斯特冷冻系统有限公司 | 一种VOCs废气处理方法 |
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