CN215886920U - 一种超低VOCs排放油气回收治理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及有机废气回收治理技术领域，具体涉及一种超低VOCs排放油气回收治理装置。所述的超低VOCs排放油气回收治理装置，将混合油气先经过压缩机入口进入，再经过冷凝器A和冷凝器B，压缩冷凝后的冷凝液进入集液罐，不凝气进入膜分离组件，浓度高返回压缩机入口，浓度低进入催化裂化再生器，经处理后的废气进入旋风分离器，将高温油气分离，再生烟气经过透平烟机进入余热锅炉，然后进入烟气脱硫系统，通过烟筒排至大气。本实用新型提供一种超低VOCs排放油气回收治理装置，对炼油厂不同污染源排放的不同浓度的VOCs进行低能耗、高效率处理，具有成本低、无二次污染的特点，充分利用废气的余热，实现资源的有效利用。

Description

一种超低VOCs排放油气回收治理装置

技术领域

本实用新型涉及有机废气回收治理技术领域，具体涉及一种超低VOCs排放油气回收治理装置。

背景技术

近年来，我国中重度以上大气污染天气频发，大气环境污染问题已成为媒体和人民群众最关注的热点问题之一，石油化工行业作为传统工业的代表，生产过程中排放的挥发性有机总量大、成分复杂、治理难度大，因此引发的大气污染问题也日益受到关注。当前，油气污染的治理和油气回收技术的实施，与清洁生产、资源利用、达标排放结合起来作为循环经济的重要工作。目前，VOCs废气处理方法有燃烧法、吸收法、吸附法、光催化法、生物法、低温等离子法等多种。石化企业由于生产活动的特殊性，排气浓度高，多采用冷凝、吸收、燃烧等方法进行废气的净化处理，而印刷等行业的排气浓度低，多采用吸附、催化燃烧等方法进行废气净化处理。

冷凝回收法虽然可以使有机废气得到较高的净化，但操作难度大，耗费大，适用于浓度高且温度比较低的有机废气处理，通常还会在冷凝回收装置后面再加装一级。有机废气吸收法需要配备加热解析回收装置，投资额大，主要涉及油漆涂装企业常用的油帘、水帘吸收漆雾的方法。热氧化法有热力燃烧式、间壁式、蓄热式，直接燃烧法是利用燃气将废气点燃，促使其中的有害物质在高温燃烧下转变成无害物质，该方法投资小，操作简单，适用于浓度高、风量小的废气，但其安全技术要求较高，辅助燃料价格高，导致装置操作费用比较高；间壁式热交换器的热回收率最高可达85％，但间壁式热交换器的造价相当高，且材料的热应力也很难消除；蓄热式热氧化器，简称为RTO，蓄热式热氧化器的热回收率已经达到了95％，但燃烧温度高，仪控难度大，危险程度高，目前国内RTO炉爆炸事故频发,此方法安全系数较低。低温等离子体降解污染物是利用高能电子、自由基等活性粒子使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。

催化燃烧法将废气加热经催化燃烧后转变成无害的二氧化碳和水，该方法适用于温度高、浓度高的有机废气净化处理中，具有燃烧温度低、节能、净化率高、占地面积少等优点，但投资较大。直接吸附法净化率可达95％以上，设备简单、投资少，但需要经常更换活性炭，频繁的装卸、更换等程序增加运行费用。吸附-回收法是利用纤维活性炭吸附有机废气，使其在趋近饱和状态下过热蒸汽反吹，实现脱附再生。新型吸附-催化燃烧法综合吸附法与催化燃烧方法的优点，具有运行稳定、投资少、运行成本少、维修简单等优点，适用于浓度低、风力大的废气净化处理中，是当前国内应用最多的一种废气净化处理办法。

挥发性有机污染物(VOCs)传统的处理方法如吸收、吸附、冷凝和燃烧等，对于低浓度的 VOCs很难实现，而光催化降解VOCs又存在催化剂容易失活的问题，利用催化燃烧法可以不受上述条件的限制，但投资成本问题较大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种超低VOCs排放油气回收治理装置，对炼油厂不同污染源所排放的不同浓度与种类的VOCs进行低能耗、高效率的处理，具有成本低、能耗少、无二次污染的特点，充分利用废气的余热，实现资源的有效利用。

本发明所述的超低VOCs排放油气回收治理装置，其特征在于：混合油气先经过压缩机入口进入，再经过冷凝器A和冷凝器B，压缩冷凝后的冷凝液进入集液罐，不凝气进入膜分离组件，浓度高的油气返回压缩机入口，浓度低的油气进入催化裂化再生器，经催化裂化再生器处理后的废气进入旋风分离器，经旋风分离器将高温油气分离，再生烟气经过透平烟机进入余热锅炉，然后进入烟气脱硫系统，通过烟筒排至大气。

新建油气回收设备包括压缩机、冷凝器A、冷凝器B、膜分离组件、真空泵、集液罐。

现有催化裂化装置设备包括催化裂化再生器、旋风分离器、透平烟机、余热锅炉、烟气脱硫系统、烟筒。

在膜分离组件与催化裂化再生器，依次有控制器、阻火器、单向阀。

膜分离组件与压缩机入口之间有真空泵。

经旋风分离器将高温油气分离，高温油气进入分馏系统。

具体地，本实用新型所述的超低VOCs排放油气回收治理装置，将储运罐区呼吸或装卸车产生的混合油气以及生产装置操作中产生的油气与空气混合气体经过压缩机压缩至 0.390～0.686MPa，同时经过冷凝器A和冷凝器B将其降温至5℃以下，压缩冷凝后的冷凝液进入集液管回收，不凝气则进入膜分离组件，VOCs组分优先吸附于膜表面，渗透侧利用真空泵抽真空维持负压环境，在膜两侧压力差的推动下，VOCs组分以更快的速度透过膜，在下游侧浓度得以富集，这股浓度高的油气分离后返回压缩机入口与新产生的油气一起重复上述工艺过程，使得油气回收率可以达到95％；膜渗余侧浓度低的油气则通过控制器、阻火器、单向阀的安全措施，控制进入催化裂化再生器的VOCs废气浓度与温度，以确保VOCs废气输送及处理过程的安全性；由于催化裂化催化剂表面所沉积的重金属具有一定的催化氧化作用，在相对较低的燃烧温度下(670～720℃)具有良好的VOCs脱除效果，在催化剂作用下，废气中的烃类在低温状态下发生氧化还原反应生成二氧化碳和水，处理后的废气随正常催化再生烟气在沉降器的旋风分离器的作用下，实现油气和催化剂的分离，混合高温油气至分馏系统进行分离，再生烟气经过透平烟机膨胀做功后，至余热锅炉回收能量后经烟气脱硫系统，通过烟筒排至大气。利用本实用新型装置，经处理后所排放烟气中的VOCs质量浓度不大于 10mg/m³，低于石油炼制工业污染物排放标准(GB31570)关于VOCs焚烧处理的控制标准，同时对现有催化裂化装置的正常生产、产品性质以及再生烟气的脱硫脱硝无影响。

本实用新型利用炼化企业现有正常生产状态下的催化裂化再生燃烧处理挥发性有机物 (VOCs)，与新型冷凝+膜分离的油气回收装置催化氧化挥发性有机物(VOCs)相互协同作用，达到不同浓度的油气混合的废气处理与回收的效果。膜分离法是压缩、冷凝法与选择性渗透薄膜技术的结合；由于油气与空气混合物中烃分子与空气分子的大小不同，在某些薄膜中的渗透速率差异极大，膜分离法利用膜的物理特性来实现烃蒸气与空气的分离。利用新型冷凝+膜分离的油气回收装置将高浓度的油气回收，再利用现有催化裂化再生装置将废气中的烃类在低温状态下发生氧化还原反应生成二氧化碳和水，催化燃烧技术反应彻底，确保尾气实时达标超低排放，实现油气和催化剂的分离。

本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：

1、本实用新型的超低VOCs排放油气回收治理装置,满足对炼油厂不同污染源所排放的不同浓度与种类的VOCs的低能耗、高效率的处理。

2、本实用新型的超低VOCs排放油气回收治理装置，成本低、能耗少、无二次污染的特点，充分利用废气的余热，实现资源的高效利用与回收。

3、本实用新型的超低VOCs排放油气回收治理装置对油气回收处理的效果，满足油库标准、大气污染综合排放标准、石油炼制工业污染物排放标准。

4、本实用新型的超低VOCs排放油气回收治理装置的油气回收装置为撬装式设备，占地面积小，催化裂化过程利用炼厂现有有装置，投资小，经济效益高。

附图说明

图1为本实用新型超低VOCs排放油气回收治理装置的结构示意图。

图1中：1、压缩机；2、冷凝器A；3、冷凝器B；4、膜分离组件；5、控制器；6、阻火器；7、单向阀；8、催化裂化再生器；9、旋风分离器；10、分馏系统；11、烟筒；12、烟气脱硫系统；13、余热锅炉；14；透平烟机；15、真空泵；16、集液罐。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型所述的超低VOCs排放油气回收治理装置，将混合油气先经过压缩机1入口进入，再经过冷凝器A2和冷凝器B3，压缩冷凝后的冷凝液进入集液罐16，不凝气进入膜分离组件4，浓度高的油气返回压缩机1入口，浓度低的油气进入催化裂化再生器8，经催化裂化再生器8处理后的废气进入旋风分离器9，经旋风分离器9将高温油气分离，再生烟气经过透平烟机14进入余热锅炉13，然后进入烟气脱硫系统12，通过烟筒11排至大气。新建油气回收设备包括压缩机1、冷凝器A2、冷凝器B3、膜分离组件4、真空泵15、集液罐16。

现有催化裂化装置设备包括催化裂化再生器8、旋风分离器9、透平烟机14、余热锅炉 13、烟气脱硫系统12、烟筒11。

在膜分离组件4与催化裂化再生器8，依次有控制器5、阻火器6、单向阀7。

膜分离组件4与压缩机1入口之间有真空泵15。

经旋风分离器9将高温油气分离，高温油气进入分馏系统10。

具体地，本实用新型所述的超低VOCs排放油气回收治理装置，将储运罐区呼吸或装卸车产生的混合油气以及生产装置操作中产生的油气与空气混合气体经过压缩机1压缩至 0.390～0.686MPa，同时经过冷凝器A2和冷凝器B2将其降温至5℃以下，压缩冷凝后的冷凝液进入集液管回收，不凝气则进入膜分离组件4，VOCs组分优先吸附于膜表面，渗透侧利用真空泵15抽真空维持负压环境，在膜两侧压力差的推动下，VOCs组分以更快的速度透过膜，在下游侧浓度得以富集，这股浓度高的油气分离后返回压缩机1入口与新产生的油气一起重复上述工艺过程，使得油气回收率可以达到95％；膜渗余侧浓度低的油气则通过控制器5、阻火器6、单向阀7的安全措施，控制进入催化裂化再生器8的VOCs废气浓度与温度，以确保VOCs废气输送及处理过程的安全性；由于催化裂化催化剂表面所沉积的重金属具有一定的催化氧化作用，在相对较低的燃烧温度下(670～720℃)具有良好的VOCs脱除效果，在催化剂作用下，废气中的烃类在低温状态下发生氧化还原反应生成二氧化碳和水，处理后的废气随正常催化再生烟气在沉降器的旋风分离器9的作用下，实现油气和催化剂的分离，混合高温油气至分馏系统10进行分离，再生烟气经过透平烟机14膨胀做功后，至余热锅炉13回收能量后经烟气脱硫系统12，通过烟筒11排至大气。利用本实用新型装置经处理后所排放烟气中的VOCs质量浓度不大于10mg/m³，低于石油炼制工业污染物排放标准(GB31570)关于VOCs焚烧处理的控制标准，同时对现有催化裂化装置的正常生产、产品性质以及再生烟气的脱硫脱硝无影响。

Claims (4)

1.一种超低VOCs排放油气回收治理装置，其特征在于：压缩机(1)与冷凝器A(2)连接，冷凝器A(2)与冷凝器B(3)连接，冷凝器B(3)与集液罐(16)连接；冷凝器A(2)与膜分离组件(4)连接，浓度高的油气返回压缩机(1)，浓度低的膜分离组件(4)与催化裂化再生器(8)连接，催化裂化再生器(8)与旋风分离器(9)连接，旋风分离器(9)与透平烟机(14)连接，透平烟机(14)与余热锅炉(13)连接，余热锅炉(13)与烟气脱硫系统(12)连接，烟气脱硫系统(12)与烟筒(11)连接。

2.根据权利要求1所述的超低VOCs排放油气回收治理装置，其特征在于：在膜分离组件(4)与催化裂化再生器(8)的连接管线上，依次设置有控制器(5)、阻火器(6)、单向阀(7)。

3.根据权利要求1所述的超低VOCs排放油气回收治理装置，其特征在于：膜分离组件(4)与压缩机(1)入口之间连接的管线上设置有真空泵(15)。

4.根据权利要求1所述的超低VOCs排放油气回收治理装置，其特征在于：旋风分离器(9)与分馏系统(10)连接。

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