CN216418937U - 一种用于油田VOCs治理的臭氧催化氧化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于油田VOCs治理的臭氧催化氧化系统，包括臭氧催化氧化罐、臭氧发生器和气体混合器，所述气体混合器上还设置有供有机废气输入的第一进气口以及与所述臭氧发生器相连的第二进气口，所述气体混合器上设置有与所述臭氧催化氧化罐对接的第一出气口；所述臭氧催化氧化罐内由下而上依次固定设置有立管集水器、填料床、立式布水器、喷淋器以及消泡器，所述填料床内填充有碳铁材料。设置的臭氧发生器能够产生臭氧并与待处理的有机气体在气体混合器中充分混合，使得有机气体能够与臭氧充分反应而被氧化，进一步通过碳铁材料进行催化并通过喷淋器进行洗涤，使得氧化的中间产物被去除，进而完成对气体的初步净化。

Description

一种用于油田VOCs治理的臭氧催化氧化系统

技术领域

本实用新型涉及VOC处理技术领域，具体涉及一种用于油田VOCs治理的臭氧催化氧化系统。

背景技术

VoC的回收技术主要有冷凝法、吸附法、吸收法和燃烧法。根据VOC的物理和化学性质，选择不同的回收方法或几种方法的组合来回收voC中的有机化合物。现有的收集方法和不足如下：

①冷凝法:冷凝法是最简单的回收VOC的方法，它是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸气压这一性质，将VOC通过冷凝器降低到有机物的沸点以下，使有机物冷凝成液滴，再靠重力作用落到凝结区下部的贮罐中，从而分离出来。通常使用的冷却介质主要有冷水、冷冻盐水和液氨。该技术对于高浓度 (百分之几)、较高沸点、须回收的VOC具有较好的经济效益。该方法所需设备和操作条件都比较简单，所回收的VOC的纯度比较高，其回收率与VOC初始浓度、沸点有关，VOC的初始浓度越大、沸点越高，回收率越高，但要获得较高的回收率需采用较低温度的冷凝介质或采用较高的压力。

②吸附法：吸附法分为固定床吸附法、流动床吸附法和浓缩轮吸附法。其原理是利用具有密集的细孔结构、内表面积比较大的粒状活性炭、碳纤维 、硅胶、人工沸石等吸附剂的多孔结构，将VOC组分吸附在固体表面，利用吸附剂不断吸附、脱附的循环，达到净化回收目的。吸附法适用于中低浓度、高通量VOC的回收，它具有去除效率高、净化彻底、能耗低、工艺成熟、易于推广实用等优点，表现出良好的环境和经济效益。缺点是吸附剂的容量小，需要的吸附剂量大，设备庞大；吸附后的吸附剂不仅需要定期再生处理和更换，而且在此过程中，VOC有散逸的风险；由于全过程的复杂性，费用相对较高。

③吸收法：吸收法是根据有机物相似相溶的原理，采用低挥发或不挥发溶剂对VOC进行吸收，再利用VOC分子和吸收剂物理性质的差异进行分离的一种方法。通常使用的吸收剂是高沸点、低蒸气压的油类物质，吸收过程是在装有填料的吸收塔中完成的，其吸收效果主要取决于吸收剂的吸收性能和吸收设备的结构特征。该方法适用于大气量、中等浓度VOC的处理，可用于回收有用成分，但吸收剂难以选取，吸收的范围有限,而且吸收后的吸收溶液需进一步处理，有可能造成二次污染，费用也较高。

④燃烧法：目前实际使用的燃烧方式主要有直接燃烧和催化燃烧，其过程复杂并且可能包括一系列分解、聚合及自由基反应。直接燃烧也称为直接火焰燃烧，它是把VOC中可燃的有机物组分当作燃料在气流中直接燃烧，温度一般在1100℃左右。因此，该方法只适用于净化有机物组分燃烧时热值较高的VOC, 因为只有燃烧时放出的热量能够补偿散向环境中的热量时，才能保持燃烧区的温度，维持燃烧的持续。但由于VOC中含有较多杂质，很容易引起催化剂中毒，且催化剂常只针对特定类型的化合物，因此催化燃烧的广泛应用在一定程度上受到了限制，也易造成二次污染。燃烧法具有效率高、处理彻底、消除恶臭、污染小等优点，但由于VOC燃烧氧化的最终产物是CO2、H2O等，因而使用这种方法不能回收到有用的物质，且使用催化燃烧时所用催化剂成本很高，费用大大提高。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种用于油田VOCs治理的臭氧催化氧化系统，能够降低整体设备的危险系数。

本实用新型提供一种的技术方案是：一种用于油田VOCs治理的臭氧催化氧化系统，包括臭氧催化氧化罐、臭氧发生器和气体混合器，所述臭氧发生器通过所述气体混合器与所述臭氧催化氧化罐相连，所述气体混合器上还设置有供有机废气输入的第一进气口以及与所述臭氧发生器相连的第二进气口，所述气体混合器上设置有与所述臭氧催化氧化罐对接的第一出气口；

所述臭氧催化氧化罐内由下而上依次固定设置有立管集水器、填料床、立式布水器、喷淋器以及消泡器，所述填料床内填充有碳铁材料，所述臭氧催化氧化罐上还构造有第三进气口和第二出气口，所述第三进气口位于所述立管集水器的下方，所述第二出气口位于所述臭氧催化氧化罐的。

上述技术方案的有益效果为：设置的臭氧发生器能够产生臭氧并与待处理的有机气体在气体混合器中充分混合，使得有机气体能够与臭氧充分反应而被氧化，进一步通过碳铁材料进行催化并通过喷淋器进行洗涤，使得氧化的中间产物被去除，进而完成对气体的初步净化。

进一步，所述第一进气口还连接有传输泵。传输泵能够增加有机气体进入气体混合器时的压力，增加反应效率。

进一步，所述立式布水器包括环形支撑架和多根分布在所述环形支撑架上的布水管。设置的立式布水器能够将喷淋器喷下的水均匀的分布在填料床上，清洗更加均匀。

进一步，所述立管集水器包括环形固定架和多根分布在所述环形固定架上的集水管。

进一步，所述喷淋器包括供水管和间隔分布在供水管上的喷淋头，所述臭氧催化氧化罐的外部还设置有与所述供水管相连的回流泵。设置的回流泵能够为喷淋头持续供水。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型实施例中VOCs治理装置的系统图；

图2为本实用新型实施例中臭氧催化氧化系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中立管集水器的俯视图；

图4为本实用新型实施例中立管集水器的正视图；

图5为本实用新型实施例中立管布水器的正视图；

图6为本实用新型实施例中立管布水器的俯视图。

附图标记：传输泵1、臭氧发生器2、流量计3、气体混合器4、第三进气口5、储液罐6、回流泵7、立管集水器8、环形固定架801、集水管802、填料床9、立式布水器10、环形支撑架101、布水管102、喷淋器11、消泡器12。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1-6所示，本实施例提供一种用于油田VOCs治理的臭氧催化氧化系统，与冷凝机组和滴滤塔进行组合使用，形成完整的VOCs治理装置。冷凝机组通过外置涡旋压缩机制冷，工作温度-15℃—-25℃，设备内部油气管线装有压力变送器，当油气压力达到150pa,压缩机启动，油气压力-150pa压缩机停止工作，设备处于待机状态，达到节能的目的。进入冷凝机组的油气95％被低温液化，冷凝得到的各类有机物回收利用。冷凝处理之后的尾气送入本实施例中的臭氧催化氧化系统进行末端处理。臭氧氧化是通过臭氧发生器2产生的臭氧分子，在催化剂作用下，将废气中的有机物氧化，或者分解或者转化为氧化中间产物，再通过洗涤去除。气体从臭氧催化氧化装置出来后，一部分气体循环到前置换热器中，则另一部分气体进入生物滴滤塔进行除臭处理，有效去除硫化氢、氨等恶臭气体。达标尾气则直接穿过碳层，通过排气筒(排气筒高度≥4.5m)排入大气中。

臭氧催化氧化系统包括臭氧催化氧化罐、臭氧发生器2和气体混合器4，所述臭氧发生器2通过所述气体混合器4与所述臭氧催化氧化罐相连，所述气体混合器4上还设置有供有机废气输入的第一进气口以及与所述臭氧发生器2 相连的第二进气口，所述第二进气口与臭氧发生器2之间还设置有流量计3。所述气体混合器4上设置有与所述臭氧催化氧化罐对接的第一出气口；所述臭氧催化氧化罐内由下而上依次固定设置有立管集水器8、填料床9、立式布水器10、喷淋器11以及消泡器12，所述填料床9内填充有碳铁材料，所述臭氧催化氧化罐上还构造有第三进气口5和第二出气口，所述第三进气口5位于所述立管集水器8的下方，所述第二出气口位于所述臭氧催化氧化罐的顶部。设置的臭氧发生器2能够产生臭氧并与待处理的有机气体在气体混合器4中充分混合，使得有机气体能够与臭氧充分反应而被氧化，进一步通过碳铁材料进行催化并通过喷淋器11进行洗涤，使得氧化的中间产物被去除，进而完成对气体的初步净化。

第一进气口还连接有传输泵1。传输泵1能够增加有机气体进入气体混合器4时的压力，增加反应效率。

立式布水器10包括环形支撑架101和多根分布在所述环形支撑架101上的布水管102。设置的立式布水器10能够将喷淋器11喷下的水均匀的分布在填料床9上，清洗更加均匀。

立管集水器8包括环形固定架801和多根分布在所述环形固定架801上的集水管802。喷淋器11包括供水管和间隔分布在供水管上的喷淋头，所述臭氧催化氧化罐的外部还设置有与所述供水管相连的回流泵7，通过回流泵7将外部的储液罐6中的弱碱液泵入臭氧催化氧化罐的内部。设置的回流泵7能够为喷淋头持续供水。

在本申请的描述中，需要理解的是，本申请中的术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (5)

1.一种用于油田VOCs治理的臭氧催化氧化系统，其特征在于，包括臭氧催化氧化罐、臭氧发生器(2)和气体混合器(4)，所述臭氧发生器(2)通过所述气体混合器(4)与所述臭氧催化氧化罐相连，所述气体混合器(4)上还设置有供有机废气输入的第一进气口以及与所述臭氧发生器(2)相连的第二进气口，所述气体混合器(4)上设置有与所述臭氧催化氧化罐对接的第一出气口；

所述臭氧催化氧化罐内由下而上依次固定设置有立管集水器(8)、填料床(9)、立式布水器(10)、喷淋器(11)以及消泡器(12)，所述填料床(9)内填充有碳铁材料，所述臭氧催化氧化罐上还构造有第三进气口(5)和第二出气口，所述第三进气口(5)位于所述立管集水器(8)的下方，所述第二出气口位于所述臭氧催化氧化罐的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种用于油田VOCs治理的臭氧催化氧化系统，其特征在于，所述第一进气口还连接有传输泵(1)。

3.根据权利要求1所述的一种用于油田VOCs治理的臭氧催化氧化系统，其特征在于，所述立式布水器(10)包括环形支撑架(101)和多根分布在所述环形支撑架(101)上的布水管(102)。

4.根据权利要求1或3所述的一种用于油田VOCs治理的臭氧催化氧化系统，其特征在于，所述立管集水器(8)包括环形固定架(801)和多根分布在所述环形固定架(801)上的集水管(802)。

5.根据权利要求1所述的一种用于油田VOCs治理的臭氧催化氧化系统，其特征在于，所述喷淋器(11)包括供水管和间隔分布在供水管上的喷淋头，所述臭氧催化氧化罐的外部还设置有与所述供水管相连的回流泵(7)。

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