CN218901347U - 一种焦炉无组织排放烟气VOCs治理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种焦炉无组织排放烟气VOCs治理工艺及系统，所述系统包括净化除尘器、沸石转轮、吸附风机、烟囱、脱附调节阀、换热器及脱附风机；本实用新型针对焦炉生产的特点，充分利用焦化企业内部设施，整合现有焦化工艺系统，利用上升管回收的余热与一部分烟气换热实现沸石分子筛的高温脱附，脱附后的VOCs随烟气送至焦炉加热燃烧系统燃烧，在实现焦炉无组织逸散烟气达标排放的同时，节省了焦炉加热用的煤气量，具有工艺流程简单、运行费用低廉等优点。

Description

一种焦炉无组织排放烟气VOCs治理系统

技术领域

本实用新型涉及焦炉烟气净化处理技术领域，尤其涉及一种充分利用上升管余热及焦炉加热燃烧系统的焦炉无组织排放烟气VOCs治理系统。

背景技术

焦化工业在国民经济发展中发挥着重要作用，焦炉是炼焦的生产设施，也是焦化行业的主要污染源。目前，我国针对焦炉无组织逸散烟尘提出了越来越高的环保要求，部分企业已开展焦炉生产区域加罩密闭的探索(如公开号为CN109488058A的中国专利申请公开的“一种焦炉整体封闭大棚”等)。焦炉整体封闭后，需要对焦炉大棚内的烟尘、余热及其它物质进行有效的处理。目前焦炉生产过程中，在焦炉机焦侧炉门、上升管底部、炉顶装煤孔、看火孔等部位会连续或间断地产生含有粉尘、VOCs气体等的烟气，针对此部分烟气的净化处理亟需一种安全高效稳定且运行费用低廉的技术手段。

现阶段，含VOCs烟气的主流处理方式是“沸石转轮+蓄热式焚烧”工艺，该工艺的原理是烟气经过预处理除去粉尘等颗粒物后，进入沸石分子筛转轮系统，经过沸石分子筛转轮吸附-脱附过程，大风量、低浓度的含VOCs烟气被浓缩成小风量、高浓度的烟气，被浓缩后的烟气进入蓄热式焚烧炉进行燃烧净化。如公开号为CN113648786A的中国专利申请公开的“一种危险废物焚烧厂的VOC废气处置方法”，及公开号为CN114028907A的中国专利申请公开的“一种节能型沸石转轮和RTO有机废气处理系统”等。上述处理工艺或系统中，当浓缩后的含VOCs烟气平均浓度不高的情况下(低于7g/m³)，需要持续燃烧燃气维持焚烧炉温度。而焦炉无组织排放烟气中VOCs含量较低，因此采用此种处理方式工艺流程复杂、消耗燃气量大，运行费用高。

发明内容

本实用新型提供了一种焦炉无组织排放烟气VOCs治理系统，针对焦炉生产的特点，充分利用焦化企业内部设施，整合现有焦化工艺系统，利用上升管回收的余热与一部分烟气换热实现沸石分子筛的高温脱附，脱附后的VOCs随烟气送至焦炉加热燃烧系统燃烧，在实现焦炉无组织逸散烟气达标排放的同时，节省了焦炉加热用的煤气量，具有工艺流程简单、运行费用低廉等优点。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种焦炉无组织排放烟气VOCs治理系统，包括净化除尘器、沸石转轮、吸附风机、烟囱、脱附调节阀、换热器及脱附风机；沸石转轮设置有吸附区、脱附区及冷却区；净化除尘器的烟气入口连接焦炉大棚中设置的用于收集无组织排放烟气的吸气罩，净化除尘器的烟气出口通过烟气出口总管连接烟气管道一的入口及烟气管道二的入口，烟气管道一的出口连接沸石转轮吸附区的烟气入口，沸石转轮吸附区的烟气出口通过烟气出口管道一连接烟囱，烟气出口管道一上设吸附风机；烟气管道二上设脱附调节阀，烟气管道二的出口连接沸石转轮冷却区的烟气入口，沸石转轮冷却区的烟气出口通过管道连接换热器的第一换热介质入口，换热器的第一换热介质出口通过管道连接沸石转轮脱附区的烟气入口，沸石转轮脱附区的烟气出口通过烟气出口管道二连接焦炉加热燃烧系统的烟气入口，烟气出口管道二上设脱附风机；换热器的第二换热介质入口连接焦炉上升管余热利用系统的换热介质出口管道。

进一步的，一种焦炉无组织排放烟气VOCs治理系统，还包括多个烟气传感器；烟气传感器包括设于净化除尘器下游烟气出口总管上的烟气传感器、设于烟囱上游烟气出口管道一上的烟气传感器、设于脱附风机上游烟气出口管道二上的烟气传感器。

进一步的，所述烟气传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、VOCs浓度传感器中的一种或多种。

进一步的，所述净化除尘器为多级过滤器或袋式除尘器。

进一步的，所述换热器为气-气间壁式换热器或气-液间壁式换热器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)针对焦炉生产的特点，充分利用焦化企业内部设施，整合现有焦化工艺系统，利用上升管回收的余热与一部分烟气换热实现沸石分子筛的高温脱附，脱附后的VOCs随烟气送至焦炉加热燃烧系统燃烧，实现焦炉无组织逸散烟气达标排放；

2)系统组成结构简单紧凑、操作方便，节省材料及占地面积；

2)具有工艺流程简单、运行费用低廉等优点。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型所述一种焦炉无组织排放烟气VOCs治理系统的结构示意图。

附图标记说明：

图中：1.净化除尘器 2.沸石转轮 3.吸附风机 4.烟囱 5.脱附调节阀 6.换热器7.脱附风机8烟气传感器

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本实用新型所述一种焦炉无组织排放烟气VOCs治理系统，包括净化除尘器1、沸石转轮2、吸附风机3、烟囱4、脱附调节阀5、换热器6及脱附风机7；沸石转轮2设置有吸附区、脱附区及冷却区；净化除尘器1的烟气入口连接焦炉大棚中设置的用于收集无组织排放烟气的吸气罩，净化除尘器1的烟气出口通过烟气出口总管连接烟气管道一的入口及烟气管道二的入口，烟气管道一的出口连接沸石转轮2吸附区的烟气入口，沸石转轮2吸附区的烟气出口通过烟气出口管道一连接烟囱4，烟气出口管道一上设吸附风机3；烟气管道二上设脱附调节阀5，烟气管道二的出口连接沸石转轮2冷却区的烟气入口，沸石转轮2冷却区的烟气出口通过管道连接换热器6的第一换热介质入口，换热器6的第一换热介质出口通过管道连接沸石转轮2脱附区的烟气入口，沸石转轮2脱附区的烟气出口通过烟气出口管道二连接焦炉加热燃烧系统的烟气入口，烟气出口管道二上设脱附风机7；换热器6的第二换热介质入口连接焦炉上升管余热利用系统的换热介质出口管道。

进一步的，本实用新型所述一种焦炉无组织排放烟气VOCs治理系统，还包括多个烟气传感器8；烟气传感器包括设于净化除尘器下游烟气出口总管上的烟气传感器8、设于烟囱上游烟气出口管道一上的烟气传感器8、设于脱附风机上游烟气出口管道二上的烟气传感器8。

进一步的，所述烟气传感器8包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、VOCs浓度传感器中的一种或多种。

进一步的，所述净化除尘器1为多级过滤器或袋式除尘器。

进一步的，所述换热器6为气-气间壁式换热器或气-液间壁式换热器。

本实用新型所述一种焦炉无组织排放烟气VOCs治理系统，组成设备包括净化除尘器1、沸石转轮2、吸附风机3、烟囱4、脱附调节阀5、换热器6、脱附风机7、烟气传感器8等。

净化除尘器1通过烟气管道接收焦炉大棚内无组织排放的含VOCs烟气，沸石转轮2设置有吸附区、脱附区及冷却区，净化除尘器与沸石转轮之间的烟气管道上设置有脱附调节阀，沸石转轮2吸附区下游设吸附风机3及烟囱4，沸石转轮2脱附区及冷却区分别与换热器6连接，沸石转轮2脱附区下游设置有脱附风机7，换热器6的高温侧换热介质通道连接焦炉上升管余热利用系统，利用其产生的蒸汽或导热油与烟气换热。换热器6的低温侧换热介质通道供烟气进出。烟气传感器8分别设置于沸石转轮2上游、吸附风机3下游及脱附风机7上游的烟气管道上。

所述净化除尘器1优选多级过滤器或袋式除尘器。

所述换热器6优选气-气间壁式换热器或气-液间壁式换热器。

所述7脱附风机作为动力源，用于吸引部分待净化烟气对沸石分子筛进行冷却、脱附，并将浓缩后的、含VOCs的烟气送入焦炉加热燃烧系统，通过燃烧实现烟气处理。

所述烟气传感器8包括但不限于温度传感器、压力传感器、流量传感器、VOCs浓度传感器。

当烟气处理量较大时，可将焦炉无组织排放烟气VOCs治理作为功能性单元并联设置多个，以满足烟气处理的要求。

本实用新型所述一种焦炉无组织排放烟气VOCs治理系统的工艺过程为：焦炉生产过程中，焦炉大棚内无组织排放的含VOCs烟气经吸气罩收集后送至净化除尘器1,过滤后除去粉尘颗粒物；过滤后的烟气分两路输送至沸石转轮2，其中大部分烟气经过一路烟气管道进入沸石转轮2的吸附区，经沸石分子筛吸附VOCs净化后由吸附风机3压送至烟囱4排放；小部分烟气经另一路烟气管道，通过脱附调节阀5调节流量后进入沸石转轮2的冷却区，升温后的烟气再进入换热器6与焦炉上升管余热利用系统送出的高温换热介质换热升温至200℃以上，然后再进入沸石转轮2的脱附区对沸石分子筛进行高温脱附；在脱附风机7作用下，烟气与脱附后的VOCs一起进入焦炉加热燃烧系统燃烧。

所述焦炉上升管余热利用系统的高温换热介质为蒸汽或导热油。

两路烟气管道在净化除尘器1的下游、烟囱4的上游、脱附风机7的上游分别设置烟气传感器8，用于监测对应部位烟气的温度、压力、流量、VOCs浓度。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种焦炉无组织排放烟气VOCs治理系统，其特征在于，包括净化除尘器、沸石转轮、吸附风机、烟囱、脱附调节阀、换热器及脱附风机；沸石转轮设置有吸附区、脱附区及冷却区；净化除尘器的烟气入口连接焦炉大棚中设置的用于收集无组织排放烟气的吸气罩，净化除尘器的烟气出口通过烟气出口总管连接烟气管道一的入口及烟气管道二的入口，烟气管道一的出口连接沸石转轮吸附区的烟气入口，沸石转轮吸附区的烟气出口通过烟气出口管道一连接烟囱，烟气出口管道一上设吸附风机；烟气管道二上设脱附调节阀，烟气管道二的出口连接沸石转轮冷却区的烟气入口，沸石转轮冷却区的烟气出口通过管道连接换热器的第一换热介质入口，换热器的第一换热介质出口通过管道连接沸石转轮脱附区的烟气入口，沸石转轮脱附区的烟气出口通过烟气出口管道二连接焦炉加热燃烧系统的烟气入口，烟气出口管道二上设脱附风机；换热器的第二换热介质入口连接焦炉上升管余热利用系统的换热介质出口管道。

2.根据权利要求1所述的一种焦炉无组织排放烟气VOCs治理系统，其特征在于，还包括多个烟气传感器；烟气传感器包括设于净化除尘器下游烟气出口总管上的烟气传感器、设于烟囱上游烟气出口管道一上的烟气传感器、设于脱附风机上游烟气出口管道二上的烟气传感器。

3.根据权利要求2所述的一种焦炉无组织排放烟气VOCs治理系统，其特征在于，所述烟气传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、VOCs浓度传感器中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种焦炉无组织排放烟气VOCs治理系统，其特征在于，所述净化除尘器为多级过滤器或袋式除尘器。

5.根据权利要求1所述的一种焦炉无组织排放烟气VOCs治理系统，其特征在于，所述换热器为气-气间壁式换热器或气-液间壁式换热器。

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