一種醇類混合物尾氣處理裝置及其處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種醇類混合物尾氣處理裝置及其處理方法，其裝置包括冷凝系統(tǒng)、吸收單元、吸附單元、暫存罐、真空泵、進水泵、出水泵、管道，冷凝系統(tǒng)包括冷凝裝置、制冷裝置和管道，吸收單元采用吸收塔，吸附單元采用開關閥和吸附塔。本發(fā)明所提供的處理裝置設計新穎、結構合理、使用方便，有機結合了“冷凝+吸收+吸附”的處理方法，對醇類混合物尾氣具有顯著的處理效果。
【專利說明】
一種醇類混合物尾氣處理裝置及其處理方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及尾氣處理裝置及其處理方法，特別是一種醇類混合物尾氣處理裝置及其處理方法。
【背景技術】
[0002]據(jù)有關資料介紹，低級的一元飽和醇為無色中性液體，具有特殊的氣味和辛辣味道。而水與醇均具有羥基，彼此可以形成氫鍵。因此，根據(jù)相似相溶的原則，甲醇、乙醇和丙醇可與水以任意比例混溶，但是混溶的結果還是有差別的。例如，4?11個碳原子的醇為油狀液體，僅可以部分地溶于水;在同系列中，少于10個碳原子的相鄰兩個醇的沸點差為18?20°C，高于10個碳原子者，沸點差較小。本領域的技術人員一定知道，甲醇系結構最為簡單的飽和一元醇，是無色有酒精氣味易揮發(fā)的液體。人口服中毒最低劑量約100mg/kg體重，經(jīng)口攝入0.3?I g/kg可致死。
[0003]環(huán)境保護部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局于2015年4月16日聯(lián)合發(fā)布了《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》GB31570-2015，其標準規(guī)定:石油煉制工業(yè)企業(yè)內(nèi)的汽油儲罐及發(fā)油過程油氣排放控制按本標準規(guī)定執(zhí)行，不再執(zhí)行《儲油庫大氣污染物排放標準》GB20950-2007，規(guī)定新建項目甲醇等的排放濃度為50mg/m3、非甲烷總烴為120mg/m3，而原有標準中，非甲烷總烴為25g/m3。
【申請人】認為，隨著新標準的頒布和實施，有關化學品要求的排放量會更少，因而新標準相對于原有標準而言要求更嚴更高，新標準規(guī)定，醇類的排放為100mg/m3，老標準為25g/m3，二者相差有208倍。因此，必須采用新的回收治理工藝及裝置。
[0004]
【申請人】通過研究發(fā)現(xiàn):只有與水或吸收劑有良好互溶性的尾氣才適合吸收工藝的處理，醇類中的低分子醇類如甲醇，采用冷凝+吸附+吸收工藝進行處理效果差，吸收工藝主要是對低分子醇有效果。現(xiàn)有的回收治理裝置無法將冷凝、吸附、吸收三種工序很好地融合在一起，充分發(fā)揮其效益。
[0005]鑒于含有醇類混合物揮發(fā)產(chǎn)生的有害氣體存在有向周圍空間擴散的現(xiàn)象時有發(fā)生，加之現(xiàn)有的含有醇類混合物的油氣產(chǎn)生的有害氣體(如汽車尾氣及其他含醇的有機氣體)的回收處理裝置在實際運用中效果并不理想的現(xiàn)狀，
【申請人】認為，必須從根本上淘汰現(xiàn)有的不符合新標準要求的排放標準的醇類混合物產(chǎn)生的有害氣體進行處理和回收的設備。而采用新的用于醇類混合物尾氣處理的裝置，才能從根本上實現(xiàn)和落實《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》GB31570-2015。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是，針對上述現(xiàn)有技術存在的不足，進行改進，提出并研究一種醇類混合物尾氣處理裝置及其處理方法。
[0007]本發(fā)明的技術解決方案是:
醇類混合物尾氣處理裝置包括冷凝系統(tǒng)、吸收單元、吸附單元、暫存罐、真空栗、進水栗、出水栗、管道和引風機，其特征在于，冷凝系統(tǒng)包括冷凝裝置、制冷裝置和管道;吸收單元采用吸收塔，進水栗和出水栗與吸收塔分別配連;吸附單元采用開關閥和吸附塔，開關閥與吸附塔配連，吸附塔中設有活性炭碳床，活性炭碳床采用活性炭;冷凝裝置分別與引風機、真空栗、制冷裝置、吸收塔、暫存罐配連，冷凝裝置設有氣體輸入通道、氣體輸出通道和冷凝液輸出通道，冷凝裝置采用冷凝組件，冷凝組件包括前置換熱器、一級換熱器和二級換熱器，前置換熱器與一級換熱器和二級換熱器配連，制冷裝置包括有一級制冷機組和二級制冷機組，一級制冷機組配接一級換熱器，二級制冷機組配接二級換熱器;暫存罐配連回液栗，吸附單元分別配連真空栗、吸收塔和阻火透氣帽，真空栗與吸收塔、暫存罐配連，吸收塔通過開關閥與阻火透氣帽配連。
[0008]其特征在于，吸附塔的上端和下端均裝有開關閥。
[0009]其特征在于，阻火透氣帽裝在吸附單元的上方。
[0010]其特征在于，吸附塔有二個，并排設置。
[0011]其特征在于，阻火透氣帽與吸附單元的開關閥配連，阻火透氣帽通過開關閥實現(xiàn)與吸附單元的吸附塔配連。
[0012]其特征在于，暫存罐的底部設有積液輸出口，積液輸出口配有管道，通過管道與回液栗配連。
[0013]其特征在于，冷凝裝置的進氣口與吸附單元的出氣口通過帶電動閥的管道相接通，吸收單元的吸收塔上裝有液位計。
[0014]醇類混合物尾氣的回收處理方法，包括:
第一步冷凝，將醇類混合物尾氣增壓后導入冷凝裝置，醇類混合物尾氣在冷凝裝置內(nèi)順次經(jīng)過3 °C的冷凝組件和零下40°C的冷凝組件進行冷凝，冷凝液存入暫存罐；
第二步吸收，冷凝步驟未液化的低溫氣體導入前置換熱器升至初溫，升溫后的尾氣被導入吸收單元進行吸收，吸收尾氣后的吸收劑被導入到指定的儲存或處理裝置內(nèi)；
第三步吸附，吸收步驟所產(chǎn)生的尾氣導入吸附單元進行吸附，在這里，除甲烷以外的有機氣體分子被吸附在活性炭的表面及孔隙中，而甲烷和空氣等其它無害氣體無法被吸附，直接透過吸附單元內(nèi)的活性炭床排入大氣。
[0015]其特征在于，所述吸附單元內(nèi)吸附飽和的活性炭床通過真空脫附再生工藝再生，真空脫附出的氣體導入冷凝裝置或吸收裝置重復循環(huán)。
[0016]
【申請人】提出的本發(fā)明的技術解決方案充分考慮到如下情況:
1、冷凝、吸附、吸收三種工藝各有特色，既可單獨使用，又可以組合使用，而組合使用是有條件。
2、只有與水或吸收劑有良好互溶性的尾氣才適合冷凝、吸附、吸收三種工藝的組合使用。
[0017]3、冷凝+吸附+吸收的組合工藝中的第二部分吸附具有一定的選擇性，有些物料不能直接吸附。
4、醇類混合物尾氣采用冷凝+吸附+吸收的組合工藝，其工藝效果不能達到新國標的排放標準。
5、醇類混合物尾氣中的低分子醇類如甲醇，采用冷凝+吸附+吸收的組合工藝，會產(chǎn)生很壞的結果，其排放濃度非常高，完全無法達到新國標毫克級的排放要求。
[0018]6、若將冷凝、吸附、吸收三種工藝按照冷凝+吸收+吸附工藝順序進行組合，情況就大不相同了，冷凝+吸收+吸附的組合工藝的第三部分吸附則是為了達到新國標mg級排放的要求而設定的。
[0019]試驗結果證明，本發(fā)明裝置的基本結構滿足冷凝+吸收+吸附的組合工藝的要求。
[0020]本發(fā)明裝置適用于冷凝+吸收+吸附的組合工藝，本發(fā)明裝置的基本結構包括了實現(xiàn)冷凝工藝的結構一一冷凝系統(tǒng)、實現(xiàn)吸收工藝的結構一一吸收單元以及實現(xiàn)吸附工藝的結構一一吸附單元。本發(fā)明裝置采用冷凝系統(tǒng)是基于醇類混合物中大部分物質(zhì)經(jīng)過冷凝后能夠變成液體的客觀事實，所以在本發(fā)明裝置中采用滿足冷凝工藝的結構是首選。同時，冷凝后未能能夠變成液體的剩余氣體中的大部分為一元醇，一元醇也能與水任意比混溶。這是適用吸收工藝的基本條件，因而采用滿足吸收工藝的結構也是必需的。而吸收過程中產(chǎn)生的尾氣由吸附工藝進行處理，效果更好，所以增加滿足吸附工藝的結構會使得本發(fā)明裝置整體結構更為合理，性能更好。更重要的是，本發(fā)明裝置的冷凝系統(tǒng)、吸收單元、吸附單元通過合理連接，其能夠吏好地冷凝+吸收+吸附的組合工藝的效果。
[0021]本發(fā)明裝置的工作情況是:將需要處理的廢氣通過與用戶相連的收集/輸送管道回收后送至本發(fā)明的氣體(進)輸入通道，經(jīng)引風機增壓，依次進入冷凝系統(tǒng)中冷凝裝置的多級冷凝組件，各級冷凝組件的冷凝溫度依次為3°C，-40°C，廢氣經(jīng)分段連續(xù)冷卻后，露點在-40°C以上的各成分被逐步冷凝析出，流入本發(fā)明的暫存罐。未能冷凝液化的低溫氣體，進入前級換熱器，與初進入本發(fā)明的醇類氣體換熱后，溫度提升至近初溫，進入吸收單元繼續(xù)處理。冷凝水定期從暫存罐排出，入用戶排水管網(wǎng)?；厥盏囊簯B(tài)化工品，經(jīng)回液栗輸送至指定的化工品回收罐，實現(xiàn)資源回收利用。冷凝系統(tǒng)的冷凝組件未冷凝的廢氣進入吸收單元采用的吸收塔，由進水栗向吸收塔提供吸收劑(水)，并在塔內(nèi)充分吸收廢氣。由出水栗將充分吸收了廢氣的吸收劑(水)栗到指定的儲存或處理裝置內(nèi)。吸收過程中產(chǎn)生的尾氣再經(jīng)過管道到達吸附單元。吸附單元是根據(jù)活性炭對不同物質(zhì)的吸附選擇性，通過活性炭炭床的吸附，使有機氣體分子(甲烷除外)被吸附在活性炭的表面及孔隙中，而甲烷和空氣等其它無害氣體則不被吸附，直接透過炭床而排出吸附單元，通過與吸附單元配連的阻火透氣帽后進入大氣。吸附飽和的活性炭炭床可以通過與吸附單元配連的真空栗抽真空的再生工藝，將吸附在活性炭里的有機氣體分子脫附出來而重新恢復吸附能力。真空脫附出來的化工氣體再進入吸收單元重復循環(huán)。兩個采用了活性炭作為吸附材料的吸附罐交替使用，來完成吸附和再生的工藝過程，可以實現(xiàn)吸附單元的連續(xù)運行。
[0022]本發(fā)明的創(chuàng)新點是，普通常用的油氣回收設備大多都只用了單一的冷凝法或吸收法工藝，或是單一的冷凝法和吸收法工藝兩種的復合工藝，本發(fā)明則采用冷凝+吸收+吸附三種工藝復合的工況，而且能夠很好地將冷凝、吸收和吸附三種工藝融合在起，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更大的降低含醇類有毒物質(zhì)的排放，達到新國標要求的排放標準。本發(fā)明既解決了冷凝吸附法中有些有機分子無法冷凝成液體，長期游離在系統(tǒng)中的問題，這些問題有可能導致活性炭飽和，從而使得活性炭沒有吸附效果，又能解決吸附吸收，在本發(fā)明的工作過程中隨活性炭溫度的升高，進入吸附單元的尾氣將會被更好的回收。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點是，其裝置設計新穎、結構合理、使用方便，有機結合了“冷凝+吸收+吸附”的處理方法，與現(xiàn)有用于尾氣回收裝置相比，其回收處理醇類混合物尾氣的效果顯著。
【附圖說明】
[0024]圖1、本發(fā)明的基本結構方框圖。
[0025]圖2、本發(fā)明的基本結構示意圖。
[0026]圖中，1、進水栗;2、出水栗;3、吸附塔;4、開關閥；5、阻火透氣帽;6、吸附單元;7、真空栗;8、吸收單元;9、冷凝裝置；10、引風機；11、前置換熱器；12、制冷裝置；13、一級制冷機組；14、二級制冷機組；15、一級換熱器;16、二級換熱器;17、回液栗；18、暫存罐。
【具體實施方式】
[0027]下面，根據(jù)附圖，詳細描述本發(fā)明的實施例。
[0028]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的裝置包括冷凝系統(tǒng)、吸收單元8、吸附單元6、暫存罐18、真空栗7、進水栗1、出水栗2、回液栗17、管道，冷凝系統(tǒng)包括冷凝裝置9、制冷裝置12和管道。吸收單元8采用吸收塔。吸附單元6采用開關閥4和吸附塔3。吸附塔3有二個，并排設置，為了區(qū)別，左邊的吸附塔3稱為A吸附塔，右邊的吸附塔3稱為B吸附塔。A吸附塔和B吸附塔中均設有活性炭炭床，活性炭炭床采用活性炭。冷凝裝置9分別與制冷裝置12、吸收塔和暫存罐18配連，冷凝裝置9設有氣體輸入通道、氣體輸出通道和冷凝水輸出通道，冷凝裝置9設有的氣體輸入通道配接管道，冷凝裝置9設有的氣體輸入通道通過所配接的管道與本發(fā)明外部要求接入的收集/輸送管道相連。冷凝裝置9采用冷凝組件和管道構成，冷凝組件包括前置換熱器11、一級換熱器15和二級換熱器16。前置換熱器11、一級換熱器15和二級換熱器16可以根據(jù)需要設定不同的溫度。前置換熱器11與一級換熱器15和二級換熱器16配連，一級換熱器15和二級換熱器16配連。本發(fā)明采用了阻火透氣帽5和引風機10，引風機10配連冷凝裝置9，引風機10與冷凝裝置9設有的氣體輸入通道配連。本發(fā)明選用設定:TC冷凝溫度的和設定-40°C冷凝溫度的冷凝組件組合在一起，按照冷凝溫度高低進行分級管理和操作，從而充分發(fā)揮其冷凝的作用。制冷裝置12包括一級制冷機組13和二級制冷機組14，一級制冷機組13配接一級換熱器15，二級制冷機組14分別配接二級換熱器16，出水栗2和進水栗I與吸收塔分別配連，暫存罐18配連回液栗17，吸附單元6分別配連真空栗7和阻火透氣帽5，真空栗7與吸收塔、暫存罐18和冷凝裝置9配連，吸收塔通過開關閥4與阻火透氣帽5配連;吸附單元6采用了六個開關閥4，每一個吸附塔3的上端和下端均裝有開關閥4。阻火透氣帽5與吸附單元6的開關閥4配連，阻火透氣帽5通過開關閥4實現(xiàn)與吸附單元6的吸附塔3配連。
[0029]阻火透氣帽5裝在吸附單元6的上方。暫存罐18的底部設有積液輸出口，積液輸出口配有管道，通過管道與回液栗17配連。
【主權項】
1.一種醇類混合物尾氣處理裝置，包括冷凝系統(tǒng)、吸收單元(8)、吸附單元(6)、暫存罐(18)、真空栗(7)、進水栗(1)、出水栗(2)、管道和引風機(10)，其特征在于，冷凝系統(tǒng)包括冷凝裝置(9)、制冷裝置(12)和管道;吸收單元(8)采用吸收塔，進水栗(I)和出水栗(2)與吸收塔分別配連;吸附單元(6)采用開關閥(4)和吸附塔(3)，開關閥(4)與吸附塔(3)配連，吸附塔(3)中設有活性炭碳床，活性炭碳床采用活性炭;冷凝裝置(9)分別與引風機(10)、真空栗(7)、制冷裝置(12)、吸收塔、暫存罐(18)配連，冷凝裝置(9)設有氣體輸入通道、氣體輸出通道和冷凝液輸出通道，冷凝裝置(9)采用冷凝組件，冷凝組件包括前置換熱器(11)、一級換熱器(15)和二級換熱器(16)，前置換熱器(11)與一級換熱器(15)和二級換熱器(16)配連，制冷裝置(12)包括有一級制冷機組(13)和二級制冷機組(14)，一級制冷機組(13)配接一級換熱器(15)，二級制冷機組(14)配接二級換熱器(16);暫存罐(18)配連回液栗(17)，吸附單元(6)分別配連真空栗(7)、吸收塔和阻火透氣帽(5)，真空栗(7)與吸收塔、暫存罐(18)配連，吸收塔通過開關閥(4)與阻火透氣帽(5)配連。2.根據(jù)權利要求1所述的一種醇類混合物尾氣處理裝置，其特征在于，吸附塔(3)的上端和下端均裝有開關閥(4)。3.根據(jù)權利要求1所述的一種醇類混合物尾氣處理裝置，其特征在于，阻火透氣帽(5)裝在吸附單元(6)的上方。4.根據(jù)權利要求1所述的一種醇類混合物尾氣處理裝置，其特征在于，吸附塔(3)有二個，并排設置。5.根據(jù)權利要求1所述的一種醇類混合物尾氣處理裝置，其特征在于，阻火透氣帽(5)與吸附單元(6)的開關閥(4)配連，阻火透氣帽(5)通過開關閥(4)實現(xiàn)與吸附單元(6)的吸附塔(3)配連。6.根據(jù)權利要求1所述的一種醇類混合物尾氣處理裝置，其特征在于，暫存罐(18)的底部設有積液輸出口，積液輸出口配有管道，通過管道與回液栗(17 )配連。7.根據(jù)權利要求1所述的一種醇類混合物尾氣處理裝置，其特征在于，冷凝裝置(9)的進氣口與吸附單元(6)的出氣口通過帶電動閥的管道相接通，吸收單元(8)的吸收塔上裝有液位計。8.利用權利要求1至7任意一項處理裝置對醇類混合物尾氣的回收處理方法，包括: 第一步冷凝，將醇類混合物尾氣增壓后導入冷凝裝置(9)，醇類混合物尾氣在冷凝裝置(9)內(nèi)順次經(jīng)過3°C的冷凝組件和零下40°C的冷凝組件進行冷凝，冷凝液存入暫存罐(18); 第二步吸收，冷凝步驟未液化的低溫氣體導入前置換熱器(11)升至初溫，升溫后的尾氣被導入吸收單元(8)進行吸收，吸收尾氣后的吸收劑被導入到指定的儲存或處理裝置內(nèi)； 第三步吸附，吸收步驟所產(chǎn)生的尾氣導入吸附單元(6)進行吸附，在這里，除甲烷以外的有機氣體分子被吸附在活性炭的表面及孔隙中，而甲烷和空氣等其它無害氣體無法被吸附，直接透過吸附單元(6)內(nèi)的活性炭床排入大氣。9.根據(jù)權利要求8所述的醇類混合物尾氣的回收處理方法，其特征在于:所述吸附單元(6)內(nèi)吸附飽和的活性炭床通過真空脫附再生工藝再生，真空脫附出的氣體導入冷凝裝置或吸收裝置重復循環(huán)。
【文檔編號】B01D53/04GK105833657SQ201610323471
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月16日
【發(fā)明人】雷斌, 向少白, 陳同山, 陸秋節(jié)
【申請人】湖北楚天藍環(huán)保設備工程有限公司