[发明专利]用于煤焦油加工过程排放的挥发性有机物的脱除系统

说明书

本发明公开了一种用于煤焦油加工过程排放的挥发性有机物的脱除系统，包括有机废气预处理系统、有机废气缓冲与内循环系统以及有机废气燃烧系统，其中，有机废气预处理系统包括依次连接的废气吸收装置和用于过滤废气中颗粒物的过滤装置，废气吸收装置包括文氏管、循环槽、吸收塔、冷却器以及循环泵，有机废气缓冲与内循环系统包括依次连接的风机和气柜，风机用于将预处理后的气体加压送入气柜中储存，气柜用于存储气体以及冷凝废气中水蒸气，风机通过管道与过滤装置的排气口连通；有机废气燃烧系统的进气口通过管道与气柜的排气口连通。本发明提出的脱除系统，其处理成本低、脱除效率高，同时还可避免二次污染。

技术领域

本发明涉及煤焦油加工行业废气处理技术领域，尤其涉及一种用于煤焦油加工过程排放的挥发性有机物的脱除系统。

背景技术

我国煤焦油加工行业有百余家企业，总产能超过2000万吨，作为炼焦行业的下游产业，煤焦油加工过程的产能正在逐渐增加。煤焦油加工过程的主要目的是由减压蒸馏工艺而获得诸如轻油、酚油、萘油、洗油、一蒽油、二蒽油及沥青等中间产品，再经过进一步深加工而获得苯、精萘、精酚及改制沥青等高附加值化工产品。然而，煤焦油加工过程却难以避免地产生大量的VOCs（Volatile Organic Compounds，挥发性有机物），其主要由存储、加工、生产等区域所产生，如原料罐区、焦油蒸馏槽区、工业萘蒸馏槽区、精酚装置区，以及液体沥青储存区等。对于储罐区域而言，原料油、中间产品及产品油的物料进出呼吸产生出大量的有机废气，这些有机废气中的VOCs主要由苯类、酚类、萘类及沥青烟气等组成，这些VOCs的存在会对人体健康造成极大的伤害。例如，苯就是强力致癌物，长期接触对人体有极大的危害；酚可导致人体头痛、眩晕；萘能引起使人中毒，损害人体神经系统；沥青烟会引起恶心、呕吐，导致白血球增高等症状。另外，煤焦油加工过程产生的VOCs如若长期排放，还可能与空气中的硫酸盐、硝酸盐相结合形成气溶胶，最终成为雾霾产生的前驱体。

对于储罐区域所产生的有机废气而言，由于各储罐的油品温度高，使得所产生有机废气的温度也较高（80~150℃）。其次，由于焦油中的重组分（萘类、蒽类、沥青）含量较高，使得产生的VOCs中重组分含量很高（>30wt%），这些重组分物质易挥发、易凝结，脱除难度较大。再者，由于储罐区域的进出料操作是间歇的，使得废气的产生也是间歇的，导致废气流量的波动很大（100~2500m³/h），治理工艺较难控制。另外，由于原料焦油中水含量较高，加之储罐区域的出料时吸入大量的空气，导致有机废气中VOCs浓度与惰性组分（如H₂O、N₂）相比偏低，VOCs脱除治理的选择性较差。因此，煤焦油加工过程的有机废气与其他行业所产生的废气相比，有着成分复杂、物化性质多变、处理难度高等不利因素，单凭一种治理技术（吸收、吸附、冷凝或燃烧）几乎不可能彻底解决煤焦油加工过程的VOCs排放问题。

目前，国内煤焦油加工行业的VOCs治理技术仍采用传统的负压-喷淋技术，以洗油作为吸收剂来吸收有机废气中的VOCs。但是，负压-喷淋技术已显现出诸多缺陷，不能满足越来越严苛的环保标准。首先，由于储罐区域的有机废气温度较高，且洗油具有一定的挥发性，洗油洗涤废气的同时，其自身温度也会逐渐升高，一旦洗油的温度超过80℃，不仅难以清洗废气，其自身反而成为VOCs的来源之一，造成排放超标。其次，洗油是沸点高于230℃的馏分，属于较重的组分，因此对VOCs中的轻质组分（如苯类）吸收效果较差。再者，饱和后的洗油会再度混入原料焦油中，进入减压蒸馏工序，洗油所吸收的VOCs又可能再度释放，治标而不治本。传统、低效、落后的负压-喷淋技术需要被改进。近年来，不少企业引入了直接燃烧的方法，该法尽管可将VOCs彻底清除，但由于VOCs中焦油重组分较多，有机废气中VOCs浓度低，废气流量波动大，造成燃烧过程中起燃温度高、选择性差、能耗大、控制难等缺陷，技术经济可行性较差。因此，煤焦油加工过程的VOCs治理亟待成本低廉、脱除效率高、无二次污染的工艺技术出现。

发明内容