本發(fā)明涉及瀝青廢氣處理，尤其涉及一種改質(zhì)瀝青工段的有機(jī)廢氣處理系統(tǒng)以及瀝青工段。
背景技術(shù)：
隨著煉焦工業(yè)的發(fā)展，煤焦油加工行業(yè)的產(chǎn)能正逐漸擴(kuò)大，且對于炭素制品的要求也越來越高。近年來，作為炭素制品原料的中溫瀝青逐步被取代，中溫瀝青的進(jìn)一步加工成為發(fā)展方向。目前，中溫瀝青的進(jìn)一步加工已經(jīng)成為煤焦油加工過程的重要組成部分，該工段可生產(chǎn)出廣泛應(yīng)用于冶金、化工行業(yè)的改質(zhì)瀝青產(chǎn)品，因此其也被稱作改質(zhì)瀝青工段。改質(zhì)瀝青工段的大致流程如下：(1)將焦油蒸餾所產(chǎn)生的中溫瀝青送入反應(yīng)釜加熱爐中發(fā)生聚合反應(yīng)；(2)反應(yīng)后的瀝青進(jìn)入中間槽，并進(jìn)入氣化冷卻器回收熱量；(3)液態(tài)瀝青被送入到瀝青高置槽，最后進(jìn)入成型設(shè)備得到最終的改質(zhì)瀝青產(chǎn)品。
由于瀝青常溫下是固體，為了使其成為方便運(yùn)輸?shù)囊后w，改質(zhì)瀝青工段的全流程均在較高溫度(>200℃)下進(jìn)行，這樣的高溫就導(dǎo)致了大量有機(jī)廢氣的產(chǎn)生。例如，在瀝青高置槽中，瀝青的溫度可達(dá)250℃以上，瀝青中的許多有機(jī)組分開始揮發(fā)，在槽頂處產(chǎn)生大量的有機(jī)廢氣。另外，在瀝青成型設(shè)備處，高溫瀝青與水接觸發(fā)生劇烈汽化，大量的有機(jī)組分與水汽夾在在一起，形成大量向外排放的煙霧。對這些有機(jī)廢氣而言，有機(jī)組分中的單環(huán)芳烴(如苯、甲苯)只占很小的一部分，其主要由稠環(huán)芳烴所組成，如萘、芴、菲、蒽、芘，以及苯并芘等。這些稠環(huán)芳烴屬于重質(zhì)焦油組分，通常以蒸汽或微滴的形式存在于廢氣中，呈現(xiàn)出易揮發(fā)、易凝結(jié)、毒性大的特點(diǎn)，會對人的身體健康及周邊環(huán)境造成巨大的危害。
目前，國內(nèi)改質(zhì)瀝青工段的有機(jī)廢氣治理技術(shù)仍采用排氣洗凈技術(shù)，以清洗油(如洗油)作為吸收劑來除去廢氣中的有機(jī)組分。但是，排氣洗凈技術(shù)已顯露出諸多問題，越來越難以滿足環(huán)保的需要。首先，由于改質(zhì)瀝青工段的有機(jī)廢氣溫度較高，清洗油在洗滌廢氣的同時，自身溫度也會升高，一旦溫度超過80℃，其自身也成為有機(jī)廢氣的排放源；其次，洗油屬于沸點(diǎn)介于230～300℃的餾分，因此對廢氣中的少量輕質(zhì)組分(如苯類)和一部分重質(zhì)組分(如苯并芘類)的吸收效果均較差，使得排氣洗凈塔的塔頂依然排放出大量的有機(jī)廢氣。針對這些問題，生產(chǎn)企業(yè)采用了一些改進(jìn)措施，如增設(shè)控制清洗油溫度的冷卻器，以及增加廢氣冷凝器等。但是，這些措施仍然沒有徹底解決改質(zhì)瀝青工段的有機(jī)廢氣排放問題。清洗油冷卻器雖然可有效控制洗油溫度，避免其成為排放源，但冷卻器本身并不能提高清洗油對有機(jī)廢氣的吸收效果；而且廢氣冷凝器盡管可以將大部分重質(zhì)焦油組分冷凝下來，但凝結(jié)在器壁上的焦油清潔非常麻煩，需要耗費(fèi)大量人力；再者，廢氣經(jīng)過吸收、冷凝處理之后，仍會有一些不重的有機(jī)組分未被除去，依然對外排放。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種改質(zhì)瀝青工段的有機(jī)廢氣處理系統(tǒng)，旨在用于解決現(xiàn)有的瀝青有機(jī)廢氣處理工藝中，有機(jī)廢氣治理效果較差的問題
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：
本發(fā)明實施例提供一種改質(zhì)瀝青工段的有機(jī)廢氣處理系統(tǒng)，包括廢氣導(dǎo)管以及煙氣排管，還包括循環(huán)槽、吸收塔、冷凝冷卻器以及反應(yīng)釜加熱爐，所述循環(huán)槽包括連通所述廢氣導(dǎo)管與所述吸收塔底部進(jìn)氣口的導(dǎo)氣部以及內(nèi)置清洗油且與所述導(dǎo)氣部連通的集油部，所述冷凝冷卻器包括殼體，于所述殼體內(nèi)置有冷卻水管路、廢氣管路以及清洗油管路，且所述集油部與所述吸收塔的噴油口之間通過所述清洗油管路，所述吸收塔的排氣口與所述反應(yīng)釜加熱爐通過所述廢氣管路連通，所述反應(yīng)釜加熱爐的頂部煙口經(jīng)所述煙氣排管延伸至外界。
進(jìn)一步地，還包括文氏管，所述文氏管具有與所述清洗油管路的出油口連通的進(jìn)油口，所述廢氣導(dǎo)管連通至所述文氏管的進(jìn)氣口，所述導(dǎo)氣部的油氣進(jìn)口與所述文氏管的油氣出口連通，且所述文氏管的進(jìn)油口與進(jìn)氣口均位于同一側(cè)。
進(jìn)一步地，所述冷凝冷卻器為兩個，且兩個所述冷卻水管路之間、兩個所述廢氣管路之間以及兩個所述清洗油管路之間均為并聯(lián)。
進(jìn)一步地，所述冷卻水管路串聯(lián)于一冷卻水循環(huán)管路上。
進(jìn)一步地，還包括氣柜，所述氣柜串聯(lián)于所述反應(yīng)釜加熱爐與所述廢氣管路的出氣口之間的流路上。
進(jìn)一步地，且于所述氣柜與所述反應(yīng)釜加熱爐之間的管路上設(shè)置有減壓閥。
進(jìn)一步地，所述減壓閥的控壓范圍為0.3-2KPa。
具體地，所述煙氣排管為豎直設(shè)置的煙囪，所述反應(yīng)釜加熱爐的煙口連通至所述煙囪的底部。
本發(fā)明實施例還提供一種瀝青工段，包括瀝青成型設(shè)備以及至少一個瀝青高置槽，還包括上述的改質(zhì)瀝青工段的有機(jī)廢氣處理系統(tǒng)，所述瀝青成型設(shè)備以及所述瀝青高置槽均與所述廢氣導(dǎo)管連通。
本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明的處理系統(tǒng)中，瀝青制備過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣通過廢氣導(dǎo)管進(jìn)入吸收塔內(nèi)，而集油槽內(nèi)的清洗油經(jīng)冷凝冷卻器在吸收塔內(nèi)對有機(jī)廢氣進(jìn)行噴淋吸收，隨后有機(jī)廢氣進(jìn)入冷凝冷卻器內(nèi)進(jìn)行降溫冷凝，高沸點(diǎn)的重質(zhì)焦油組分凝結(jié)在冷凝冷卻器的器壁上，廢氣中的有機(jī)組分被進(jìn)一步除去，而吸收塔內(nèi)噴淋的清洗油被重新收集至循環(huán)槽內(nèi)被重復(fù)利用，且清洗油在經(jīng)過冷凝冷卻器時冷卻降溫，使其既不會揮發(fā)，又具有較好的流動性，將上述去除有機(jī)組分的廢氣經(jīng)廢氣管路的出氣口進(jìn)入反應(yīng)釜加熱爐中進(jìn)行高溫燃燒，最后由煙氣排管排至外界。經(jīng)過上述工藝，廢氣中有機(jī)組分去除效率95～99％，有機(jī)組分出口濃度小于10mg/m3，排放速率低于0.1kg/h，有機(jī)廢氣的處理效果非常好。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例提供的瀝青工段的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
參見圖1，本發(fā)明實施例提供一種改質(zhì)瀝青工段的有機(jī)廢氣處理系統(tǒng)1，包括廢氣導(dǎo)管11以及煙氣排管12，廢氣導(dǎo)管11主要是用于導(dǎo)入瀝青制備過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣，而煙氣排管12則是用于將經(jīng)過處理后的上述廢氣排至外界，而在兩者的煙氣流路上還設(shè)置有循環(huán)槽13、吸收塔14、冷凝冷卻器15以及反應(yīng)釜加熱爐16，循環(huán)槽13包括導(dǎo)氣部131以及集油部132兩部分，導(dǎo)氣部131主要連通廢氣導(dǎo)管11與吸收塔14底部的進(jìn)氣口，而集油部132則是用于收集吸收塔14內(nèi)的清洗油，當(dāng)然在工作之前，其內(nèi)也存放有一定量的清洗油，導(dǎo)氣部131與集油部132貫通，通常導(dǎo)氣部131位于集油部132的上方，廢氣導(dǎo)管11內(nèi)導(dǎo)出的有機(jī)廢氣依次經(jīng)導(dǎo)氣部131以及吸收塔14的進(jìn)氣口進(jìn)入吸收塔14內(nèi)，而吸收塔14內(nèi)收集的清洗油在自身重力作用下經(jīng)吸收塔14的進(jìn)氣口進(jìn)入循環(huán)槽13內(nèi)，進(jìn)而經(jīng)導(dǎo)氣部131流至集油部132，細(xì)化冷凝冷卻器15的結(jié)構(gòu)，包括殼體，而在殼體內(nèi)設(shè)置有冷卻水管路151、廢氣管路152以及清洗油管路153，且集油部132與吸收塔14的噴油口之間通過清洗油管路153連通，當(dāng)然在該條流路上應(yīng)設(shè)置有循環(huán)泵133，在循環(huán)泵133的作用下，集油部132內(nèi)的清洗油可經(jīng)清洗油管路153進(jìn)入吸收塔14內(nèi)噴出，吸收塔14的排氣口設(shè)置于吸收塔14的頂部，其與反應(yīng)釜加熱爐16之間通過上述的廢氣管路152連通，而反應(yīng)釜加熱爐16的頂部煙口則經(jīng)煙氣排管12延伸至外界，對此有機(jī)煙氣由吸收塔14的排氣口排出后經(jīng)廢氣管路152進(jìn)入反應(yīng)釜加熱爐16內(nèi)進(jìn)行燃燒，燃燒產(chǎn)生的氣體再由煙氣排管12導(dǎo)至外界。本發(fā)明中，設(shè)置有兩條流路，分別為廢氣流路以及清洗油流路，瀝青制備過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣經(jīng)廢氣導(dǎo)管11進(jìn)入循環(huán)槽13的導(dǎo)氣部131，其經(jīng)導(dǎo)氣部131由吸收塔14的進(jìn)氣口進(jìn)入吸收塔14內(nèi)，同時循環(huán)槽13的集油部132內(nèi)的清洗油在循環(huán)泵133的作用下進(jìn)入冷凝冷卻器15的清洗油管路153內(nèi)，且與冷卻水管路151換熱后進(jìn)入吸收塔14內(nèi)噴淋，即在吸收塔14內(nèi)通過噴淋清洗油的方式吸收有機(jī)廢氣中的有機(jī)組分，其中清洗油自上向下噴淋，而有機(jī)廢氣由于具有較高溫度由下至上逸散，清洗油與有機(jī)廢氣之間逆流接觸，清洗油對有機(jī)廢氣中的有機(jī)組分吸收效果比較好，噴淋后的清洗油經(jīng)吸收塔14底部的進(jìn)氣口由重新收集至集油部132內(nèi)循環(huán)利用，一般，清洗油在與有機(jī)廢氣接觸后，兩者之間形成熱交換，清洗油的溫度升高，通過與冷卻水管路151換熱的方式可將清洗油的溫度控制在35～40℃，由此一來既可保證清洗油不會揮發(fā)，又具有一定的流動性；而被吸收處理后的廢氣經(jīng)吸收塔14頂部的排氣口進(jìn)入冷凝冷卻器15內(nèi)的廢氣管路152內(nèi)，與冷卻水管路151換熱后，高沸點(diǎn)的重質(zhì)焦油組分凝結(jié)在冷凝冷卻器15的器壁上，廢氣中的有機(jī)組分被進(jìn)一步除去，隨后廢氣由廢氣管路152導(dǎo)至反應(yīng)釜加熱爐16內(nèi)高溫燃燒，其中剩余的有機(jī)組分燃燒后產(chǎn)生CO2和H2O，可以經(jīng)煙氣排管12導(dǎo)至外界。在上述過程中，清洗油由萘油、洗油、一蒽油或二蒽油中的任意一種，或所述油品的兩相或多相混合物所構(gòu)成，可以對廢氣中的有機(jī)組分形成較好的吸收效果，一般，由廢氣導(dǎo)管11導(dǎo)入的有機(jī)廢氣中，有機(jī)組分的濃度可在1500～30000mg/m3的范圍內(nèi)，通過上述的吸收塔14吸收以及冷凝冷卻器15的冷凝，廢氣中有機(jī)組分的脫除效率可達(dá)90％以上，且經(jīng)過后續(xù)的反應(yīng)釜加熱爐16的高溫燃燒，有機(jī)組分去除效率95～99％，有煙氣排管12處機(jī)組分的濃度小于10mg/m3，排放速率低于0.1kg/h，廢氣中有機(jī)組分的脫除效率非常高。另外吸收塔14與冷凝冷卻器15的有機(jī)廢氣處理量在100～2500m3/h的范圍內(nèi)，控制清洗油的流量在10～150m3/h，則清洗油更換頻率在7～30天/次。
優(yōu)化上述實施例，處理系統(tǒng)1還包括有文氏管17，通過文氏管17連通廢氣導(dǎo)管11與循環(huán)槽13的導(dǎo)氣部131連通，具體地，文氏管17的其中一端設(shè)置有進(jìn)氣口與進(jìn)油口，而另一端則設(shè)置有油氣出口，進(jìn)氣口與進(jìn)油口均位于縮口的同一側(cè)，油氣出口則位于縮口的另一側(cè)，廢氣導(dǎo)管11連通至文氏管17的進(jìn)氣口，循環(huán)槽13的進(jìn)氣口與文氏管17的油氣出口連通，且文氏管17的進(jìn)油口連通至冷凝冷卻器15的清洗油管路153的出油口。在本實施例中，廢氣導(dǎo)管11的有機(jī)廢氣先進(jìn)入文氏管17內(nèi)，同時在循環(huán)泵133的作用下，部分清洗油被抽取至文氏管17內(nèi)，有機(jī)廢氣與清洗油在文氏管17內(nèi)接觸吸收，即有機(jī)廢氣在導(dǎo)入處理系統(tǒng)1內(nèi)后，其與清洗油之間形成兩次接觸吸收，有機(jī)廢氣中的有機(jī)組分吸收率大大提高，且在文氏管17中，接觸后的廢氣與清洗油經(jīng)文氏管17的油氣出口進(jìn)入循環(huán)槽13內(nèi)，其中廢氣由導(dǎo)氣部131進(jìn)入吸收塔14內(nèi)，而清洗油則在重力作用下流至下方的集油部132內(nèi)循環(huán)利用。
進(jìn)一步地，將冷凝冷卻器15設(shè)置有兩個，在進(jìn)行管路連接時，兩個冷凝冷卻器15中的兩個冷卻水管路151之間、兩個廢氣管路152之間以及兩個清洗油管路153之間均為并聯(lián)。本實施例中，在每一冷凝冷卻器15的冷卻水管路151的兩端口、廢氣管路152的兩端口以及清洗油管路153的兩端口均設(shè)置有控制閥，兩個冷凝冷卻器15均可單獨(dú)滿足對廢氣以及清洗油的相關(guān)功能，且兩者互為備用關(guān)系，即一臺用于廢氣冷凝的同時，另一臺用于清洗油的冷卻和器壁上凝結(jié)焦油的清理，從而可以保證整個處理系統(tǒng)1能夠持續(xù)工作。通常兩個冷凝冷卻器15均連接至一冷卻水循環(huán)管路154，將冷卻水管路151均串聯(lián)在該冷卻水循環(huán)管路154上，使得冷卻水管路151中冷卻水可以循環(huán)使用，大大降低對冷卻水的消耗，減少成本。
進(jìn)一步地，處理系統(tǒng)1還包括一氣柜18，氣柜18串聯(lián)于反應(yīng)釜加熱爐16與廢氣管路152的出氣口之間的流路上。本實施例中，經(jīng)冷凝冷卻器15換熱冷凝后的廢氣先導(dǎo)入氣柜18內(nèi)，再由氣柜18進(jìn)入反應(yīng)釜加熱爐16內(nèi)進(jìn)行高溫燃燒，氣柜18主要是用于存儲廢氣，在風(fēng)機(jī)182的作用下，可以將經(jīng)過冷凝后的廢氣以0.5～3kPa的氣壓導(dǎo)入氣柜18內(nèi)進(jìn)行存儲，氣柜18的存儲空間可為1000～20000m3，可以起到緩解反應(yīng)釜加熱爐16內(nèi)廢氣燃燒壓力。一般，氣柜18與減壓閥181配合使用，在氣柜18與反應(yīng)釜加熱爐16之間的管路上設(shè)置有減壓閥181，可以用于調(diào)節(jié)由氣柜18導(dǎo)入反應(yīng)釜加熱爐16內(nèi)的廢氣壓力，比如減壓閥181的控壓范圍為0.3-2KPa，進(jìn)而形成管道內(nèi)廢氣流速的控制。反應(yīng)釜加熱爐16可以改制現(xiàn)有瀝青工段的設(shè)備，可容納5000～12000m3/h的氣量，調(diào)節(jié)減壓閥181后，廢氣以100～2500m3/h的流速隨空氣一起進(jìn)入反應(yīng)釜加熱爐16進(jìn)行高溫燃燒。剩余有機(jī)組分燃燒后產(chǎn)生的氣體主要為CO2和H2O，可經(jīng)煙氣排管12導(dǎo)出，對于煙氣排管12可為豎直設(shè)置的煙囪，反應(yīng)釜加熱爐16的煙口連通至煙囪的底部。
再次參見圖1，本發(fā)明實施例還提供一種瀝青工段，包括瀝青成型設(shè)備2、至少一個瀝青高置槽3以及上述的處理系統(tǒng)1，瀝青成型設(shè)備2以及各瀝青高置槽3均連通至廢氣導(dǎo)管11連通。本實施例中，將上述的處理系統(tǒng)1與瀝青成型設(shè)備2結(jié)合使用，瀝青制備的過程中或者存放的過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣直接通過廢氣導(dǎo)管11導(dǎo)入文氏管17內(nèi)，進(jìn)而實現(xiàn)對廢氣中有機(jī)組分的脫除，脫出效率非常高。一般，在瀝青成型設(shè)備2的上端設(shè)置有吸風(fēng)罩21，通過吸風(fēng)罩21可以將瀝青制備過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣全部吸收至廢氣導(dǎo)管11內(nèi)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。