CN113069893A - 一种适用于焦油储罐VOCs的处理系统及工艺 - Google Patents

Abstract

一种适用于焦油储罐VOC_S的处理系统及工艺，包括载液式接触混合器、下旋脊除液管、吸收液收集池、往复推流式折板吸附箱、束管式回收器，载液式接触混合器上端废气出口连接下旋脊除液管的上端入口，下旋脊除液管的下端与吸收液收集池相连通，吸收液收集池同时与往复推流式折板吸附箱相连通，束管式回收器在往复推流式折板吸附箱上端并与往复推流式折板吸附箱相连通，吸收液收集池装载吸收剂，吸收剂送入穿孔布液管和文丘里喷射管中，折板之间填充有高比表改性炉渣，在中空束管中填充有固体回收剂。本发明针对焦化、冶金、煤炭工业焦油及各类油品储罐VOCs处置方式进行优化整合，在保证净化效果的同时，兼备投资小、占地小，运行简单等优点。

Description

一种适用于焦油储罐VOCS的处理系统及工艺

技术领域

本发明属于VOCs治理工艺，应用于炼焦、冶金、煤炭工业的储罐废气处理；尤其涉及一种适用于焦油储罐VOC_S的处理系统及工艺。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)为在20℃条件下，蒸气压≥0.01kPa，或者特定适用条件下具有挥发性的全部有机物的统称。在储存过程中，会通过焦油进料过程或温度变化导致储罐内的气体体积膨胀排出大量以硫化氢、氨气、氰化氢，焦油、萘、苯系物、多环和杂环芳烃等为主的VOCs废气。煤焦油长时间储存还会因流动性能差导致分层，焦油渣沉积在底部，必要的搅拌加快了VOCs的产生。VOCs废气常用处理方法有吸收法、吸附法、催化法、燃烧法、冷凝法等，及多种工艺组合。对VOC有机废气的综合处理方案多种多样，但均有不足。

在CN111203064A中公开了一种工业沥青VOC废气净化系统，包括喷淋吸收塔、静电捕集器、高效过滤器、沸石转轮装置、脱附吸收塔、低温等离子净化装置。该方法处理效果好，但投资大、工艺复杂、技术门槛高、难以广泛应用。在CN111714917A中公开了一种处理VOCs废气的多级梯度式间接冷凝装置及工艺。该工艺对传统冷凝法进行改进，增强冷凝工艺的稳定性和对制冷负荷波动的适应性。此系统需要持续循环制冷，适用于种类单一、凝点较高的VOCs处理，对于成分复杂的焦油储罐效果普通。在CN111203095A中公开了一种VOC尾气处理工艺，包括收集、除湿、多级臭氧催化氧化步骤。该工艺简单，处理效果好，但投资较大，臭氧发生器电耗高，气气接触效率低，顶部需配备臭氧破除装置。

在CN109833762A、CN209612558U、CN108816018A中公开的喷淋塔、填料塔仍存在气液接触时间短，混合不易均匀，吸收效率低，动力消耗大等缺点。同时吸收法多采用易挥发的洗油作为吸收剂，洗油可以有效吸收脂肪族碳氢化合物。其缺点在于：尽管其蒸汽压在吸收过程中不会导致太多的损失，但是经常会因此导致排放气体中含有的有害物质浓度超标。洗油对硫化物吸附能力较差。此外，洗油必须经过再生才能返回系统再次使用，会增加成本。

基于现有技术分析，可以整理缺点为：处理效率低、运行成本高、操作复杂、投资大、占地面积大等缺点。

发明内容

本发明提供了一种适用于焦油储罐VOCS的处理系统及工艺，针对焦化、冶金、煤炭工业焦油及各类油品储罐VOCs处置方式进行优化整合，在保证净化效果的同时，兼备投资小、占地小，运行简单等优点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种适用于焦油储罐VOC_S的处理系统，包括载液式接触混合器、下旋脊除液管、吸收液收集池、往复推流式折板吸附箱、束管式回收器，所述载液式接触混合器下部设有废气入口，所述载液式接触混合器上端废气出口连接下旋脊除液管的上端入口，所述下旋脊除液管的下端与吸收液收集池相连通，所述吸收液收集池同时与往复推流式折板吸附箱相连通，所述束管式回收器在往复推流式折板吸附箱上端并与往复推流式折板吸附箱相连通，所述吸收液收集池中装载VOCs吸收剂，所述VOCs吸收剂通过泵送入载液式接触混合器中的穿孔布液管和文丘里喷射管中，在所述往复推流式折板吸附箱的折板之间填充有高比表改性炉渣，在所述束管式回收器的中空束管中填充有固体回收剂。

所述载液式接触混合器包括文丘里喷射管、穿孔布液管、双层填料层、波纹板除水器、导流板、切向气体入口调节板，所述文丘里喷射管设置在载液式接触混合器的废气入口处，所述导流板与废气入口相对设置，所述穿孔布液管设置在废气入口的上方，在穿孔布液管的上方依次设置双层填料层、波纹板除水器，在下旋脊除液管的入口处设有切向气体入口调节板。

所述下旋脊除液管为上细下粗的中空圆台，下旋脊除液管内部设置螺旋平行突脊，突脊向逆气流方向倾斜，与管壁所夹锐角为20-45°。

所述往复推流式折板吸附箱中有交错设置的折板，折板的上方设有导流盘。

所述束管式回收器中纵向布置若干条中空束管，所述中空束管是圆台型，数个圆台底部用钢板连接，并将接缝焊死防止漏气。

所述VOCs吸收剂是由下述重量份数的原料制备而成：0.1-0.5份苯甲酸钠、1.0-1.5份冷甲醇、1.0-1.5份丁二醇、0.01-0.5份二乙基羟胺、0.01-0.5份聚山梨酯-80、1-10份增溶剂、20-30份液体石蜡、50-80份洗油；所述增溶剂为聚乙二醇甲醚、三乙醇胺、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯、乙醇中的一种或几种。

所述VOCs吸收剂的制备方法如下：

1)在烧杯中加入乙醇，并用自带搅拌功能的水浴锅加热至30-60℃，加入苯甲酸钠，边搅拌边继续加入乙醇，直到苯甲酸钠完全溶解，记为溶液A；

2)将冷甲醇、丁二醇、二乙基羟胺与液体石蜡充分搅拌后，以0.1-3g/min的速度边搅拌边加入溶液A，得到溶液B，溶液B粘度为2000-3000cP；

3)将溶液B搅拌加热至60-70℃后加入洗油，在继续搅拌过程中加入聚山梨酯-80及增溶剂，待混合液粘度至10-50cP后，VOCs吸收剂制备完成。

所述固体回收剂用于吸收H₂S、NH₃气体，制备方法如下：

所述固体回收剂的载体为高比表改性炉渣，将载体与过量的过氧化氢水溶液共同放入水浴锅，过氧化氢水溶液的质量浓度为28％-32％，在30-50℃下，搅拌至少30min后静置至少20h，用去离子水清洗干净；加入与载体同质量的浓度为10wt％-20wt％的草酸，同时加入载体质量1/5-1/2的CaCl₂，搅拌至CaCl₂完全溶解，加热至30-50℃，恒温静置1-4h，在30-100℃下真空烘干1-3h。

所述高比表改性炉渣的制备方法如下：

筛取5-10mm粒径的菱铁矿炉渣，置于管式炉，在惰性氛围、200-250℃下焙烧3-10h，冷却后加入浓度为10wt％-20wt％的硝酸，搅拌至无更多白色沉淀析出；用去离子水冲洗炉渣表面至pH＝6-7，加入用无水乙醇溶解的二异丙基乙胺和乙醇钠，二异丙基乙胺和乙醇钠的摩尔比为1:1，二异丙基乙胺和乙醇钠占载体质量2％-10％，加入去离子水没过混合物，超声10-60min，转移至马弗炉继续焙烧1-4h，自然冷却至室温。

一种适用于焦油储罐VOC_S的处理工艺，该工艺是采用适用于焦油储罐VOC_S的处理系统，工艺过程如下：

罐区VOCs废气先进入载液式接触混合器，在文丘里喷射管中与VOCs吸收剂初步混合，有机物被VOCs吸收剂初步吸收，共同高速进入混合器主体；在导流板作用下，上升废气与填料层下方穿孔布液管中VOCs吸收剂继续混合，并与填料剧烈接触混合；经过两次混合后将使废气中VOCs被充分吸收至VOCs吸收剂；混合气液在切向气体入口调节板的作用下，切向进入下旋脊除液管，气液经离心后分离；液体由下旋突脊拦截，气体直接进入吸收液收集池，并经吸收液收集池的上部进入往复推流式折板吸附箱；在往复推流式折板吸附箱中继续截留吸收液、干燥气体；净化后的气体有机物含量及湿度均较低，经过波纹导流盘均匀布气，进入束管式回收器，吸附气体中H₂S、NH₃，达到深度净化。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1)运用双重吸收吸附过滤净化体系，层层净化过滤废气，VOCs的净化功效非常理想。净化效率达98％以上，设备占地面积小，耐腐蚀，便于维修，不产生二次污染；

2)载液式接触混合器最大程度增大VOCs与VOCs吸收剂接触效率，VOCs吸收剂可饱和阈值高，在一定周期内可循环使用，并且饱和VOCs吸收剂可直接掺加在焦油中，不影响焦油深加工，不产生废液；下旋脊除液管可有效分离气液，吸收液循环使用；

3)往复推流式折板吸附箱大幅提升残留有机气体与改性炉渣吸附剂的接触面积。采用以炉渣为载体的吸附剂不但进行循环利用废弃资源，而且吸附效果良好。固体回收剂可同时吸附H₂S、NH₃，并且经回收后可在不同条件下分别释放H₂S、NH₃，回收有用资源。

本发明对高、低浓度VOCs处置均有良好效果。通过各设备单元排列顺序的设置，可使各单元设备适应不同种类VOCs处理，能源消耗少、成本低、污染小，满足排放要求，降低净化设备的投资、运行费用。

附图说明

图1为本发明系统的工艺简图。

图2为切向气体入口调节板的俯视图。

图3为导流器的结构示意图。

图4为图3的侧视图。

图5为图3的俯视图。

图中：1-文丘里喷射管，2-载液式接触混合器，3-下旋脊除液管，4-吸收液收集池，5-往复推流式折板吸附箱，6-束管式回收器，7-穿孔布液管，8-第一填料层，9-第二填料层，10-波纹板除水器，11-切向气体入口调节板，12-突脊，13-折板，14-导流盘，15-中空束管，16-导流板，17-循环泵，18-罗茨风机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明方案做进一步详细描述，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

一种适用于焦油储罐VOC_S的处理系统，包括载液式接触混合器2、下旋脊除液管3、吸收液收集池4、往复推流式折板吸附箱5、束管式回收器6，所述载液式接触混合器2下部设有废气入口，所述载液式接触混合器2上端废气出口连接下旋脊除液管3的上端入口，所述下旋脊除液管3的下端与吸收液收集池4相连通，所述吸收液收集池4同时与往复推流式折板吸附箱5相连通，所述束管式回收器6在往复推流式折板吸附箱5上端并与往复推流式折板吸附箱5相连通，所述吸收液收集池4中装载VOCs吸收剂，所述VOCs吸收剂通过泵送入载液式接触混合器2中的穿孔布液管7和文丘里喷射管1中，在所述往复推流式折板吸附箱5的折板13之间填充有高比表改性炉渣，在所述束管式回收器6的中空束管15中填充有固体回收剂。

所述载液式接触混合器2包括文丘里喷射管1、穿孔布液管7、双层填料层(第一填料层8、第二填料层9)、波纹板除水器10、导流板16、切向气体入口调节板11，所述文丘里喷射管1设置在载液式接触混合器2的废气入口处，所述导流板16与废气入口相对设置，所述穿孔布液管7设置在废气入口的上方，在穿孔布液管7的上方依次设置双层填料层、波纹板除水器10，在下旋脊除液管3的入口处设有切向气体入口调节板11。

穿孔布液管7为螺旋盘管，螺旋盘管的底部均布喷液孔。导流板16斜向上设置，起到向上方导流的作用。穿孔布液管7和导流板16的材质为铬或铬镍耐气蚀不锈钢，填料层的填料选用矩形鞍环，双层填料层中从下至上的第一填料层8的填充量为1/2-2/3的层体积，第二填料层9的填充量为4/5-5/5的层体积。

文丘里喷射管1的收缩角为20-25°、扩散角为8-10°，喉口气速80-120m/s，液气流量比1.0-1.5L/m²，喉管长度为0.2-0.7m。载液式接触混合器2主体空塔气速10-80m/s，出口气速3-20m/s。矩形鞍环填料的密度为0.85-0.91g/cm³。第一填料层8压力损失1000-5000Pa，第二填料层9压力损失500-1000Pa。穿孔布液管7出液密度1-20m³/(m²·h)。

VOCs废气在载液式接触混合器中由文丘里喷射管1进行加速，并与VOCs吸收剂充分混合，然后穿过双层填料层，同时带走穿孔布液管7中的VOCs吸收剂，到达波纹板除水器10，去除部分VOCs吸收剂。初步干燥的气体由切向气体入口调节板11进入下旋脊除液管3。

载液式接触混合器2的第一填料层8，在运行过程中，填料处于气液固三相流化态，液固两相在气流作用下剧烈向上运动至填料拦网，VOCs吸收剂与气流共同上升至第二填料层，填料被拦网拦截。第二填料层9上半部分填料在上升流气液两相作用下处于悬浮态，大部分气液共同进入下旋脊除液管3。

所述下旋脊除液管3为上细下粗的中空圆台，下旋脊除液管3内部设置螺旋平行突脊12，突脊12向逆气流方向倾斜，与管壁所夹锐角为20-45°。

螺纹平行突脊12的展开长度为2-10倍下旋脊除液管高，突脊12高度20-100mm，厚度5-10mm，突脊12材料为铬或铬镍耐气蚀不锈钢。

气液混合物不断冲击下旋脊除液管3内突脊12，并大幅降压、降速。大部分VOCs吸收剂被突脊12拦截，在吸收液收集池4中汇集。

吸收液收集池4左部与下旋脊除液管3相连，右部与往复推流式折板吸附箱5相连，吸收液收集池4下部通过管道和循环泵17与文丘里喷射管1、穿孔布液管7连接。空腔体积为吸收液收集池体积的80％-90％。

所述往复推流式折板吸附箱5中有交错设置的折板13，折板间距为500-2000mm，折板13的上方设有导流盘14。折板13上满填充高比表改性炉渣。

所述束管式回收器6中纵向布置若干条中空束管15，所述中空束管15是圆台型，数个圆台底部用钢板连接，并将接缝焊死防止漏气。中空束管15底部设有支撑板，用于支撑固体回收剂，支撑板为板条状或网状。束管式回收器6的底部侧壁上设有回收剂出料口用于取出固体回收剂。

所述VOCs吸收剂是由下述重量份数的原料制备而成：0.1-0.5份苯甲酸钠、1.0-1.5份冷甲醇、1.0-1.5份丁二醇、0.01-0.5份二乙基羟胺、0.01-0.5份聚山梨酯-80、1-10份增溶剂、20-30份液体石蜡、50-80份洗油；所述增溶剂为聚乙二醇甲醚、三乙醇胺、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯、乙醇中的一种或几种。

所述VOCs吸收剂的制备方法如下：

1)在烧杯中加入乙醇，并用自带搅拌功能的水浴锅加热至30-60℃，温度稳定后加入苯甲酸钠，边搅拌边继续加入乙醇，直到苯甲酸钠完全溶解，记为溶液A；

2)将冷甲醇、丁二醇、二乙基羟胺与液体石蜡充分搅拌后，以0.1-3g/min的速度边搅拌边加入溶液A，得到溶液B，溶液B粘度为2000-3000cP；

3)将溶液B搅拌加热至60-70℃后加入洗油，在继续搅拌过程中加入聚山梨酯-80及增溶剂，待混合液粘度至10-50cP后，VOCs吸收剂制备完成。

所述固体回收剂用于吸收H₂S、NH₃气体，制备方法如下：

所述固体回收剂的载体为高比表改性炉渣，将载体与过量的过氧化氢水溶液共同放入水浴锅，过氧化氢水溶液的质量浓度为28％-32％，在30-50℃下，搅拌至少30min后静置至少20h，用去离子水清洗干净；加入与载体同质量的浓度为10wt％-20wt％的草酸，同时加入载体质量1/5-1/2的固体CaCl₂，搅拌至CaCl₂完全溶解，加热至30-50℃，恒温静置1-4h，在30-100℃下真空烘干1-3h。

所述高比表改性炉渣的制备方法如下：

筛取5-10mm粒径的菱铁矿炉渣，置于管式炉，在惰性氛围、200-250℃下焙烧3-10h，冷却后加入浓度为10wt％-20wt％的硝酸，搅拌至无更多白色沉淀析出(与菱铁矿共生的阳离子可能有Bi²⁺、Ba²⁺及铵化物等，用硝酸将表面共生物置换出来，有利于增大比表，充分搅拌至无白色沉淀继续析出)；用去离子水冲洗炉渣表面至pH＝6-7，加入用少量无水乙醇溶解的二异丙基乙胺和乙醇钠，二异丙基乙胺和乙醇钠的摩尔比为1:1，二异丙基乙胺和乙醇钠占载体质量2％-10％，加入去离子水没过混合物，超声10-60min，转移至马弗炉继续焙烧1-4h，自然冷却至室温。

一种适用于焦油储罐VOC_S的处理工艺，该工艺是采用适用于焦油储罐VOC_S的处理系统，工艺过程如下：

罐区VOCs废气先进入载液式接触混合器，在文丘里喷射管中与VOCs吸收剂初步混合，有机物被VOCs吸收剂初步吸收，共同高速进入混合器主体。在导流板作用下，上升废气与填料层下方穿孔布液管中VOCs吸收剂继续混合，并与填料剧烈接触混合。经过两次混合后将使废气中VOCs被充分吸收至VOCs吸收剂；混合气液在导流板作用下，切向进入下旋脊除液管，气液经离心后分离。液体由下旋突脊拦截，气体直接进入吸收液收集池，并经上部进入往复推流式折板吸附箱；在吸收箱中继续截留吸收液、干燥气体。净化后的气体有机物含量及湿度均较低，经过波纹导流盘均匀布气，进入束管式回收器，吸附气体中H₂S、NH₃，达到深度净化。

实施例1：

一种适用于焦油储罐VOCs的处理工艺，包括主要包括载液式接触混合器2、下旋脊除液管3、吸收液收集池4、往复推流式折板吸附箱5、束管式回收器6。载液式接触混合器2、下旋脊除液管3、吸收液收集池4、往复推流式折板吸附箱5、束管式回收器6等单元通过风管、风机、泵机、各类管路依次实现连通，VOCs依次经过进行净化。工艺使用的VOCs吸收剂为一种适用于焦油储罐VOCs的高效环保VOCs吸收剂。使用的吸附剂为一种适用于焦油储罐VOCs的高比表改性炉渣。使用的回收剂为一种适用于H₂S、NH₃气体的固体回收剂。

VOCs废气在载液式接触混合器2中由文丘里喷射管1进行加速，并与VOCs吸收剂充分混合，分先后穿过双层填料层，同时带走穿孔布液管7中的VOCs吸收剂，到达波纹板除水器10，去除部分VOCs吸收剂。初步干燥的气体由切向气体入口调节板11进入下旋脊除液管3。穿孔布液管7和导流板16均为铬、铬镍耐气蚀不锈钢。填料层的填料选用矩形鞍环。填料层从下至上分别为第一填料层8、第二填料层9。第一层填充量为1/2的层体积，第二层填充量为4/5的层体积。

载液式接触混合器2中文丘里喷射管1的收缩角为20°、扩散角为10°，喉口气速80m/s，液气流量比1.0L/m²，喉管长度为0.7m。载液式接触混合器主体空塔气速55m/s，出口气速8m/s。填料材料密度0.91g/cm³。第一填料层压力损失4800Pa，第二填料层压力损失1000Pa。穿孔布液管出液密度10m³/(m²·h)。

载液式接触混合器2的第一填料层8，在运行过程中，填料处于气液固三相流化态，液固两相在气流作用下剧烈向上运动至填料拦网，VOCs吸收剂与气流共同上升至第二填料层，填料被拦网拦截。第二填料层9上半部分填料在上升流气液两相作用下处于悬浮态，大部分气液共同进入下旋脊除液管3；

气液混合物不断冲击下旋脊除液管3内突脊12，并大幅降压、降速。大部分VOCs吸收剂被突脊12拦截，在吸收液收集池4中汇集；

下旋脊除液管3为上细下粗的中空圆台。下旋脊除液管3内部设置螺旋平行突脊12，螺纹突脊12展开长度为10倍管高，突脊12高度80mm，厚度10mm。突脊与管壁夹角30°，逆气流方向设置。突脊材料为铬、铬镍耐气蚀不锈钢；

吸收液收集池4左部与下旋脊除液管3相连，右部与往复推流式折板吸附箱5相连，下部通过管道和泵机与文丘里喷射管1、穿孔布液管7连接。空腔体积为吸收液收集池体积的80％；

气流由吸收液收集池4进入往复推流式折板吸附箱5。往复推流式折板吸附箱5内设多层折板13，折板间距为1000mm，折板13上满填充高比表改性炉渣。顶部设置气体导流盘14，使气流导出均匀；

束管式回收器6内有若干条中空束管15，中空束管15内填充适用于H₂S、NH₃气体的固体回收剂。

VOCs吸收剂制备：VOCs吸收剂为一种适用于焦化厂VOCs处置的高效环保VOCs吸收剂，其每100g组成配比为苯甲酸钠0.1g、1.0g冷甲醇、1.0g丁二醇、0.02g二乙基羟胺、0.3g聚山梨酯-80、8g增溶剂、20g液体石蜡，其余为洗油。所述增溶剂为聚乙二醇甲醚、三乙醇胺、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯、乙醇中的一种或几种。

高效环保VOCs吸收剂制备过程如下：

1)在烧杯中加入适量乙醇，并用自带搅拌功能的水浴锅加热至45℃，温度稳定后加入苯甲酸钠，搅拌30min。在搅拌加热过程中不断加入乙醇，直到苯甲酸钠溶解即可。记为溶液A。

2)将冷甲醇、丁二醇、二乙基羟胺与液体石蜡充分搅拌后，以0.5g/min的速度边搅拌边加入溶液A，得到溶液B。此时溶液B粘度达到2670cP。

3)将溶液B搅拌加热至60℃后加入洗油，在继续搅拌过程中加入适量聚山梨酯-80及增溶剂。待混合液粘度将至15cP后，VOCs吸收剂制备完成。

吸附剂制备：一种适用于焦油储罐VOCs的高比表改性炉渣吸附剂，制备过程如下：

筛取5-10mm大小的菱铁矿炉渣，置于管式炉，在惰性氛围、200℃下焙烧8h，冷却后加入浓度为15wt％的硝酸，搅拌一定时间，至无更多白色沉淀析出；用去离子水冲洗炉渣表面pH＝6.7，加入适量二异丙基乙胺和乙醇钠混合液，超声30min，转移至马弗炉继续焙烧3h，自然冷却至室温，吸附剂制备完成；

固体回收剂制备：一种适用于H₂S、NH₃气体的固体回收剂，制备过程如下：

固体回收剂载体为高比表改性炉渣吸附剂。取适量载体，与过量过氧化氢水溶液共同放入水浴锅，过氧化氢水溶液的质量浓度为30％，在40℃下，搅拌30min后静置20h。用去离子水清洗干净。加入与载体同质量的浓度为15wt％的草酸，同时加入载体质量1/5的固体CaCl₂，缓慢加热至30℃，恒温静置3h，在60℃下真空烘干3h。回收剂制备完成。

本发明的一种适用于焦油储罐VOCs的处理工艺，以吸收-吸附原理为指导，能够对炼焦、冶金、煤炭工业的储罐废气进行高效处理。工艺简洁合理，处理效率高，投资、运营成本低，耗能远低于焚烧法等氧化技术；操作难度较低，易于实现自动化控制。

Claims (10)

1.一种适用于焦油储罐VOC_S的处理系统，其特征在于，包括载液式接触混合器、下旋脊除液管、吸收液收集池、往复推流式折板吸附箱、束管式回收器，所述载液式接触混合器下部设有废气入口，所述载液式接触混合器上端废气出口连接下旋脊除液管的上端入口，所述下旋脊除液管的下端与吸收液收集池相连通，所述吸收液收集池同时与往复推流式折板吸附箱相连通，所述束管式回收器在往复推流式折板吸附箱上端并与往复推流式折板吸附箱相连通，所述吸收液收集池中装载VOCs吸收剂，所述VOCs吸收剂通过泵送入载液式接触混合器中的穿孔布液管和文丘里喷射管中，在所述往复推流式折板吸附箱的折板之间填充有高比表改性炉渣，在所述束管式回收器的中空束管中填充有固体回收剂。

2.根据权利要求1所述的一种适用于焦油储罐VOC_S的处理系统，其特征在于，所述载液式接触混合器包括文丘里喷射管、穿孔布液管、双层填料层、波纹板除水器、导流板、切向气体入口调节板，所述文丘里喷射管设置在载液式接触混合器的废气入口处，所述导流板与废气入口相对设置，所述穿孔布液管设置在废气入口的上方，在穿孔布液管的上方依次设置双层填料层、波纹板除水器，在下旋脊除液管的入口处设有切向气体入口调节板。

3.根据权利要求1所述的一种适用于焦油储罐VOC_S的处理系统，其特征在于，所述下旋脊除液管为上细下粗的中空圆台，下旋脊除液管内部设置螺旋平行突脊，突脊向逆气流方向倾斜，与管壁所夹锐角为20-45°。

4.根据权利要求1所述的一种适用于焦油储罐VOC_S的处理系统，其特征在于，所述往复推流式折板吸附箱中有交错设置的折板，折板的上方设有导流盘。

5.根据权利要求1所述的一种适用于焦油储罐VOC_S的处理系统，其特征在于，所述束管式回收器中纵向布置若干条中空束管，所述中空束管是圆台型，数个圆台底部用钢板连接。

6.根据权利要求1所述的一种适用于焦油储罐VOC_S的处理系统，其特征在于，所述VOCs吸收剂是由下述重量份数的原料制备而成：0.1-0.5份苯甲酸钠、1.0-1.5份冷甲醇、1.0-1.5份丁二醇、0.01-0.5份二乙基羟胺、0.01-0.5份聚山梨酯-80、1-10份增溶剂、20-30份液体石蜡、50-80份洗油；所述增溶剂为聚乙二醇甲醚、三乙醇胺、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯、乙醇中的一种或几种。

7.根据权利要求6所述的一种适用于焦油储罐VOC_S的处理系统，其特征在于，所述VOCs吸收剂的制备方法如下：

1)在烧杯中加入乙醇，并用自带搅拌功能的水浴锅加热至30-60℃，加入苯甲酸钠，边搅拌边继续加入乙醇，直到苯甲酸钠完全溶解，记为溶液A；

2)将冷甲醇、丁二醇、二乙基羟胺与液体石蜡充分搅拌后，以0.1-3g/min的速度边搅拌边加入溶液A，得到溶液B，溶液B粘度为2000-3000cP；

3)将溶液B搅拌加热至60-70℃后加入洗油，在继续搅拌过程中加入聚山梨酯-80及增溶剂，待混合液粘度至10-50cP后，VOCs吸收剂制备完成。

8.根据权利要求1所述的一种适用于焦油储罐VOC_S的处理系统，其特征在于，所述固体回收剂用于吸收H₂S、NH₃气体，制备方法如下：

所述固体回收剂的载体为高比表改性炉渣，将载体与过量的过氧化氢水溶液共同放入水浴锅，过氧化氢水溶液的质量浓度为28％-32％，在30-50℃下，搅拌至少30min后静置至少20h，用去离子水清洗干净；加入与载体同质量的浓度为10wt％-20wt％的草酸，同时加入载体质量1/5-1/2的CaCl₂，搅拌至CaCl₂完全溶解，加热至30-50℃，恒温静置1-4h，在30-100℃下真空烘干1-3h。

9.根据权利要求1或8所述的一种适用于焦油储罐VOC_S的处理系统，其特征在于，所述高比表改性炉渣的制备方法如下：

筛取5-10mm粒径的菱铁矿炉渣，置于管式炉，在惰性氛围、200-250℃下焙烧3-10h，冷却后加入浓度为10wt％-20wt％的硝酸，搅拌至无更多白色沉淀析出；用去离子水冲洗炉渣表面至pH＝6-7，加入用无水乙醇溶解的二异丙基乙胺和乙醇钠，二异丙基乙胺和乙醇钠的摩尔比为1:1，二异丙基乙胺和乙醇钠占载体质量2％-10％，加入去离子水没过混合物，超声10-60min，转移至马弗炉继续焙烧1-4h，自然冷却至室温。

10.一种适用于焦油储罐VOC_S的处理工艺，其特征在于，该工艺是采用如权利要求1所述的适用于焦油储罐VOC_S的处理系统，工艺过程如下：

罐区VOCs废气先进入载液式接触混合器，在文丘里喷射管中与VOCs吸收剂初步混合，有机物被VOCs吸收剂初步吸收，共同高速进入混合器主体；在导流板作用下，上升废气与填料层下方穿孔布液管中VOCs吸收剂继续混合，并与填料剧烈接触混合；经过两次混合后将使废气中VOCs被充分吸收至VOCs吸收剂；混合气液在切向气体入口调节板的作用下，切向进入下旋脊除液管，气液经离心后分离；液体由下旋突脊拦截，气体直接进入吸收液收集池，并经吸收液收集池的上部进入往复推流式折板吸附箱；在往复推流式折板吸附箱中继续截留吸收液、干燥气体；经过波纹导流盘均匀布气，进入束管式回收器，吸附气体中H₂S、NH₃，达到深度净化。

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