CN118788109A - 一种焦化行业VOCs废气吸收处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于焦化行业VOCs废气处理技术领域，具体涉及一种焦化行业VOCs废气吸收处理系统及方法，包括：沿竖直方向层叠设置的多个腔室，所述腔室内设有沿竖直方向设置的隔离管，所述隔离管将所述腔室分隔为管内空间和管外空间，所述管外空间中设置吸收垫层和喷淋装置；相邻两层所述腔室之间设有通流孔，所述通流孔的上侧设有第一气流切换机构，所述通流孔的下侧设有第二气流切换机构；各所述腔室的最下层设有进风室，各所述腔室的最上层设有排风室。本发明在每个腔室内还设置了一个用于气体旁通的隔离管，当废气中某种组分含量较少时，针对该组分的喷淋塔的部分腔室可以选择性关闭，从而降低吸收液的消耗以及系统能耗，避免不必要的资源浪费。

Description

一种焦化行业VOCs废气吸收处理系统及方法

技术领域

本发明属于焦化行业VOCs废气处理技术领域，具体涉及一种焦化行业VOCs废气吸收处理系统及方法。

背景技术

如中国专利《一种焦化行业化产区域VOCs处理系统》（公告号CN 216630292 U）所披露，焦化行业不同工位段所产VOCs废气的组分各有不同，为方便处理，一般先将各工位段的VOCs废气混合，然后再依次进行油洗、碱洗、酸洗等工序，其中油洗、碱洗、酸洗等工序一般通过喷淋塔来实现。在现有技术中，VOCs废气吸收设备一般在建设初期就已经规划好其处理性能，然而在焦化行业中，不同时期、不同工位段的产气量存在差异，这导致混合后的废气的各组分会产生变化，所以不同时期对油洗、碱洗、酸洗等不同吸收设备的吸收性能要求实际上是不同的，现有技术为了满足所有工况的需求，一般会预留部分冗余性能，这导致有些设备的实际运行效能是远大于所需效能的，进而导致了不必要的资源浪费。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能够适应不同废气处理性能需求、避免资源浪费的焦化行业VOCs废气吸收处理系统及方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种焦化行业VOCs废气吸收处理系统，包括：

沿竖直方向层叠设置的多个腔室，所述腔室内设有沿竖直方向设置的隔离管，所述隔离管将所述腔室分隔为管内空间和管外空间，所述管外空间中设置吸收垫层和喷淋装置；

相邻两层所述腔室之间设有通流孔，所述通流孔的上侧设有第一气流切换机构，所述第一气流切换机构被装配为能够控制所述通流孔与上层的所述腔室的管内空间或管外空间连通，所述通流孔的下侧设有第二气流切换机构，所述第二气流切换机构被装配为能够控制所述通流孔与下层的所述腔室的管内空间或管外空间连通；

各所述腔室的最下层设有进风室，所述进风室设有主进风口，各所述腔室的最上层设有排风室，所述排风室设有主排风口。

在本发明的一可选实施例中，所述腔室内设有限位套筒，所述限位套筒通过辐板与所述腔室的侧壁固接，所述隔离管插置于所述限位套筒内，且所述隔离管沿竖直方向活动设置；

所述第一气流切换机构包括与所述隔离管下端固接的套管，以及与所述通流孔上端固接的延伸管，所述套管的管径大于所述隔离管的管径，所述延伸管的上端封口设置，所述延伸管的侧壁上设有第一镂空部，所述隔离管的管壁上设有第二镂空部，所述延伸管插置于所述套管内；

所述隔离管的竖直活动行程内具有第一高度和第二高度；所述隔离管位于所述第一高度时，所述第一镂空部位于所述套管内，所述延伸管的上端与所述套管上端之间设有缝隙，且所述第二镂空部被所述限位套筒封堵；所述隔离管位于所述第二高度时，所述第二镂空部显露于所述限位套筒的下方，所述延伸管插置于所述隔离管内，且所述第一镂空部与所述第二镂空部对齐并连通。

在本发明的一可选实施例中，所述第二气流切换机构包括与所述隔离管上端固接的插管，所述插管的外径与所述延伸管的内径一致，所述插管被装配为当所述隔离管位于所述第一高度时，所述插管与所述延伸管的下端插合，且当所述隔离管位于所述第二高度时，所述插管与所述延伸管的下端分离。

在本发明的一可选实施例中，还包括用于驱动所述隔离管上下运动的驱动机构。

在本发明的一可选实施例中，所述驱动机构包括所述隔离管的外壁上设置的耳板，所述耳板上设有水平腰型孔，所述驱动机构还包括所述腔室内设置的曲轴，所述曲轴包括主轴和偏心轴，所述主轴的两端与所述腔室的侧壁转动连接，所述偏心轴插置于所述水平腰型孔内，所述驱动机构还包括所述腔室的外壁上设置的用于驱动所述主轴转动的驱动元件。

在本发明的一可选实施例中，各所述腔室由多个可拆卸的仓体连接而成，所述仓体的下端敞口设置，所述仓体的上端设有顶壁，所述顶壁构成相邻两个所述腔室的共用壁，所述通流孔设置在所述顶壁上。

在本发明的一可选实施例中，所述顶壁为上窄下宽的锥面状结构，所述顶壁的边缘设有集液槽，所述集液槽的侧壁上设有排液口。

在本发明的一可选实施例中，所述仓体内设有格栅，所述吸收垫层铺设在所述格栅上，所述喷淋装置位于所述吸收垫层的上方，所述驱动机构安装在所述喷淋装置与所述顶壁之间。

在本发明的一可选实施例中，所述仓体的侧壁上设有检修窗口。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种焦化行业VOCs废气吸收处理方法，采用所述焦化行业VOCs废气吸收处理系统对焦化行业VOCs废气进行吸收。

本发明的技术效果在于：本发明在每个腔室内还设置了一个用于气体旁通的隔离管，当废气中某种组分含量较少时，针对该组分的喷淋塔的部分腔室可以选择性关闭，从而降低吸收液的消耗以及系统能耗，避免不必要的资源浪费。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供的焦化行业VOCs废气吸收处理系统的立体图；

图2是本发明的实施例所提供的焦化行业VOCs废气吸收处理系统的剖视图；

图3是本发明的实施例所提供的焦化行业VOCs废气吸收处理系统其中一个腔室的局部剖视图；

图4是本发明的实施例所提供的焦化行业VOCs废气吸收处理系统其中一个腔室于另一状态的剖视图；

图5是本发明的实施例所提供的仓体的立体图；

图6是本发明的实施例所提供的仓体的另一视角的立体图；

附图标记说明：100、腔室；101、通流孔；10、仓体；11、隔离管；111、套管；112、第二镂空部；113、插管；12、吸收垫层；13、喷淋装置；14、限位套筒；15、格栅；16、顶壁；161、延伸管；162、第一镂空部；163、集液槽；164、排液口；20、进风室；21、主进风口；30、排风室；31、主排风口；32、除雾层；40、检修窗口；50、驱动元件；51、主轴；52、偏心轴；53、耳板；54、水平腰型孔。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

焦化行业中处理VOCs（挥发性有机化合物）废气通常采用喷淋塔吸收技术，喷淋塔是一种常见的气体净化设备，其主要包括塔体结构、进气口、喷淋系统和出气口；塔体结构通常由圆筒形容器构成，内部装有填料或塔板，用于增大接触面积，废气通过进气口进入喷淋塔，喷淋系统位于塔顶部，喷淋系统包括喷嘴和循环泵，喷嘴将吸收液（通常是水或溶液）均匀喷洒到填料或塔板上，处理后的废气通过出气口排出塔外。VOCs废气进入喷淋塔后，与喷洒的吸收液接触，VOCs中的有机化合物会部分溶解到吸收液中，从而从气相转移到液相，这一过程利用了气体与液体之间的接触和溶解作用，使得有机化合物能够被有效地捕集和去除，塔内填料或塔板增加了接触面积，促进了废气和吸收液之间的质量传递，喷嘴将吸收液均匀喷洒到填料或塔板上，确保充分的接触时间和接触面积，从而提高去除效率。经过喷淋塔处理后，废气中的VOCs浓度显著降低，符合环境排放标准的要求，吸收液中富集的有机化合物可以进一步处理或回收利用，从而实现资源的再利用和废物的减少，喷淋塔吸收技术因其结构简单、操作稳定以及适用于各种规模的废气处理而在工业应用中广泛采用。

然而在焦化行业中，不同时期、不同工位段的产气量存在差异，这导致混合后的废气的各组分会产生变化，所以不同时期对油洗、碱洗、酸洗等不同吸收设备的吸收性能要求实际上是不同的，现有技术为了满足所有工况的需求，一般会预留部分冗余性能，这导致有些设备的实际运行效能是远大于所需效能的，进而导致了不必要的资源浪费。为此，本发明在每个腔室内还设置了一个用于气体旁通的隔离管，当废气中某种组分含量较少时，针对该组分的喷淋塔的部分腔室可以选择性关闭，从而降低吸收液的消耗以及系统能耗，避免不必要的资源浪费。

请参阅图1-图6所示，以下结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明：

请参阅图1、图2所示，本发明的实施例提供的焦化行业VOCs废气吸收处理系统包括沿竖直方向层叠设置的多个腔室100，所述腔室100内设有沿竖直方向设置的隔离管11，所述隔离管11将所述腔室100分隔为管内空间和管外空间，所述管外空间中设置吸收垫层12和喷淋装置13；相邻两层所述腔室100之间设有通流孔101，所述通流孔101的上侧设有第一气流切换机构，所述第一气流切换机构被装配为能够控制所述通流孔101与上层的所述腔室100的管内空间或管外空间连通，所述通流孔101的下侧设有第二气流切换机构，所述第二气流切换机构被装配为能够控制所述通流孔101与下层的所述腔室100的管内空间或管外空间连通；各所述腔室100的最下层设有进风室20，所述进风室20设有主进风口21，各所述腔室100的最上层设有排风室30，所述排风室30设有主排风口31，在进一步实施例中，排风室30内可以设置除雾层32。

应当理解，当废气中某种组分含量较少时，用于对应吸收该组分的喷淋塔的吸收性能需求也较低，此时可以关闭喷淋塔的部分腔室100以降低吸收液的消耗和系统能耗，具体的，当需要关闭其中一个腔室100时，只要将该腔室100下端的通流孔101和上端的通流孔101同时与该腔室100内的隔离管11连通即可。

请参阅图3、图4所示，在本发明的一可选实施例中，所述腔室100内设有限位套筒14，所述限位套筒14通过辐板与所述腔室100的侧壁固接，所述隔离管11插置于所述限位套筒14内，且所述隔离管11沿竖直方向活动设置；所述第一气流切换机构包括与所述隔离管11下端固接的套管111，以及与所述通流孔101上端固接的延伸管161，所述套管111的管径大于所述隔离管11的管径，所述延伸管161的上端封口设置，所述延伸管161的侧壁上设有第一镂空部162，所述隔离管11的管壁上设有第二镂空部112，所述延伸管161插置于所述套管111内；所述隔离管11的竖直活动行程内具有第一高度和第二高度；所述隔离管11位于所述第一高度时，所述第一镂空部162位于所述套管111内，所述延伸管161的上端与所述套管111上端之间设有缝隙，且所述第二镂空部112被所述限位套筒14封堵；所述隔离管11位于所述第二高度时，所述第二镂空部112显露于所述限位套筒14的下方，所述延伸管161插置于所述隔离管11内，且所述第一镂空部162与所述第二镂空部112对齐并连通。所述第二气流切换机构包括与所述隔离管11上端固接的插管113，所述插管113的外径与所述延伸管161的内径一致，所述插管113被装配为当所述隔离管11位于所述第一高度时，所述插管113与所述延伸管161的下端插合，且当所述隔离管11位于所述第二高度时，所述插管113与所述延伸管161的下端分离。

以下结合图3、图4对上述第一气流切换机构和第二气流切换机构的具体工作原理进行详细说明：

当需要使气流避开某一腔室100时，如图3所示，此时隔离管11位于第一高度，隔离管11的上下两端分别与腔室100上下两端的通流孔101连通，并且隔离管11与腔室100的管外空间隔离，此时气流不会经过腔室100，气流路径如图3中虚线箭头所示；当需要将该腔室100开启时，只需要向上驱动隔离管11上行，使其运动至图4所示的第二高度，此时腔室100下端的通流孔101与腔室100的管外空间连通，于此同时，隔离管11的下端被延伸管161封闭，气流不会进入隔离管11内，从而保证气流能够充分经过当前腔室100，此时气流路径如图4中虚线箭头所示。

请参阅图1、图3-图6所示，在本发明的一可选实施例中，还包括用于驱动所述隔离管11上下运动的驱动机构。具体的，所述驱动机构包括所述隔离管11的外壁上设置的耳板53，所述耳板53上设有水平腰型孔54，所述驱动机构还包括所述腔室100内设置的曲轴，所述曲轴包括主轴51和偏心轴52，所述主轴51的两端与所述腔室100的侧壁转动连接，所述偏心轴52插置于所述水平腰型孔54内，所述驱动机构还包括所述腔室100的外壁上设置的用于驱动所述主轴51转动的驱动元件50。在具体实施例中，驱动元件50可以是电机，电机可以通过蜗轮蜗杆机构与主轴51连接。请参阅图3、4所示，以下对驱动机构的工作原理进行说明：当需要驱动隔离管11下降时，电机通过蜗轮蜗杆机构带动主轴51转动，主轴51转动过程中带动偏心轴52摆动，偏心轴52通过水平腰型孔54带动隔离管11上下平移，从而实现隔离管11在第一高度和第二高度之间的位置切换。

请参阅图1、图5、图6所示，在本发明的一可选实施例中，各所述腔室100由多个可拆卸的仓体10连接而成，所述仓体10的下端敞口设置，所述仓体10的上端设有顶壁16，所述顶壁16构成相邻两个所述腔室100的共用壁，所述通流孔101设置在所述顶壁16上。本发明喷淋塔设计成模块化结构，用户可以根据需求自由选择层叠的腔室100数量，建设、使用更加灵活。

请参阅图3、图6所示，在本发明的一可选实施例中，所述顶壁16为上窄下宽的锥面状结构，所述顶壁16的边缘设有集液槽163，所述集液槽163的侧壁上设有排液口164。本发明在每一层腔室100底部都设置集液槽163，这一方面是为了实现每层腔室100的独立运行，另一方面可以使不同腔室100使用不同的吸收液，理论上一个喷淋塔可以同时实现油洗、碱洗、酸洗等多项吸收工艺。

请参阅图3、图4所示，在本发明的一可选实施例中，所述仓体10内设有格栅15，所述吸收垫层12铺设在所述格栅15上，所述喷淋装置13位于所述吸收垫层12的上方，所述驱动机构安装在所述喷淋装置13与所述顶壁16之间，避免喷淋装置13将吸收液喷洒在驱动机构上，降低对驱动机构的腐蚀。应当理解，驱动机构表面还可以涂覆耐腐蚀材料。

在本发明的一可选实施例中，所述仓体10的侧壁上设有检修窗口40，以便对设备进行维护。

本发明还提供一种采用所述焦化行业VOCs废气吸收处理系统对焦化行业VOCs废气进行吸收的方法。

综上所述，本发明在每个腔室100内设置了一个用于气体旁通的隔离管11，当废气中某种组分含量较少时，针对该组分的喷淋塔的部分腔室100可以选择性关闭，从而降低吸收液的消耗以及系统能耗，避免不必要的资源浪费；本发明喷淋塔设计成模块化结构，用户可以根据需求自由选择层叠的腔室100数量，建设、使用更加灵活；本发明在每一层腔室100底部都设置集液槽163，这一方面是为了实现腔室100的独立运行功能，另一方面可以使不同腔室100使用不同的吸收液，理论上一个喷淋塔可以同时实现油洗、碱洗、酸洗等多项吸收工艺。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本发明实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本发明的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本发明实施例的方面变模糊。

Claims (10)

1.一种焦化行业VOCs废气吸收处理系统，其特征在于，包括：

沿竖直方向层叠设置的多个腔室（100），所述腔室（100）内设有沿竖直方向设置的隔离管（11），所述隔离管（11）将所述腔室（100）分隔为管内空间和管外空间，所述管外空间中设置吸收垫层（12）和喷淋装置（13）；

相邻两层所述腔室（100）之间设有通流孔（101），所述通流孔（101）的上侧设有第一气流切换机构，所述第一气流切换机构被装配为能够控制所述通流孔（101）与上层的所述腔室（100）的管内空间或管外空间连通，所述通流孔（101）的下侧设有第二气流切换机构，所述第二气流切换机构被装配为能够控制所述通流孔（101）与下层的所述腔室（100）的管内空间或管外空间连通；

各所述腔室（100）的最下层设有进风室（20），所述进风室（20）设有主进风口（21），各所述腔室（100）的最上层设有排风室（30），所述排风室（30）设有主排风口（31）。

2.根据权利要求1所述的焦化行业VOCs废气吸收处理系统，其特征在于，所述腔室（100）内设有限位套筒（14），所述限位套筒（14）通过辐板与所述腔室（100）的侧壁固接，所述隔离管（11）插置于所述限位套筒（14）内，且所述隔离管（11）沿竖直方向活动设置；

所述第一气流切换机构包括与所述隔离管（11）下端固接的套管（111），以及与所述通流孔（101）上端固接的延伸管（161），所述套管（111）的管径大于所述隔离管（11）的管径，所述延伸管（161）的上端封口设置，所述延伸管（161）的侧壁上设有第一镂空部（162），所述隔离管（11）的管壁上设有第二镂空部（112），所述延伸管（161）插置于所述套管（111）内；

所述隔离管（11）的竖直活动行程内具有第一高度和第二高度；所述隔离管（11）位于所述第一高度时，所述第一镂空部（162）位于所述套管（111）内，所述延伸管（161）的上端与所述套管（111）上端之间设有缝隙，且所述第二镂空部（112）被所述限位套筒（14）封堵；所述隔离管（11）位于所述第二高度时，所述第二镂空部（112）显露于所述限位套筒（14）的下方，所述延伸管（161）插置于所述隔离管（11）内，且所述第一镂空部（162）与所述第二镂空部（112）对齐并连通。

3.根据权利要求2所述的焦化行业VOCs废气吸收处理系统，其特征在于，所述第二气流切换机构包括与所述隔离管（11）上端固接的插管（113），所述插管（113）的外径与所述延伸管（161）的内径一致，所述插管（113）被装配为当所述隔离管（11）位于所述第一高度时，所述插管（113）与所述延伸管（161）的下端插合，且当所述隔离管（11）位于所述第二高度时，所述插管（113）与所述延伸管（161）的下端分离。

4.根据权利要求2所述的焦化行业VOCs废气吸收处理系统，其特征在于，还包括用于驱动所述隔离管（11）上下运动的驱动机构。

5.根据权利要求4所述的焦化行业VOCs废气吸收处理系统，其特征在于，所述驱动机构包括所述隔离管（11）的外壁上设置的耳板（53），所述耳板（53）上设有水平腰型孔（54），所述驱动机构还包括所述腔室（100）内设置的曲轴，所述曲轴包括主轴（51）和偏心轴（52），所述主轴（51）的两端与所述腔室（100）的侧壁转动连接，所述偏心轴（52）插置于所述水平腰型孔（54）内，所述驱动机构还包括所述腔室（100）的外壁上设置的用于驱动所述主轴（51）转动的驱动元件（50）。

6.根据权利要求5所述的焦化行业VOCs废气吸收处理系统，其特征在于，各所述腔室（100）由多个可拆卸的仓体（10）连接而成，所述仓体（10）的下端敞口设置，所述仓体（10）的上端设有顶壁（16），所述顶壁（16）构成相邻两个所述腔室（100）的共用壁，所述通流孔（101）设置在所述顶壁（16）上。

7.根据权利要求6所述的焦化行业VOCs废气吸收处理系统，其特征在于，所述顶壁（16）为上窄下宽的锥面状结构，所述顶壁（16）的边缘设有集液槽（163），所述集液槽（163）的侧壁上设有排液口（164）。

8.根据权利要求6所述的焦化行业VOCs废气吸收处理系统，其特征在于，所述仓体（10）内设有格栅（15），所述吸收垫层（12）铺设在所述格栅（15）上，所述喷淋装置（13）位于所述吸收垫层（12）的上方，所述驱动机构安装在所述喷淋装置（13）与所述顶壁（16）之间。

9.根据权利要求6所述的焦化行业VOCs废气吸收处理系统，其特征在于，所述仓体（10）的侧壁上设有检修窗口（40）。

10.一种焦化行业VOCs废气吸收处理方法，其特征在于，采用权利要求1-9任意一项所述焦化行业VOCs废气吸收处理系统对焦化行业VOCs废气进行吸收。