CN211972040U - 一种工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统，主要包括预处理单元、热氧化单元和气液分离单元，所述预处理单元、热氧化单元和气液分离单元顺次连接；所述预处理单元设在水封罐后，主要包括固体沉降单元和/或过滤单元，所述热氧化单元设有预热器和低温催化氧化设备；所述预热器设有冷程进口、冷程出口、热程进口和热程出口，预热器的热程进口通过管道与低温催化氧化设备的高温净化气出口连接；冷程出口通过管道与低温催化氧化热备的流体进口连接；所述气液分离单元，所述气液分离单元的进口与所述换热器的热程出口连通，所述气液分离单元的液相水出口与水封罐管道和后处理管道连通，所述气液分离单元的气体出口排出超净排放气。
Description
技术领域
本实用新型属于工业污水处理领域，特别涉及一种工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统。
背景技术
火炬系统是保证石油化工等领域正常生产和事故应急处理的重要设施，无法利用的连续或非连续排放的可燃气，包括有毒有害可燃气，可通过火炬系统进行燃烧处理，净化为无毒无害的气体排放。所以，火炬系统的安全运行在化工生产中非常重要。
水封罐是火炬系统中防止回火的重要关键设备，同时也可以通过水封液位的压力，使可回收的火炬气排向火炬气回收系统。近年石化生产规模越来越大，石化装备的发展趋于一体化的形式，火炬气的最大排放量也在逐年上升，相应的水封罐体积也显著增大。火炬气的排放会使得水封罐中水的COD值升高，并可能形成油层。火炬系统污水的处理一般是将各水封罐污水通过汇集泵送至污水处理系统，当火炬气排放频繁或装备开停车时，火炬气排放量增大，水封罐污水的 COD值和油含量都会超过控制指标，增大了污水处理系统的负荷并使得处理难度大大增加。在西北干旱缺水地区，化工生产给当地水资源的消耗造成巨大的压力，所以应开发一套将火炬系统污水循环利用的设备，缓解工业用水压力，也有利于保护当地自然环境。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统；该系统可以实现火炬单元内污水的零排放，最大限度的就地回收系统排水并返回到水封罐中使用；该系统可将污水中的有机物热氧化成洁净的气体和水，采用低温催化热氧化技术，所以在对有机物进行低温氧化过程中没有明火，不会产生新的火炬界区内防火间距的问题；该系统的超净排放气为二氧化碳、水、氮气、氧气，不产生NOx和烟尘；本实用新型的技术方案对水封罐污水的COD值有广泛的适应性，可以适应同一水封罐不同时期污水有机物浓度，也可以以紧凑撬块形式来处理同一火炬单元内不同水封罐污水，以及不同火炬单元的水封罐污水，灵活性高，适用范围广泛。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：
一种工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统，主要包括预处理单元、热氧化单元和气液分离单元，所述预处理单元、热氧化单元和气液分离单元顺次连接；
所述预处理单元设在水封罐后，主要包括固体沉降单元和/或过滤单元，通过对水封罐污水进行沉降和/或过滤以除去固体污染物；预处理单元通过污水泵与热氧化单元连接；
所述热氧化单元设有预热器和低温催化氧化设备，低温催化氧化设备安装在预热器一侧；所述预热器设有冷程进口、冷程出口、热程进口和热程出口，预热器的热程进口通过管道与低温催化氧化设备的高温净化气出口连接；冷程出口通过管道与低温催化氧化热备的流体进口连接；
所述流体为空气和污水，空气和去除固体污染物的污水，通过预热器使其温度上升，然后传送给低温催化氧化设备；所述低温催化氧化设备接受所述预热器加热并传送的空气和污水后，进行低温氧化，然后将高温净化气供给预热器，与空气和污水进行换热；
所述气液分离单元，所述换热器的热程出口与所述气液分离单元的进口连通，所述气液分离单元的液相水出口与水封罐管道和后处理管道连通，所述气液分离单元的气体出口排出超净排放气。
从预热器高温净化气出口出来的高温净化气排至气液分离单元中，其中，气体部分直接从气体排出口排出，液相水从液相水出口经管道送回水封罐或进行进一步收集处理。
其中，预热器为波纹管、螺纹管或槽道管高效预热器。
作为本申请的一种优选技术方案，所述预热器与低温催化氧化设备之间还设有电加热器，在未达到热氧化起始温度时，辅以电加热，将流体进行加热，再传送至低温催化氧化设备。
作为本申请的一种优选技术方案，所述固体沉降单元为沉降槽。
作为本申请的一种优选技术方案，所述过滤单元为过滤器；优选的，所述过滤器为重力过滤器、真空过滤器和加压过滤器。
作为本申请的一种优选技术方案，所述预热器为空气预热器和污水预热器两种；
所述污水预热器的冷程进口与污水泵连接，冷程出口接入低温催化氧化设备的流体进口，所述空气预热器的冷程进口接入洁净空气，冷程出口接入低温催化氧化设备的流体进口；
所述空气预热器和污水预热器的热程进口并联连接在低温催化氧化设备高温净化气出口上；热程出口并联接入气液分离单元的进口，经空气预热器、污水预热器中空气、污水换热后的高温净化气通过气液分离单元进口进入气液分离单元。
作为本申请的一种优选技术方案，所述预热器和气液分离设备之间还连接有降膜蒸发器；
所述预热器的热程进口通过管道与低温催化氧化设备的高温净化气出口连接，所述预热器的热程出口连接在降膜蒸发器高温净化气进口上，降膜蒸发器高温净化气出口连接气液分离单元的进口；所述降膜蒸发器还设有污水进料口、污水出料口；降膜蒸发器污水进料口连接在污水泵的出水管道上，降膜蒸发器污水出料口通过管道与水封罐及后处理管道连接；降膜蒸发器污水出料口侧壁设有空气进口，对面设有空气出口；空气管道分别连接降膜蒸发器污水出料口的空气进口和预热器冷程进口；降膜蒸发器的空气出口接入预热器冷程进口。
其中，所述降膜蒸发器为内波纹外螺纹管、高通量凹坑管或槽道管降膜蒸发器。
作为本申请的一种优选技术方案，所述污水泵还直接与低温催化氧化设备的流体进口连接；一部分污水经预热器预热后进入低温催化氧化设备，一部分污水直接进入低温催化氧化设备。
作为本申请的一种优选技术方案，所述水封罐和预处理单元之间设有污水泵。
作为本申请的一种优选技术方案，所述气液分离单元为气液分离器。
一种工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统的处理方法，包括如下步骤：
(1)水封罐出来的污水经预处理单元沉降和/或过滤以除去固体污染物，再利用污水泵进入预热器；
(2)空气和步骤(1)去除固体污染物的污水，进入预热器冷程利用预热器升高温度，再传送给低温催化氧化设备；低温催化氧化设备接受预热器加热并传送的空气和污水后，进行净化处理，然后将氧化后的高温净化气供给预热器，与冷程的空气和污水进行换热；
(3)从预热器热程出口出来的高温净化气排至气液分离单元中，经气液分离单元分离，气体部分直接从气体排出口排出，液相水从液相水出口经管道送回水封罐或经管道进行进一步收集处理。
有益效果
本实用新型提供的工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统及方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)该系统可以实现火炬单元内污水的零排放，最大限度的就地回收系统排水并返回到水封罐中使用；
(2)该系统可将污水中的有机物热氧化成洁净的气体和水，采用低温催化热氧化技术，所以在对有机物进行低温氧化过程中没有明火，不会产生新的火炬界区内防火间距的问题；
(3)该系统的超净排放气为二氧化碳、水、氮气、氧气，不产生NOx和烟尘；
(4)本实用新型的技术方案对水封罐污水的COD值有广泛的适应性，可以适应同一水封罐不同时期污水有机物浓度，也可以以紧凑撬块形式来处理同一火炬单元内不同水封罐污水，以及不同火炬单元的水封罐污水，灵活性高，适用范围广泛。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构示意图；
图2是本实用新型实施例2的结构示意图；
其中1-水封罐；2-第一污水泵；3-预处理单元；4-第二污水泵；5-低温催化氧化设备；6-空气预热器；71-污水预热器；72-降膜蒸发器；8-气液分离器。
具体实施方式
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，以下结合实施例对本实用新型做进一步详细说明。现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
实施例1
图1显示了本实用新型的一种具体实施方式，其中图1为本实用新型的结构示意图。见图1，一种工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统，主要包括预处理单元3、热氧化单元和气液分离器8，所述预处理单元3、热氧化单元和气液分离器8顺次连接；
预处理单元3通过第一污水泵2与水封罐连接，通过第一污水泵2连接，所述预处理单元3设有沉降槽和过滤器，通过对水封罐1污水进行沉降和过滤以除去固体污染物；预处理单元3通过第二污水泵4与热氧化单元连接；
所述热氧化单元设有空气预热器6、污水预热器71和低温催化氧化设备5，所述污水预热器71的冷程进口与第二污水泵4连接，冷程出口接入低温催化氧化设备5的流体进口，所述空气预热器6的冷程进口接入洁净空气，冷程出口接入低温催化氧化设备5的流体进口；所述空气预热器6和污水预热器71的热程进口并联连接在低温催化氧化设备5高温净化气出口上；热程出口并联接入气液分离器8的进口，经空气预热器6、污水预热器71中空气、污水换热后的高温净化气通过气液分离器8进口进入气液分离单元；
所述流体为空气和污水，空气和去除固体污染物的污水，通过预热器使其温度上升，然后传送给低温催化氧化设备；所述低温催化氧化设备接受所述预热器加热并传送的空气和污水后，进行低温氧化，然后将高温净化气供给预热器，与空气和污水进行换热；
所述空气预热器6和污水预热器71的热程出口并联接入气液分离器8的进口，所述气液分离器8的液相水出口与水封罐1管道和后处理管道连通，所述气液分离器8的气体出口排出超净排放气；从空气预热器6和污水预热器71的高温净化气出口出来的高温净化气排至气液分离器8中，其中，气体部分直接从气体排出口排出，液相水从液相水出口经管道送回水封罐1或进行进一步收集处理。
其中，预热器与低温催化氧化设备之间还设有电加热器(图中未标出)，在未达到热氧化起始温度时，辅以电加热，将流体进行加热，再传送至低温催化氧化设备；所述第二污水泵还直接与低温催化氧化设备的流体进口连接；一部分污水经预热器预热后进入低温催化氧化设备，一部分污水直接进入低温催化氧化设备。
上述工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统的处理方法，包括如下步骤：第一污水泵2将水封罐1中含有机物的污水泵送至预处理单元3，去除其中的固体杂质，去除了固体杂质的污水再由第二污水泵4泵送至污水预热器71，然后再送至低温催化氧化设备5；也可以由水泵4直接泵送至低温催化氧化设备 5；低温催化氧化设备5实现250～600℃低温氧化，热氧化单元内无明火。
适量的新鲜空气送入空气预热器6，新空气经预热后再将第二污水泵4泵来的污水完全气化并混合，达到低温催化氧化设备5所需要的热氧化起始温度(温度不够可以辅以电加热)。送风量应满足混合气低于25％LEL的安全要求，并使低温催化氧化设备5出口排放气温度低于允许温度。如污水有机物浓度较高且送风量较小，会使低温催化氧化设备5内温升过高，从而损坏催化剂和其他部件，也可能会超出空气预热器6和污水预热器71的许用温度。
低温催化氧化设备5出口排放气经空气预热器6、污水预热器71换热降温后进入气液分离器8，将分离出的液相水送回水封罐1或进行进一步收集处理。超净排放气为二氧化碳、水、氮气、氧气。
其中，根据需要，预热器可选择波纹管、螺纹管或槽道管高效预热器。
实施例2
图2显示了本实用新型的一种具体实施方式，其中图2为本实用新型的结构示意图。见图2，一种工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统，主要包括预处理单元3、热氧化单元和气液分离器8，所述预处理单元3、热氧化单元和气液分离器8顺次连接；
所述预处理单元3设在水封罐1后，包括固体沉降槽和过滤器，通过对水封罐1 污水进行沉降和过滤以除去固体污染物；预处理单元3通过第二污水泵4与热氧化单元连接；
所述热氧化单元设有空气预热器6、降膜蒸发器72和低温催化氧化设备5，所述空气预热器6的热程进口通过管道与低温催化氧化设备5的高温净化气出口连接，所述空气预热器6的热程出口连接在降膜蒸发器72高温净化气进口上；所述降膜蒸发器72还设有污水进料口、污水出料口；降膜蒸发器72污水进料口连接在污水泵的出水管道上，降膜蒸发器72污水出料口通过管道与水封罐1及后处理管道连接；降膜蒸发器72污水出料口侧壁设有空气进口，对面设有空气出口；空气管道分别连接降膜蒸发器72污水出料口的空气进口和空气预热器6冷程进口；降膜蒸发器72的空气出口接入空气预热器冷程进口。
所述气液分离器8，降膜蒸发器72高温净化气出口连接气液分离器8的进口；所述气液分离器8的液相水出口与水封罐1管道和后处理管道连通，所述气液分离器8的气体出口排出超净排放气。
其中，所述空气预热器6与低温催化氧化设备5之间还设有电加热器，在未达到热氧化起始温度时，辅以电加热，将流体进行加热，再传送至低温催化氧化设备5；所述第二污水泵4还直接与低温催化氧化设备5的流体进口连接；一部分污水经预热器预热后进入低温催化氧化设备，一部分污水直接进入低温催化氧化设备。
其中，根据需要，降膜蒸发器可以选择内波纹外螺纹管、高通量凹坑管或槽道管降膜蒸发器。
上述工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统的处理方法，包括如下步骤：第一污水泵2将水封罐1中含有机物的污水泵送至固体沉降槽和过滤器，去除其中的固体杂质，去除了固体杂质的污水再由第二污水泵4泵送至降膜蒸发器 72，然后再送至低温催化氧化设备5；也可以由水泵4直接泵送至低温催化氧化设备5，低温催化氧化设备5实现250～600℃低温氧化，热氧化单元内无明火。
适量的新鲜空气在送入空气预热器6前与降膜蒸发器72出来的含有机物的水蒸气混合；也可以将适量的新鲜空气先送入降膜蒸发器72的底部，回收底部被加热的污水的部分热量，再与有机废气的水蒸汽混合后再进入空气预热器6。空气与有机废气水蒸汽的混合气被加热到低温催化氧化设备5所需要的热氧化起始温度后(温度不够可以辅以电加热)，进入低温催化氧化设备5对有机物进行热氧化。送风量应满足混合气低于25％LEL的安全要求，并使低温催化氧化设备5出口排放气温度低于允许温度，如污水有机物浓度较高且送风量较小，会使低温催化氧化设备5内温升过，从而损坏催化剂和其他部件，也可能会超出空气预热器6和降膜蒸发器72的许用温度。
热氧化单元5出口排放气先后经空气预热器6和降膜蒸发器72换热降温后进入气液分离器8，可将分离器8分离出的液相水和降膜蒸发器72输出的液相水进行送回水封罐1或进行进一步收集处理。超净排放气为二氧化碳、水、氮气、氧气。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
本实用新型的保护内容不局限于以上实施例。在不背离实用新型构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本实用新型中，并且以所附的权利要求为保护范围。
Claims (7)
1.一种工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统，其特征在于，主要包括预处理单元、热氧化单元和气液分离单元，所述预处理单元、热氧化单元和气液分离单元顺次连接；
所述预处理单元设在水封罐后，主要包括固体沉降单元和/或过滤单元，通过对水封罐污水进行沉降和/或过滤以除去固体污染物；预处理单元通过污水泵与热氧化单元连接；
所述热氧化单元设有预热器和低温催化氧化设备，低温催化氧化设备安装在预热器一侧；所述预热器设有冷程进口、冷程出口、热程进口和热程出口，预热器的热程进口通过管道与低温催化氧化设备的高温净化气出口连接；冷程出口通过管道与低温催化氧化热备的流体进口连接；
所述流体为空气和污水，空气和去除固体污染物的污水，通过预热器使其温度上升，然后传送给低温催化氧化设备；
所述气液分离单元，所述预热器的热程出口与所述气液分离单元的进口连通，所述气液分离单元的液相水出口与水封罐管道和后处理管道连通，所述气液分离单元的气体出口排出超净排放气。
2.根据权利要求1所述的工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统，其特征在于，所述预热器与低温催化氧化设备之间还设有电加热器。
3.根据权利要求1所述的工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统，其特征在于，所述预热器为空气预热器和污水预热器两种；
所述污水预热器的冷程进口与污水泵连接，冷程出口接入低温催化氧化设备的流体进口，所述空气预热器的冷程进口接入洁净空气，冷程出口接入低温催化氧化设备的流体进口；
所述空气预热器和污水预热器的热程进口并联连接在低温催化氧化设备高温净化气出口上；热程出口并联接入气液分离单元的进口。
4.根据权利要求1所述的工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统，其特征在于，所述预热器和气液分离设备之间还连接有降膜蒸发器；
所述预热器的热程进口通过管道与低温催化氧化设备的高温净化气出口连接，所述预热器的热程出口连接在降膜蒸发器高温净化气进口上，降膜蒸发器高温净化气出口连接气液分离单元的进口；所述降膜蒸发器还设有污水进料口、污水出料口；降膜蒸发器污水进料口连接在污水泵的出水管道上，降膜蒸发器污水出料口通过管道与水封罐及后处理管道连接；降膜蒸发器污水出料口侧壁设有空气进口，对面设有空气出口；空气管道分别连接降膜蒸发器污水出料口的空气进口和预热器冷程进口；降膜蒸发器的空气出口接入预热器冷程进口。
5.根据权利要求4所述的工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统，其特征在于，所述降膜蒸发器为内波纹外螺纹管、高通量凹坑管或槽道管降膜蒸发器。
6.根据权利要求1所述的工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统，其特征在于，预热器为波纹管、螺纹管或槽道管高效预热器。
7.根据权利要求1所述的工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统，其特征在于，所述污水泵还直接与低温催化氧化设备的流体进口连接；一部分污水经预热器预热后进入低温催化氧化设备，一部分污水直接进入低温催化氧化设备。
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| CN201922234841.XU CN211972040U (zh) | 2019-12-13 | 2019-12-13 | 一种工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211972040U true CN211972040U (zh) | 2020-11-20 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201922234841.XU Active CN211972040U (zh) | 2019-12-13 | 2019-12-13 | 一种工业火炬水封罐污水就地净化和循环利用系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211972040U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114477346A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-05-13 | 张东清 | 一种含有有机污染物污水的处理系统及处理方法 |
-
2019
- 2019-12-13 CN CN201922234841.XU patent/CN211972040U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114477346A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-05-13 | 张东清 | 一种含有有机污染物污水的处理系统及处理方法 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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