本发明涉及废气处理
技术领域：
，尤其涉及一种焦化生产中化产工段含萘废气的处理工艺，同时还涉及用于该处理工艺的处理系统。
背景技术：
：随着国民经济的快速发展，钢铁的需求量不断增加，而冶炼钢铁需要的焦炭量也随之增加。而焦炭通过炼焦产生，这就使得炼焦行业在当今社会的地位得到了快速提高。炼焦又名煤的高温干馏，是煤在隔绝空气条件下加热到1000℃左右，通过热分解和结焦产生焦炭、煤气及其它化工产品。其中，煤气及其它化工产品都是工业生产必不可少的原料。现代炼焦生产在焦化厂炼焦车间进行，炼焦车间由焦炭工段、化产工段及煤气综合利用工段构成；焦炭工段是煤炭经过备煤阶段、装煤阶段、推焦阶段、熄焦阶段和筛焦阶段等处理过程得到焦炭；而化产工段则用于对煤炭工段产生的粗煤气进行净化处理以得到净煤气、焦油及其它化工产品，主要包括煤气初步净化阶段、脱硫阶段、脱氨阶段、洗脱苯阶段等处理过程；煤气综合利用工段是利用净煤气生产甲醇和合成氨的的过程。炼焦车间内的各工段在生产过程中均会产生废气。其中，化产工段排放的废气来自各生产阶段的尾气、设备管道的泄漏气、排空气及煤气燃烧排放的尾气，同时还有净煤的挥发分、燃烧产生的废气等。废气的主要成分为无机化合物和有机化合物，无机化合物包括一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等，有机化合物包括甲醛、多环芳烃、苯酚、胺类和丙烯醛等，除此之外还有少量的重金属，如镉、砷、汞等。二氧化硫是一种窒息性气体，无色、有恶臭，危害性较大，对人体的许多器官有刺激性作用，主要对研究及呼吸道黏膜危害性大，若人体吸入过量的二氧化硫，可能引起严重疾病，而且空气中的二氧化硫易于发生氧化反生成三氧化硫，三氧化硫随雨水降落形成酸雨，酸雨对环境及农作物的影响较大。氮氧化物也是一种高危害物质，氮氧化物会刺激肺组织，人体若接触到高浓度的氮氧化物会使中枢神经系统受损。硫化氢的危害性也不能小觑，它可以引起神经中毒，若人体吸入过多的硫化氢，就会引起黏膜受损导致人体各项机能受到影响。一氧化碳是一种窒息性气体，毒性较大，无色、无味，不易被察觉，所以中毒的可能性更大，当空气中一氧化碳浓度超多1.2mg/m3时，会导致生物体在较短的时间之内死亡。相比以上几种物质来说，氨气的毒性不是很大，但氨气也是一种无色、有强刺激性气味的有毒气体，人体若吸入过多氨气会刺激上呼吸道感染及其它疾病。多环芳烃是一种致癌物质，对人体危害极大，主要包括苯并芘、3-甲基胆蒽、萘等，其中苯并芘的致癌性强，潜伏期长，长期吸入对人体危害极大；而萘具有刺激作用，高浓度萘可致溶血性贫血及肝、肾损害，且萘还会沉积在设备或管道壁上对设备或管道造成堵塞和腐蚀。因此，化产工段排放的废气若不进行合理处理就直接排放，会对环境及人体造成严重污染；且在对该废气治理时也需根据废气特性进行合理处理。技术实现要素：为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种焦化生产中化产工段含萘废气的处理工艺，该处理工艺根据废气中含有萘的特性，通过冷凝预先对萘进行去除，以避免废气中的萘对设备的腐蚀和堵塞，从而可对废气进行更好的处理，有效提高了处理效果，同时提高了设备的使用寿命。为实现上述目的，本发明提供的焦化生产中化产工段含萘废气的处理工艺，具有冷凝处理步骤，所述冷凝处理步骤在设有吸附填料腔的套管式冷凝器中进行，包括以下操作：待处理废气经由负压作用与套管式冷凝器中内、外管体之间的冷却剂以逆向流动的方式进行均匀接触换热，降温后的废气再经吸附填料腔进行过滤处理，待套管式冷凝器的内管体中累积的冷凝固废或吸附填料腔内的填料需要进行清理时，处理结束；所述冷却剂包括空气、水、盐水中的一种。本发明的废气处理工艺，用于对焦化生产中化产工段产生的含萘废气进行高效治理，通过在冷凝处理步骤中使用冷却剂，并以逆向流动形式与废气进行均匀接触换热，借助废气中萘在低于熔点80.2℃下就可凝固的特征，使废气中萘在冷却剂作用下降温至30～40℃而凝固为固体，以使萘从废气中被分离而达到去除目的，避免了在对废气处理过程中因萘的存在而对后续设备或管道造成腐蚀和堵塞而降低对废气的处理效果、增加处理成本等问题；在该处理工艺中，不仅可有效去除废气中的萘，避免萘的存在而影响对废气的后续处理效率及效果，而且可将萘进行回收，有效增加了企业生产附加值。作为对上述技术方案的限定，待套管式冷凝器的内管体中累积的冷凝固废需要进行清理时，以间歇性形式向内管体中吹入蒸汽进行吹扫完成清理操作。因萘在远低于沸点温度下，就具有很大的蒸气压，所以在加热时，固体萘能够不经过液态直接变为萘蒸气，因而冷凝后的固体萘可通过蒸汽吹扫而得到回收。作为对上述技术方案的限定，该处理工艺还包括于所述冷凝处理步骤后依次进行的吸收液处理步骤、及吸附剂处理步骤。在冷凝处理步骤之后，再依次进行吸收液处理步骤及吸附剂处理步骤，可有效对废气中可被吸收液吸收的有毒有害成分及可被吸附剂吸附的有毒有害成分进行去除，可产生协同增效作用，显著提高后续处理效果。作为对上述技术方案的限定，所述吸收处理步骤包括油洗阶段、酸洗阶段、碱洗阶段、及水洗阶段，所述油洗阶段内的吸收液为洗油，所述酸洗阶段内的吸收液为稀硫酸，所述碱性阶段内的吸收液为氢氧化钠溶液，所述水洗阶段的吸收液为水。作为对上述技术方案的限定，所述吸附处理步骤采用活性炭吸附法、焦炭颗粒吸附法中的至少一种。活性炭具有发达的孔隙结构，能吸附分子大小不同的各种物质，且活性炭化学性质稳定、能耐酸、耐碱；而焦炭颗粒则具有粗粒化功能，也可是大小不同的各类物质被吸附在焦炭的空隙中，且焦炭颗粒的粒径较大，在吸附处理中杂质在焦炭颗粒中始终保持穿透运行，因而不会引起吸附层的堵塞，另外焦炭颗粒还具有机械强度高、过滤速度快、使用周期长、价格低、易得、使用后可焚烧处置等优点。同时，本发明还提供了如上所述的焦化生产中化产工段含萘废气的处理系统，包括冷凝处理单元，所述冷凝处理单元包括与风机相连的套管式冷凝器，所述套管式冷凝器包括管体、及设于管体两端可拆卸的封头，所述管体由套设的内、外管体构成，内、外管体之间形成有用于流动冷却剂的空腔；所述外管体上设有冷却剂进口和冷却剂出口，且冷却剂进口和冷却剂出口分置于外管体两端；所述内管体靠近冷却剂进口端设有气体出口，靠近冷却剂出口端设有气体进口；所述内管体中设置有若干折流板，并于内管体中与气体出口连接处设有吸附填料腔，于内管体上靠近气体出口端设有排出口，于靠近气体进口端设有吹扫气进口，所述排出口与吹扫气进口上均设有密封盖。为使上述废气处理工艺更好的进行，本发明还提供了配合工艺使用的废气处理系统，该系统通过在内管体中设置若干折流板，可延长废气在内管体中的停留时间，从而使废气与冷却剂接触时间增产，从而可提高对废气的冷却效果，以使废气中萘可更充分的凝固为固体，从而可更充分的将废气中的萘去除；于废气出口处设置的填料室，则可用于再次去除废气中残留的萘，同时还可去除废气中的雾气及杂质，有效避免了废气中存留萘而对后续处理设备造成腐蚀和堵塞从而影响对废气的处理效率，不仅提高了设备寿命，且还降低了设备投资及运行成本；另外，通过吹扫气进口及排出口的设置，可对内管体中冷凝后的固体萘进行吹扫而达到回收目的，有效增加了企业生产附加值。作为对上述技术方案的限定，还包括与冷凝处理单元串联、置于冷凝处理单元下游依次连接的吸收处理单元、及吸附处理单元，所述吸附处理单元下游经由风机连通至烟囱。作为对上述技术方案的限定，所述吸收处理单元包括油洗塔、酸洗塔、碱洗塔、及水洗塔，所述油洗塔、酸洗塔、碱洗塔和水洗塔的连接顺序可根据待处理废气的特性进行变换。通过油洗塔、酸洗塔、碱洗塔及水洗塔可对废气中不同种类组分进行吸收处理，因而可加大对废气的洗涤效果。作为对上述技术方案的限定，所述油洗塔、酸洗塔、碱洗塔及水洗塔具有相同结构，包括塔体，所述塔体内部自上而下依次设有喷淋器、填料层、过滤板、及敞口的喷淋液储存箱，所述喷淋液储存箱设有倾斜布置的底板，于所述底板下设有用于稳固底板的支撑件，并于底板倾斜面相对应的喷淋液储存箱侧壁底部开有贯通至塔体外的液体出口，所述塔体出口经由塔体外设置的循环泵与所述喷淋器相连以使喷淋液储存箱与喷淋器之间形成循环回路。通过喷淋液储存箱倾斜布置的底板与底板倾斜面相对应的喷淋液储存箱侧壁底部的液体出口的配合，可使喷淋液储存箱内的喷淋液得到充分的循环利用，可有效防止部分喷淋液滞留于喷淋液储存箱底部而造成浪费。作为对上述技术方案的限定，所述吸附处理单元为吸附箱，所述吸附箱包括箱体，所述箱体内部由竖直布置的隔板分为左、右腔室，所述左腔室内设有多层沿箱体高度方向间隔布置的吸附层，所述右腔室内部空置；所述左腔室与右腔室底部均设有连通至箱体外的进气管，且进气管上设有电磁阀，两所述进气管在箱体外通过三通接头与吸收处理单元下游输出端的管道连接，且于管道上设有voc浓度传感器，所述voc浓度传感器通过控制器与电磁阀连接。在废气进入箱体之前可经voc浓度传感器对废气中voc浓度进行实时监测，从而使经冷凝、吸收处理后可达标排放的废气直接经右腔室排放至大气中，而使经冷凝、吸收处理后不能达标排放的废气进入左腔室进行吸附处理后至达标排放后再排入大气中，因此避免了废气经冷凝、吸收处理后可达标排放的废气继续进行吸附处理而浪费时间以及浪费资源，且还可有效提高对废气的处理效率；另外，左腔室内多层吸附层可有效提高废气与吸附层的接触时间和接触面积，且还可提高吸附层中吸附填料的使用率。综上所述，采用本发明的技术方案，获得的焦化生产中化产工段含萘废气的处理工艺，不仅解决了废气中所含的萘对后续设备的影响，避免了因萘的存在而降低对废气处理效率、增加维护频率、使设备或管道腐蚀或堵塞等一系列降低处理效果、增加处理成本的问题，且冷凝后的固体萘可经吹扫而得到回收，有效增加了企业生产附加值；在冷凝处理步骤之后，再依次进行吸收处理步骤及吸附处理步骤，可有效对废气中可被吸收剂吸收的有毒有害成分及可被吸附的有毒有害成分进行去除，以产生协同增效作用，显著提高了对废气的处理效果。而本发明的处理系统，结构简单，设备投资及运行成本低，废气处理效率高，具有显著的应用推广价值。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。图1是本发明实施例所述焦化生产中化产工段含萘废气的处理系统的结构示意图；图中：1、冷凝器；2、油洗塔；3、酸洗塔；4、碱洗塔；5、水洗塔；6、吸附箱；7、风机；8、烟囱。具体实施方式下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本实施例涉及一种焦化生产中化产工段含萘废气的处理工艺，用于对焦化生产中化产工段产生的含萘废气进行高效处理。一种处理系统，如图1所示，包括冷凝处理单元，所述冷凝处理单元包括与风机7相连的套管式冷凝器1，所述套管式冷凝器1包括管体、及设于管体两端可拆卸的封头，所述管体由套设的内、外管体构成，内、外管体之间形成有用于流动冷却剂的空腔；所述外管体上设有冷却剂进口和冷却剂出口，且冷却剂进口和冷却剂出口分置于外管体两端；所述内管体靠近冷却剂进口端设有气体出口，靠近冷却剂出口端设有气体出口；所述内管体中设置有若干折流板，并于内管体中与气体出口连接处设有吸附填料腔，于内管体上靠近气体出口端设有排出口，于靠近气体进口端设有吹扫气进口，所述排出口与吹扫气进口上均设有密封盖。在冷凝处理单元与风机7之间，还包括与冷凝处理单元串联、置于冷凝处理单元下游依次连接的吸收处理单元及吸附处理单元，所述吸附处理单元下游经由风机7连通至烟囱8，以使经冷凝处理单元、吸收处理单元及吸附处理单元处理后可达标的废气经烟囱8排放至大气中。所述吸收处理单元包括依次连接的油洗塔2、酸洗塔3、碱洗塔4、及水洗塔5，以使经冷凝处理单元处理后的废气依次经油洗、酸洗、碱洗及水洗进行处理，从而对废气中不同种类组分进行吸收，可有效提高对废气的洗涤效果。且所述油洗塔2、酸洗塔3、碱洗塔4和水洗塔5的连接顺序可根据待处理废气的特性进行变换，用以使废气得到最大的处理效果。所述油洗塔2、酸洗塔3、碱洗塔4及水洗塔5具有相同结构，包括塔体，所述塔体的底部设有进气口，顶部设有出气口；所述塔体内部自上而下依次设有喷淋器、填料层、过滤板、及敞口的喷淋液储存箱，且过滤板与喷淋液储存箱分置于进气口的上下两侧。设置过滤板可用以防止大颗粒杂质或填料落至喷淋液储存箱中而导致喷淋液储存箱的液体出口出现堵塞，从而影响吸收塔的正常运行；另外，过滤板因设置于进气口的上方，所以废气经进气口进入塔体后可于过滤板作用下达到均布废气的目的，从而使废气在均匀分布的状态下向填料层移动，如此可使废气在填料层内与喷淋液更充分的结束，可有效提高喷淋液对废气中污染物的吸收效率；此外，过滤板还可降低废气的流速，从而延长废气在填料层的滞留时间，以进一步提高喷淋液对废气中污染物的吸收效率。所述过滤板可拆卸的固定在塔体内，如此则可方便对过滤板进行维护或更换。所述过滤板包括栅板、及固定安装于栅板上的滤网。所述喷淋液储存箱设有倾斜布置的底板，于所述底板下设有用于稳固底板的支撑件，以保证对喷淋液储存箱牢固支撑。并于底板倾斜面相对应的喷淋液储存箱侧壁底部开有贯通至塔体外的液体出口，所述塔体出口经由塔体外设置的循环泵与所述喷淋器相连以使喷淋液储存箱与喷淋器之间形成循环回路。因此，通过喷淋液储存箱底部的底板与底板倾斜面相对应的喷淋液储存箱侧壁底部的液体出口的配合，可使喷淋液储存箱内的喷淋液得到充分的循环利用，可有效防止部分喷淋液滞留于喷淋液储存箱底部而造成浪费。另外，于液体出口与循环泵之间的管道上设有支管，支管上设有阀门。该支管可用于在喷淋液无吸收能力时将喷淋液排出，另外该支管还可用于向喷淋液储存箱中添加具有吸收能力的喷淋液。所述吸附处理单元为吸附箱6，所述吸附箱6包括箱体，所述箱体内部由竖直布置的隔板分为左、右腔室，且左腔室远大于右腔室，所述左腔室内设有多层沿箱体高度方向间隔布置的吸附层，所述右腔室内部空置。如此，则左腔室可作为吸附室用以对经冷凝、吸收处理后的废气进行吸附处理，而右腔室则可作用烟囱8用以使经冷凝、吸收处理后的可达标排放的废气进行直接排放。左腔室内多层吸附层的设置可有效提高有机废气提高废气与吸附层的接触时间和接触面积，且还可提高吸附层中吸附填料的使用率。所述左腔室与右腔室底部均设有连通至箱体外的进气管，且进气管上设有电磁阀，两所述进气管在箱体外通过三通接头与吸收处理单元下游输出端的管道连接，且于管道上设有voc浓度传感器，所述voc浓度传感器通过控制器与电磁阀连接。如此，则可通过voc浓度传感器对经冷凝、吸收处理后的废气中voc浓度进行实时监测，从而使经冷凝、吸收处理后可达标排放的废气直接经右腔室排放至大气中，而使经冷凝、吸收处理后不能达标排放的废气进入左腔室进行吸附处理后至达标排放后再排入大气中，因此避免了废气经冷凝、吸收处理后可达标排放的废气继续进行吸附处理而浪费时间以及浪费资源，且还可有效提高对废气的处理效率。实施例1.1焦化生产中化产工段含萘废气的处理工艺，可在如上所述的处理系统中实施。该处理工艺包括在套管式冷凝器中进行的冷凝处理步骤，所述冷凝处理步骤按以下进行操作：选择空气作为冷却剂，并控制空气的温度在15～25℃范围内。将冷却剂不断输入至套管式冷凝器内、外管体之间的空腔中，同时待处理废气经由风机的负压作用不断输入至套管式冷凝器的内管体中，使待处理废气与冷却剂在套管式冷凝器中以逆向流动的方式进行均匀接触换热而进行冷凝处理，降温后的废气再经内管体中的填料室进行过滤处理，待内管体中累积的冷凝固废或吸附填料腔内的填料需要进行清理时，处理结束。排掉内、外管体之间空腔内的冷却剂，之后向内管体中以间歇性形式吹入蒸汽以进行吹扫处理而完成对内管体中固废的清理，并对吹扫出的萘蒸气进行回收，以进行分离提纯后再利用。经过上述冷凝处理步骤后的废气，依次被输入至吸收处理步骤中的油洗阶段、酸洗阶段、碱洗阶段、及水洗阶段，所述油洗阶段内的吸收剂为洗油，所述酸洗阶段内的吸收剂为稀硫酸，所述碱性阶段内的吸收剂为氢氧化钠溶液，所述水洗阶段的吸收液为水。随后被输送至吸附处理步骤中进行吸附处理。吸附处理采用活性炭吸附法、焦炭颗粒吸附法中的至少一种。实施例1.2选择水作为冷却剂，并控制水的温度在15～25℃范围内。将冷却剂不断输入至套管式冷凝器内、外管体之间的空腔中，同时待处理废气经由风机的负压作用不断输入至套管式冷凝器的内管体中，使待处理废气与冷却剂在套管式冷凝器中以逆向流动的方式进行均匀接触换热而进行冷凝处理，降温后的废气再经内管体中的填料室进行过滤处理，待内管体中累积的冷凝固废或吸附填料腔内的填料需要进行清理时，处理结束。排掉内、外管体之间空腔内的冷却剂，之后向内管体中以间歇性形式吹入蒸汽以进行吹扫处理而完成对内管体中固废的清理，并对吹扫出的萘蒸气进行回收，以进行分离提纯后再利用。经过上述冷凝处理步骤后的废气，依次被输入至吸收处理步骤中的油洗阶段、酸洗阶段、碱洗阶段、及水洗阶段，所述油洗阶段内的吸收剂为洗油，所述酸洗阶段内的吸收剂为稀硫酸，所述碱性阶段内的吸收剂为氢氧化钠溶液，所述水洗阶段的吸收液为水。随后被输送至吸附处理步骤中进行吸附处理。吸附处理采用活性炭吸附法、焦炭颗粒吸附法中的至少一种。对比例本对比例涉及采用传统方法对焦化生产中化产工段含萘废气的进行处理，即先对含萘废气经吸收塔进行吸收处理，随后经除雾器进行气液分离的处理方法，经该传统方法处理后的废气直接排放至大气中。按上述实施例与对比例的处理方法，对焦化生产中化产工段含萘废气的处理结果见下表。萘回收率设备维护周期vocs处理率实施例1.180％3个月75％实施例1.298％3个月99％对比例50％1周45％由上表结果可见，本发明的处理工艺，预先对废气进行冷凝处理以使废气中的萘被去除，避免了在对废气处理过程中因萘的存在对设备或管道造成腐蚀和堵塞而降低对废气的处理效果，设备的维护频率由通常1周延长至3月，且设备使用寿命得到延长，并与冷凝处理步骤后的吸收处理步骤及吸附处理步骤能产生协同增效作用，提高低废气的综合处理效果，具有显著的优势。综上所述，本发明焦化生产化产工段含萘废气的处理工艺，不仅解决了废气中所含的萘对后续设备的影响，避免了因萘的存在而降低对废气处理效率、增加维护频率、使设备或管道腐蚀或堵塞等一系列降低处理效果、增加处理成本的问题，且冷凝后的固体萘可经吹扫而得到回收，有效增加了企业生产附加值；在冷凝处理步骤之后，再依次进行吸收处理步骤及吸附处理步骤，可有效对废气中可被吸收剂吸收的有毒有害成分及可被吸附的有毒有害成分进行去除，以产生协同增效作用，显著提高了对废气的处理效果。而本发明的处理系统，结构简单，设备投资及运行成本低，废气处理效率高，具有显著的应用推广价值。当前第1页12