一种含硫化氢的VOCs废气处理系统的制作方法

文档序号:15369579发布日期:2018-09-07 22:44阅读:1910来源:国知局

本实用新型涉及有机废气治理技术领域,尤其是一种硫化氢含量较高的VOCs废气处理系统。



背景技术:

挥发性有机化合物(VOCs)是一类毒性大、污染严重的化学物质,在化工、石油化工生产过程中及机车机械部件喷漆烘干等生产加工操作中,都会排出含有苯、甲苯、二甲苯等VOCs的废气。大多数VOCs有异味,对环境及人体健康造成危害,最为严重的是如果排放不当会发生燃烧和爆炸,给企业安全生产造成极大隐患。

同时由于焦化、钢铁等行业的特殊性,其VOCs原料气多含有H2S、氨等无机组分,且含量较高。若直接对这部分气体进行氧化处理,H2S会引起催化氧化催化剂硫中毒,同时,其可被不完全氧化成硫单质,堵塞管道和催化剂的孔道,处理效果会进一步恶化,目前尚无成熟的技术对此类气体进行综合处理。硫磺在能源、化工、医药、农业等方面都是很宝贵的化工行业的原料,因此,合理利用硫化氢,使硫化氢气体变废为宝,在现实生活中具有非常重要的意义。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是提供一种含硫化氢的VOCs废气处理系统,本系统可以高效率的脱除H2S,对VOCs进行高效氧化分解,避免了含硫化氢的VOCs废气对人类健康的危害,属于绿色环保、高效的VOCs处理系统。

为解决上述技术问题,本实用新型所采取的技术方案是:一种含硫化氢的VOCs废气处理系统,包括风机、脱硫塔、气气换热器、催化氧化塔、碱吸收塔和烟囱;风机入口通过管线与各废气排放口相连,风机出口通过管线与脱硫塔下部进口相连;脱硫塔顶部出口通过管线与气气换热器壳程入口相连,气气换热器壳程出口通过管线与催化氧化塔进口相连,催化氧化塔出口通过管线与气气换热器管程入口相连;气气换热器管程出口通过管线与碱吸收塔进口相连,碱吸收塔出口通过管线与烟囱相连。

优选的,脱硫塔上部内侧设有脱硫液喷淋装置,脱硫塔下部设有脱硫液出口。

进一步优选的,脱硫液喷淋装置与现有脱硫系统的脱硫剂储存装置通过管线相连,脱硫液出口与现有脱硫系统的反应槽通过管线相连。

进一步优选的,脱硫塔内部,脱硫塔顶部出口和脱硫液喷淋装置之间设有捕雾器。

优选的,烟囱内设有气液分离器。

优选的,风机入口设置有用于去除废气中夹带的雾滴、粉尘的预处理系统。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于:

(1)本系统采用脱硫塔+催化氧化的组合技术,以达到同时处理含硫化氢类VOCs废气的目的,处理效率高,避免了对人类健康的危害,属于绿色环保、高效的VOCs处理系统;

(2)本系统依托化产区域现有脱硫系统对H2S进行脱除,避免新建配套脱硫系统增大设备投资和占地面积;

(3)利用化产区域现有脱硫液循环泵对脱硫液进行循环,降低了VOCs废气处理系统的动力消耗;回收废气中的H2S生产硫磺,属变废为宝;利用VOCs废气中的氨气补充脱硫液中的碱液消耗,无需外界补充碱源,进一步降低处理成本,并且不产生二次污染物;

(4)催化氧化塔内装填有催化氧化催化剂,可同时处理芳香烃类和醇类、醛类、酮类等VOCs气体,彻底氧化为CO2和H2O,保护了环境及人体健康,保证了企业的安全生产。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明;

图1是本实用新型的结构示意图;

图中:1为风机、2为脱硫塔、3为气气换热器、4为催化氧化塔、5为碱吸收塔、6为烟囱、7为捕雾器、8为脱硫液喷淋装置、9为脱硫液出口。

具体实施方式

实施例1

一种含硫化氢的VOCs废气处理系统,如图1所示,它主要包括风机1、脱硫塔2、气气换热器3、催化氧化塔4、碱吸收塔5和烟囱6;风机1入口通过管线与各废气排放口相连,风机1出口通过管线与脱硫塔2下部进口相连,脱硫塔2上部内侧设有脱硫液喷淋装置8,脱硫塔2下部设有脱硫液出口9。脱硫液与含H2S的VOCs废气逆流接触,吸收其中的H2S,实现H2S的高效脱除,同时吸收VOCs废气中的氨类气体,补充消耗的碱源,该系统无需外接补充碱源,降低了原料碱液的成本。

脱硫液喷淋装置8与现有脱硫系统的脱硫剂储存装置通过管线相连,脱硫液出口9与现有脱硫系统的反应槽通过管线相连。脱硫塔2内脱硫液由现有化产区域脱硫系统提供,依托其循环泵输送至脱硫塔2内脱硫液喷淋装置8中喷洒,吸收H2S后的脱硫液通过脱硫液出口9自流至现有化产区域脱硫系统的反应槽进行循环,脱硫液的循环喷洒无需本VOCs废气处理系统提供动力装置,降低电耗。为了避免脱硫液在脱硫塔2内再生、产生两盐,影响脱硫效果,吸收H2S后的脱硫液不在脱硫塔2内循环喷洒,而是直接通过脱硫液出口9自流回现有化产区域脱硫系统。脱硫塔2内部利用脱硫液起液封作用,无需设置液封槽,可保证脱硫液自流至化产区域脱硫系统,同时VOCs气体不串漏。吸收硫化氢气体后的脱硫液自流至化产区域脱硫系统进行再生,生产硫磺,进一步提升了该工艺的盈利能力。

脱硫塔2顶部出口通过管线与气气换热器3壳程入口相连,携带少量H2S气体的VOCs废气经气气换热器3与催化氧化塔4出口气体在此进行换热升温,回收热量。

气气换热器3壳程出口通过管线与催化氧化塔4进口相连,气体预热后进入催化氧化塔4。催化氧化塔4内装填有催化氧化催化剂,其主要成分为纳米TiO2催化剂或Cu/Mn/Fe负载型催化剂或金属负载型催化剂,主要处理芳香烃类和醇类、醛类、酮类等VOCs气体。VOCs气体在催化氧化塔4内进行催化氧化反应,彻底氧化为CO2和H2O,同时将少量的H2S氧化成SO2,避免催化剂硫中毒。

催化氧化塔4出口通过管线与气气换热器3管程入口相连。气气换热器3管程出口通过管线与碱吸收塔5进口相连,碱吸收塔5出口通过管线与烟囱6相连。

催化氧化反应后的气体经气气换热器3换热后进入碱吸收塔5,除去SO2后,通过烟囱6高空排放,避免造成环境污染。

脱硫塔2内部,脱硫塔2顶部出口和脱硫液喷淋装置8之间设有捕雾器7,可以脱出VOCs废体中夹带的液滴。

烟囱6内设有气液分离器,气液分离器与烟囱6一体化设计,同时起到气液分离和尾气高空排放的作用。

风机1入口设置有用于去除废气中夹带的雾滴、粉尘的预处理系统,避免堵塞风机1管道。

本实用新型的具体处理过程:含有硫化氢气体的VOCs废气收集后,在风机1作用下进入脱硫塔2,H2S气体在此被脱硫液喷淋装置8喷淋的脱硫液高效吸收、脱除,含少量H2S的VOCs废气进入气气换热器3壳程经预热升温后进入催化氧化塔4,VOCs气体在塔内催化剂作用下氧化生成二氧化碳和水。反应后气体由上部进入气气换热器3管程,与反应前(脱硫塔2顶部出口)气体进行换热,以有效回收热量,反应后气体经气气换热器3管程出口进入碱吸收塔5去除SO2,碱吸收塔5出口气体送入烟囱6高空排放。

本系统可以高效率的脱除H2S,对VOCs进行高效氧化分解,避免了含硫化氢的VOCs废气对人类健康的危害,属于绿色环保、高效的VOCs处理系统。

以上所述为该实用新型较佳实施实例,对于本领域的技术人员而言,在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下,对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。

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