一种油田火驱尾气脱除VOCs装置的制作方法

本实用新型属于尾气治理领域，特别涉及一种油田火驱尾气脱除VOCs装置。

背景技术：

随着火驱开采技术的广泛应用，产生了大量火驱尾气。目前辽河油田杜66块每天外排尾气60余万方。据监测，杜66火驱尾气中还含有一定量的硫化物，非甲烷总烃组分含量0.26％，折合排放浓度3250mg/m3，超过《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)要求非甲烷总烃排放限值120mg/m3。急需采取治理措施。

目前国内对尾气VOCs的治理要求越来越严格，VOCs处理技术一般可以分为两种:一种是回收，另一种是销毁。现在回收法在油气、有机溶剂回收等领域较为常见，主要方法包括吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法。但目前采用的较多的还是销毁，主要有燃烧法、生物法、光催化法及近年兴起的低温等离子体技术等。

结合辽河油田杜66块的实际情况，回收技术投资大、运行费用高、且无回注地层等局限，目前杜66块火驱尾气中含约3.5％左右的甲烷(有上涨的趋势)，利用目前市场上的一些处理设备直接处理存在一定的安全隐患，且存在循环量大、催化剂消耗量大、能耗高等缺陷。

技术实现要素：

针对上诉问题，本实用新型提出了催化氧化处理技术的治理方案，提供了一种油田火驱尾气脱除VOCs装置，解决了火驱尾气中甲烷含量高，不易处理，燃烧存在安全隐患的问题，使尾气达标外排。

本实用新型的技术方案如下：

一种油田火驱尾气脱除VOCs装置，包括脱硫塔(1)，脱硫塔的出口连接原料气压缩机(2)和空气压缩机(3)，原料气压缩机(2)、空气压缩机(3)和电加热炉(4)出口均连接至催化氧化反应器(5)，催化氧化反应器(5)为多层筒体结构，每层的催化剂床层与筒体间铺装耐火砖，催化剂床层下方连接列管式换热器，每层之间用法兰连接，催化氧化反应器(5)出口连接列管式换热器(6)，列管式换热器出口连接尾气放空管(7)。

整套设备设有自动控制、联动保护、防爆防火等措施。

反应器的层数可以根据原料气中有机物含量来确定，单个反应器内部催化剂床层不超过五层，当原料气中有机物含量过高，需多于五层催化剂床时，可分拆成两个或多个反应器串联运行。

本实用新型装置安全可靠，占地面积小，操作灵活，自动化程度高(无人值守)，无二次污染，循环量小，耗能低，热能回收效率高，具有单独的PLC系统。

本实用新型尤其适合处理含VOCs油田火驱尾气，具有以下优点：

一、可以针对VOCs含量的变化进行调节。火驱尾气脱除H2S后，控制总硫小于10ppm。通过增压风机增压至30kPa，分段与空气混合，控制每段烷烃浓度约0.8％，在反应器中，烷烃和氧气反应，生成二氧化碳和水，出反应器的尾气温度500℃左右。

每段反应器出口设换热器，通过冷却水将气体冷却至300℃后进入下一段反应器。这样依次经过5次反应—取热过程，处理后尾气冷却后排空。

二、催化氧化反应温度低。处理前，只需要将塔体催化床预热至280-300℃，相较于其他装置操作安全性高。

三、催化氧化反应器工艺简单。筒体结构，拆卸和安装便捷。

四、VOCs治理效率高达99.9％，指标满足各标准及规范要求。装置中无吸收剂、低温氧化，无NOX产生，无二次污染。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供了一种油田火驱尾气脱除VOCs装置，包括脱硫塔1，脱硫塔的出口连接原料气压缩机2和空气压缩机3，原料气压缩机2、空气压缩机3和电加热炉4的出口均连接至催化氧化反应器5，催化氧化反应器5为多层筒体结构，每层的催化剂床层与筒体间铺装耐火砖，催化剂床层下方连接列管式换热器6，每层之间用法兰连接，催化氧化反应器5的出口连接列管式换热器6，列管式换热器6的出口连接尾气放空管7。

工作时，将待处理火驱尾气经脱硫塔脱除无机硫后，控制总硫小于10ppm以内，通过原料气压缩机增压后汇入主管线，同时空气压缩机压缩空气分段补入，每段进气和空气混合后烷烃浓度约0.8％，进入催化氧化反应器中，在催化剂床层上，烷烃和氧气反应，被转化为二氧化碳和水，出反应器的尾气温度550℃左右，出每段反应器后进入列管换热器，通过冷却水将气体冷却至300℃后进入下一段反应器进行催化氧化反应，这样依次反应---取热，经过几段反应后，处理后的气体高温进入换热器，冷却后进入排空管排空。尾气出催化氧化治理系统，非甲烷总烃含量低于120mg/m³，苯含量低于4mg/m³，完全达到标准要求，并稳定的保证排放指标合格。

整套设备设有自动控制、联动保护、防爆防火等措施。

反应器的层数可以根据原料气中有机物含量来确定，单个反应器内部催化床层不超过五层，当原料气中有机物含量过高，需多于五层催化床时，可分拆成两个或多个反应器串联运行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。