一种焦化尾气治理方法及装置与流程

本发明属于焦化设备尾气治理技术领域，涉及一种焦化尾气治理方法及装置。

背景技术：

焦化一般指有机物质碳化变焦的过程。在焦化厂，炼焦煤通过炼焦过程，产生焦炭、煤焦油、焦炉煤气和粗苯等化学产品。焦化化产仅煤气净化过程包括冷凝鼓风工段、硫铵工段、脱硫工段、脱苯工段、罐区等，此外焦化化产包括焦油加工、粗苯精制、粗酚精馏、工业萘生产、沥青加工等环节，因此焦化尾气的成分十分复杂，除绝大部分为水蒸气外，还包括各种大分子多环烃或稠环烃及小分子烷烃和烯烃，还包括硫化氢、有机硫和氨等多种有毒有害气体。

传统设计焦化化产的中间罐、水封槽、原料罐、产品罐、焦油氨水分离槽、装卸车站尾气等均属无组织放散，即在罐顶设置一个放散管，直接向空气中排放焦化尾气，造成空气污染。《炼焦化学工业污染物排放标准》(gb16171-2012)提出要求：化产化工物料罐、槽的排放气体应收集至煤气系统回收或净化设施。执行上述要求必须将槽罐等设备密闭，进行尾气收集，一些含甲b类物料的储罐甚至需氮封设施。

现有的焦化厂仅煤气净化系统，尾气收集点就达上百个，槽罐储存物料性质不同、储存环境不同、储罐条件不同(如罐顶腐蚀泄露)、储罐体积大小不一，尾气收集系统和尾气成分复杂，尾气收集过程不能保证尾气中含氧量处于安全范围，不能将尾气收集至煤气系统回收；因煤气中含氧量根据规范要求小于0.6％，否则会造成安全隐患，同时会造成电捕焦油器频繁跳车，影响正常生产，收集尾气送后续处理设施对后续尾气净化也造成一定隐患。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题在于提供一种焦化尾气治理方法及装置，能够降低焦化尾气的含氧量，同时实现焦化尾气的密闭收集，避免了焦化尾气的无组织排放。

本发明是通过以下技术方案来实现：一种焦化尾气治理方法，包括以下步骤：

(1)对储存有焦化尾气的储罐密闭或充氮密封处理；

(2)将储罐的焦化尾气排放至用于将焦化尾气气液分离的缓冲罐内，并在缓冲罐内冷却初步脱水、脱萘以及脱焦油；

(3)采用尾气风机将焦化尾气从缓冲罐抽吸至对焦化尾气去杂的文丘里混合器中，并向文丘里混合器中通入加氢气源，加氢气源与焦化尾气在文丘里混合器中充分混合，所述加氢气源的含氢量为30％～60％；

(4)将在文丘里混合器混合后的气体排入脱氧罐进行催化加氢脱氧，脱氧反应温度为常温至300℃，混合后的气体排入脱氧罐的空速为5000～10000h-1；

(5)对脱氧后的焦化尾气进行含氧量检测，焦化尾气含氧量小于0.5％时视为检测合格；将检测合格的焦化尾气排入焦化厂煤气净化系统的煤气总管中，或排入后期尾气处理系统。

进一步的，还包括对不易密封的焦油氨水分离槽的焦化尾气收集并排放至缓冲罐中的步骤；所述不易密封的焦油氨水分离槽微正压充氮处理，充氮压力高于大气压0-400pa。

进一步的，还包括将装车尾气与储罐的焦化尾气混合并一同收集至缓冲罐，保证缓冲罐中气压平衡的步骤。

进一步的，所述步骤(3)中所述尾气风机入口压力为500～1500pa，尾气风机出口压力为0.1～0.5mpa，实现防火防爆目的。

进一步的，步骤(3)中所述的加氢气源是依次经过用于脱水的吸附塔、脱硫塔处理后的净煤气，净煤气是由步骤(4)中所述的脱氧罐中通过尾气风机抽出的回用焦化尾气。

进一步的，本发明还提供一种采用以上所述的焦化尾气治理方法的装置，包括至少一个储罐和与所述储罐依次连通的缓冲罐、文丘里混合器、脱氧罐；氮气管路与所述储罐顶部连通，在氮气管路上设有充氮阀，在储罐顶部设有快速泄放阀；所述储罐内的焦化尾气通过尾气收集支管汇入尾气收集总管，在尾气收集支管上依次设有阻火器单呼阀和单向阀，阻火器单呼阀也设置在储罐的顶部；

尾气收集总管与缓冲罐顶部的进气口相连通，在缓冲罐内设有换热器，缓冲罐底部的出液口与水封槽连通；缓冲罐的出气口通过尾气风机与文丘里混合器的进气口连通，提供加氢气源的加氢装置与文丘里混合器的加氢进气口连通，文丘里混合器的出气口与脱氧罐的进气口连通，脱氧罐的出气口通过煤气风机与煤气总管连通。

进一步的，所述的加氢装置包括依次连通的吸附塔和脱硫塔，所述的脱氧罐通过煤气风机与吸附塔的进气口相连通，脱硫塔的出气口与文丘里混合器的加氢进气口连通，在吸附塔和脱硫塔的出气管路上均设有调节阀。

进一步的，还包括装卸车平台，装卸车平台的装车尾气平衡管通过尾气收集总管与缓冲罐连通。

进一步的，还包括对不易密封的焦油氨水分离槽通过管路也与所述的缓冲罐相连通。

进一步的，所述的脱氧罐为直立圆形绝热反应罐，罐体中设有至少一段脱氧催化床层，脱氧催化床层设置高度为1-3米，脱氧催化床层内装柱形或球形脱氧催化剂，脱氧催化剂为：钯基催化剂。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：本发明提供的焦化尾气治理方法及装置实现了焦化尾气的密闭收集，避免了焦化尾气的无组织排放，并且确保储罐密闭后符合石化系统油气收集相关规范和避免出现操作过程出现储罐抽箅或憋破，满足环保部对焦化煤气净化等区域或工段无组织排放尾气的治理要求，使尾气排放达到环保要求；同时有效解决了焦化厂煤气净化系统煤气含氧过高的问题，避免了因煤气含氧过高频繁停车问题，减少了煤气燃爆隐患。本发明对收集的高含氧量(含氧量在1～8％)焦化尾气进行加氢脱氧，使焦化尾气中的氧和氢反应生成水，从而降低焦化尾气中含氧量(含氧量在0.1～0.5％)，使焦化尾气可以直接进入焦化厂煤气净化系统进一步净化处理，从而减少尾气后处理设备的投资。

附图说明

图1为本发明提供的一种焦化尾气治理装置的结构示意图；

图2为本发明提供的一种焦化尾气治理装置的另一种结构示意图。

其中，1.充氮阀，2.储罐，3.快速泄放阀，4.阻火器单呼阀，5.单向阀，6.尾气收集支管，7.尾气收集总管，8.装车尾气平衡管，9.装车油管，10.油罐车，11.缓冲罐，12.调节阀，13.文丘里混合器，15.煤气风机，16.脱氧罐，17.煤气总管，19.水封槽，20.换热器，22.冷却塔，23.尾气风机，24.吸附塔，25.脱硫塔，26.焦油氨水分离槽。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非限定本发明的范围。

下面给出具体的实施例。

实施例1：如图1所示，一种焦化尾气治理方法，包括以下步骤：

(1)对储存有焦化尾气的储罐2密闭或充氮密封处理；

(2)将储罐2的焦化尾气排放至用于将焦化尾气气液分离的缓冲罐11内，并在缓冲罐11内冷却初步脱水、脱萘以及脱焦油；

(3)采用尾气风机23将焦化尾气从缓冲罐11抽吸至对焦化尾气去杂的文丘里混合器13中，并向文丘里混合器13中通入加氢气源，加氢气源与焦化尾气在文丘里混合器13中充分混合，所述加氢气源的含氢量为30％～60％；

(4)将在文丘里混合器13混合后的气体排入脱氧罐16进行催化加氢脱氧，脱氧反应温度为常温至300℃，混合后的气体排入脱氧罐16的空速为5000～10000h^-1；

(5)对脱氧后的焦化尾气进行含氧量检测，焦化尾气含氧量小于0.5％时视为检测合格；将检测合格的焦化尾气排入焦化厂煤气净化系统的煤气总管17中，或排入后期尾气处理系统，所述后期尾气处理系统是采用常规的油气净化技术，如冷凝、吸收、吸附、膜分离等技术。

具体的，步骤(3)中所述的加氢气源是依次经过用于脱水的吸附塔24、脱硫塔25处理后的净煤气，净煤气是由步骤(4)中所述的脱氧罐16中通过煤气风机15抽出的回用焦化气体。所述的吸附塔24可以采用活性炭吸附塔，所述的脱硫塔25可以采用氧化锌精脱硫塔，吸附塔24、脱硫塔25及脱氧罐16均是现有设备。

进一步的，所述步骤(3)中所述尾气风机23的入口压力为500～1500pa，尾气风机23的出口压力为0.1～0.5mpa，用以实现防火防爆目的。

需要说明的是，净煤气也可以采用焦化厂自有的净煤气，其含氢量为50％，作为加氢气源，通过吸附塔24、脱硫塔25处理即是将净煤气中的冷凝物和硫化氢去除。

实施例2：如图2所示，与实施例1相同，不同的是所述的焦化尾气治理方法，还包括对不易密封的焦油氨水分离槽26的焦化尾气收集并排放至缓冲罐11中的步骤；对所述不易密封的焦油氨水分离槽26进行微正压充氮处理，充氮压力高于大气压0-400pa。

同时，还包括将装车尾气与储罐2的焦化尾气混合并一同收集至缓冲罐11，保证缓冲罐11中气压平衡的步骤。即是将储罐2的焦化尾气收集至缓冲罐11的同时，将装车尾气收集至缓冲罐11与储罐2的焦化尾气混合，将装车尾气通过装车尾气平衡管8排入缓冲罐11中，使缓冲罐11中气压平衡的步骤。

实施例3，如图2所示，本发明还提供一种采用实施例1、2所述焦化尾气治理方法的装置，一种焦化尾气治理装置，包括至少一个储罐2和与所述储罐2依次连通的缓冲罐11、文丘里混合器13、脱氧罐16，氮气管路与所述储罐2顶部连通，在氮气管路上设有充氮阀1，在储罐2顶部设有快速泄放阀3；所述储罐2内的焦化尾气通过尾气收集支管6汇入尾气收集总管7，在尾气收集支管6上依次设有阻火器单呼阀4和单向阀5，阻火器单呼阀4也设置在储罐2的顶部；

尾气收集总管7与缓冲罐11顶部的进气口相连通，在缓冲罐11内设有换热器20，缓冲罐11底部的出液口与水封槽19连通；缓冲罐11的出气口通过尾气风机23与文丘里混合器13的进气口连通，提供加氢气源的加氢装置与文丘里混合器13的加氢进气口连通，文丘里混合器13的出气口与脱氧罐16的进气口连通，脱氧罐16的出气口通过煤气风机15与煤气总管17连通。

具体的，所述的加氢装置包括依次连通的吸附塔24和脱硫塔25，所述的脱氧罐16通过煤气风机15与吸附塔24的进气口相连通，脱硫塔25的出气口与文丘里混合器13的加氢进气口连通，在吸附塔24和脱硫塔25的出气管路上均设有调节阀12。所述的吸附塔24可以采用活性炭吸附塔，所述的脱硫塔25可以采用氧化锌精脱硫塔。

需要说明的是，为了降低收集尾气中含氧量，将储罐2实行密闭或充氮密封。为满足消防相关规范，避免储罐2误操作造成损坏，在罐顶设置快速泄放阀3、带阻火器的阻火器单呼阀4、充氮阀1以及尾气收集管道等。把储罐2顶部的放散阀关闭，在储罐2顶部设置充氮阀1，快速泄放阀3和阻火器单呼阀4，其中，阻火器单呼阀4为带阻火器的单呼阀，尾气收集支管6上设置单向阀5，尾气收集总管7上设置快速泄放阀3和阻火器，确保尾气收集系统和尾气处理系统符合相关防火规范。

具体的，为了气体收集系统压力均衡，设置缓冲罐11使收集的尾气在缓冲罐11内初步冷凝冷却，实现初步脱水、脱萘、脱焦油；缓冲罐11的进气口与尾气收集总管7连通，缓冲罐11底部出液口与水封槽19连通，水封槽19进行气液分离同时具有防爆作用；在缓冲罐11中设置换热器20，所述的换热器20可采用盘管换热器，用于对收集的焦化尾气进行冷凝冷却，平时通冷却水制冷，检修时通蒸气加热除萘。缓冲罐11中下部设置尾气出口与尾气风机23的进气口连通，缓冲罐11与尾气风机23的连接管上还可以设置阻火器、调节阀和单向阀，确保尾气收集系统和尾气处理系统符合相关防火规范。

还包括装卸车平台，装卸车平台的装车尾气平衡管8通过尾气收集总管7与缓冲罐11连通。装卸车平台包括油罐车10，油罐车10的装车尾气平衡管8通过尾气收集总管7与缓冲罐11连通。装卸车平台采用蒸汽平衡方法将装车尾气通过装车尾气平衡管8排入缓冲罐11中，装车油管9采用快速密封接头与油罐车10连接。还包括对不易密封的焦油氨水分离槽26通过管路也与所述的缓冲罐11相连通。

所述的脱氧罐16为直立圆形绝热反应罐，脱氧罐16罐体中设有至少一段脱氧催化床层，脱氧催化床层设置高度为1-3米，脱氧催化床层内装柱形或球形脱氧催化剂，脱氧催化剂为：钯基催化剂。

因焦化厂储罐数量较多、储存物料的性质不同，因此储罐种类较多，且储罐体积大小不一，对于体积大于100m³的储罐和储存甲b类物料的储罐，实行充氮密封，储罐加氮封后对储罐进行加固，同时增加固定螺栓，避免储罐变形；对于一些较小的储罐，如中间罐和水封槽等，将罐顶的放散关闭，实行多罐连通，通过支管连接至缓冲罐11；对于不易进行充氮密封的焦油氨水分离槽26，实行充氮微正压操作，避免吸入空气。

由以上技术方案，本发明提供了一种焦化尾气治理方法及装置，通过对储存有焦化尾气的储罐2密闭或充氮密封处理；将储罐2的焦化尾气排放至用于将焦化尾气气液分离的缓冲罐11内，并在缓冲罐11内冷却初步脱水、脱萘以及脱焦油；采用尾气风机23将焦化尾气从缓冲罐11抽吸至对焦化尾气去杂的文丘里混合器13中，并向文丘里混合器13中通入加氢气源，加氢气源与焦化尾气在文丘里混合器13中充分混合；将在文丘里混合器13混合后的气体排入脱氧罐16进行催化加氢脱氧；对脱氧后的焦化尾气进行含氧量检测，焦化尾气含氧量小于0.5％时视为检测合格；将检测合格的焦化尾气排入焦化厂煤气净化系统的煤气总管17中，或排入后期尾气处理系统。

同时，本发明提供的焦化尾气治理方法及装置实现了焦化尾气的密闭收集，避免了焦化尾气的无组织排放，并且确保储罐密闭后符合石化系统油气收集相关规范和避免出现操作过程出现储罐抽箅或憋破，满足环保部对焦化煤气净化等区域或工段无组织排放尾气的治理要求，使尾气排放达到环保要求；同时有效解决了焦化厂煤气净化系统煤气含氧过高的问题，避免了因煤气含氧过高频繁停车问题，减少了煤气燃爆隐患。

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