煤焦化化产区域VOC零排放治理系统及工艺的制作方法

煤焦化化产区域voc零排放治理系统及工艺
技术领域
1.本发明属于环境治理技术领域，具体涉及煤焦化化产区域voc零排放治理系统及工艺。


背景技术：

2.目前，煤焦化化产回收区域voc治理上使用的治理工艺，如多级洗涤 吸附技术，从治理的效果来看，运行初期可以满足治理要求，但是在后期运行治理效果上不能做到持续稳定达标排放，治理过程存在二次污染，运行成本高，自动化水平低，不能做到零排放。近年来涌现的其他治理工艺，存在收集系统压力波动大、设备管道积液腐蚀和结晶堵塞，同时安全问题频出，使得治理装置运转率低、治理现场异味大、不能满足环保要求。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供煤焦化化产区域voc零排放治理系统及工艺，本发明能够对煤焦化化产区域voc进行很好的处理，达到或者接近零排放。
4.本发明采用的技术方案如下：
5.煤焦化化产区域voc零排放治理系统，包括密封良好的槽罐、第一废气收集总管、焦化洗油洗涤吸收塔、冷凝液洗涤吸收塔、第一除雾器、第一稳压分离缓冲罐、水洗塔、第二除雾器、第二稳压分离缓冲罐、风机、第二废气收集总管以及密封性较差的槽罐和/或敞开式槽罐；
6.密封良好的槽罐的罐顶安装有呼吸阀，呼吸阀通过收集支管与第一废气收集总管连通，收集支管上设有阻火器和调节阀；第一废气收集总管的输出端与焦化洗油洗涤吸收塔的废气入口，焦化洗油洗涤吸收塔的废气出口与冷凝液洗涤吸收塔的废气入口连接，冷凝液洗涤吸收塔的废气出口与第一除雾器的入口连接，第一除雾器气体出口与第一稳压分离缓冲罐的入口连接，第一稳压分离缓冲罐的气体出口连接至煤气负压系统，第一稳压分离缓冲罐的气体出口设有切断阀；
7.密封性较差的槽罐和/或敞开式槽罐的顶部通过管道与第二废气收集总管连通，密封性较差的槽罐和/或敞开式槽罐的顶部与第二废气收集总管连通的管路上设有调节阀，第二废气收集总管上设有呼吸阀，第二废气收集总管出口与水洗塔的气体入口连接，水洗塔的气体出口与第二除雾器的入口连接，第二除雾器的出口与第二稳压分离缓冲罐的入口连接，第二稳压分离缓冲罐的气体出口与风机的入口连接且连接管路上设有阻火器，风机的出口与焦炉进气口连接。
8.优选的，所述密封良好的槽罐包括焦油储槽、氨水储槽和粗苯储槽中的至少一种。
9.优选的，第一废气收集总管上连接有第一压力平衡装置。
10.优选的，第一稳压分离缓冲罐的气体出口与切断阀之间的管路上连接含氧量分析仪以及第一紧急放空阀。
11.优选的，所述密封性较差的槽罐和/或敞开式槽罐包括焦油氨水分离槽、脱硫再生塔、硫铵母液满流槽、熔硫釜和粗苯排渣槽中的至少一种。
12.优选的，第二废气收集总管上连接有第二压力平衡装置。
13.优选的，风机的出口连接有调节阀，风机的出口与该调节阀之间的管路上连接有可燃气体浓度仪，可燃气体浓度仪与该调节阀之间的管路上第二紧急放空阀，可燃气体浓度仪与该第二紧急放空阀之间的管路上连接有配风阀。
14.本发明还提供了煤焦化化产区域voc零排放治理方法，该方法采用本发明如上所述的煤焦化化产区域voc零排放治理系统进行，包括如下过程：
15.密封良好的槽罐通过收集支管将废气从呼吸阀出口引出，送入第一废气收集总管；汇集进入第一废气收集总管的废气进入焦化洗油洗涤吸收塔中进行洗涤，脱除废气中的萘和焦油后，废气从焦化洗油洗涤吸收塔排出后进入冷凝液洗涤吸收塔中，去除部分有机物，废气被洗涤后进入第一除雾器中，第一除雾器除去废气中夹带的部分液滴，废气之后进入第一稳压分离缓冲罐中，进行稳压、混合，并在第一稳压分离缓冲罐内进行气液分离，分离后的废气由第一稳压分离缓冲罐的废气出口送至煤气负压系统；
16.密封性较差的槽罐和/或敞开式槽罐中的废气通过顶部的管路输送给第二废气收集总管；第二废气收集总管将废气输送给水洗塔，水洗塔对废气中的部分voc进行吸收，经过水洗塔的废气进入第二除雾器中，在第二除雾器内除去废气中夹带的大部分液滴；出第二除雾器的废气进入第二稳压分离缓冲罐中，在第二稳压分离缓冲罐中进行稳压、混合，并在第二稳压分离缓冲罐内进行气液分离，第二稳压分离缓冲罐中分离出的废气送入焦炉中。
17.本发明具有如下有益效果：
18.本发明根据煤焦化化产回收各治理区域内槽罐的罐容、介质及设备密封情况，将治理区域内槽罐分成两类，分别为密封性较好的槽罐组和密封性差或者敞开式槽罐组，并对不同的槽罐组，根据回收价值、废气特性等采用不同的零排放治理工艺，治理过程不产生新的污染物，充分依靠原有装置和物料进行多级高效治理，零排放治理工艺主要包括废气密闭收集、废气预处理、废气稳压分离、废气零排放治理等。在目前煤焦化化产回收voc多级洗涤吸收和吸附工艺的基础上，开展煤焦化化产回收voc零排放治理，在保证苯、酚类、硫化氢、氨、非甲烷总烃等特征污染物达标排放的同时，彻底消除了治理过程中的安全、堵塞、腐蚀以及治理过程中产生的二次污染。采用集控氧密闭收集、预处理、稳压分液、加压输送、零排放治理以及安全自控工艺，极大地保证煤焦化化产区域voc治理工艺的安全、稳定、持续达标零排放。
附图说明
19.图1为本发明实施例中密封良好的槽罐部分的结构示意图；
20.图2为本发明实施例中密封性较差的槽罐和敞开式槽罐部分的结构示意图。
21.图中，1-焦油储槽，2-第一呼吸阀，3-第一阻火器，4-第一调节阀，5-第一收集支管，6-氨水储槽，7-第二呼吸阀，8-第二阻火器，9-第二调节阀，10-第二收集支管，11-粗苯储槽，12-第三呼吸阀，13-第三阻火器，14-第三调节阀，15-第三收集支管，16-焦化洗油洗涤吸收塔，17-冷凝液洗涤吸收塔，18-第一除雾器，19-第一稳压分离缓冲罐，20-含氧量分
析仪，21-第一紧急放空阀，22-切断阀，23-第一废气收集总管，24-第一压力平衡装置，25-焦油氨水分离槽，26-第四调节阀，27-第四收集支管，28-脱硫再生塔，29-第五调节阀，30-第五收集支管，31-硫铵母液满流槽，32-第六调节阀，33-第六收集支管，34-熔硫釜，35-第七调节阀，36-第七收集支管，37-粗苯排渣槽，38-第八调节阀，39-第八收集支管，40-水洗塔，41-第二除雾器，42-第二稳压分离缓冲罐，43-第四阻火器，44-风机，45-可燃气体浓度仪，46-配风阀，47-第二紧急放空阀，48-第九调节阀，49-第二压力平衡装置，50-第四呼吸阀，51-第二废气收集总管。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例来对本发明做进一步的说明。
23.参照图1和图2，本发明煤焦化化产区域voc零排放治理方法，的过程包括：
24.根据煤焦化化产回收各治理区域内槽罐的罐容、介质及设备密封情况，将治理区域内槽罐进行分组分别收集，治理区域内密封性较好(或者说良好)槽罐为一组，密封性能较差(比内密封性较好的要差些)或者敞开式的槽罐为一组。每一组的voc零排放治理工艺方法如下：
25.(1)密封性较好的槽罐voc零排放治理工艺
26.密封性能较好的槽罐voc零排放治理工艺包含废气收集、废气预处理、废气稳压分离、废气回煤气负压管道循环回收利用。
27.密封性能较好的槽罐包括焦油储罐1、氨水储罐6和粗苯储罐11，在各自罐顶安装呼吸阀(附图标记2、7、12)，将废气从呼吸阀出口接收集支管(附图标记5、10、15)引出，在各储罐废气收集支管上设置阻火器(附图标记3、8、13)和用于风量调节的调节阀(附图标记4、9、14)后，并入第一废气收集总管23。在第一废气收集总管23上设置第一压力平衡装置24，保证废气收集系统的压力平衡。
28.汇集进入第一废气收集总管23的有机废气，进入焦化洗油洗涤吸收塔16中进行洗涤，脱除有机废气中的易结晶堵塞管道的萘和焦油后，废气从焦化洗油洗涤吸收塔16的顶部出塔，进入冷凝液洗涤吸收塔17中，去除部分有机物，废气被洗涤后进入第一除雾器18中，除去废气中夹带的部分液滴。废气进入第一稳压分离缓冲罐19中，进行稳压、混合，并在第一稳压分离缓冲罐19内实现气液分离；第一稳压分离缓冲罐19顶部设置除雾器，底部设排液装置，分离除雾后的有机废气由第一稳压分离缓冲罐19顶部的出口连接废气收集总管道。
29.在废气收集总管上安装能够念在线监测氧含量的含氧量分析仪20，检测废气中的氧含量，控制进入煤气鼓风机前负压管道的有机废气中的氧含量，保证系统安全。同时设置切断阀22和紧急放空阀21，当检测氧含量超标准后，有机废气被切断并通过紧急放空阀21进行排放。氧含量合格的有机废气进入煤气负压系统，通过焦化化产净化装置进行净化，有机废气中的物质得到回收利用，实现密封性较好一组槽罐的零排放治理。
30.(2)密封性能差或者敞开式的槽罐voc零排放治理工艺
31.密封性能差或者敞开式的槽罐voc零排放治理工艺包含废气收集、废气预处理、废气稳压分离、废气回煤气负压管道循环回收利用。
32.密封性能差或者敞开式的焦油氨水分离槽25、脱硫再生塔28、硫铵母液满流槽31、
熔硫釜34和粗苯排渣槽37。废气通过焦油氨水分离槽25、脱硫再生塔28、硫铵母液满流槽31、熔硫釜34和粗苯排渣槽37上端连接的各收集支管(附图标记27、30、33、36、39)进行收集输送，以及各收集支管设置的用于风量调节的调节阀后，并入第二废气收集总管51。在第二废气收集总管51上设置第二压力平衡装置49和第四呼吸阀50，保证废气收集系统的压力平衡。
33.各收集支管(附图标记27、30、33、36、39)汇集到第二废气收集总管51后，进入水洗塔40，水洗塔40对废气中的部分voc进行吸收，经过水洗涤吸收的有机废气从水洗塔40顶部出水洗塔进入第二除雾器41中，在第二除雾器41内除去废气中夹带的大部分液滴。出第二除雾器41的有机废气进入第二稳压分离缓冲罐42中，进行稳压、混合，并在第二稳压分离缓冲罐42内实现气液分离，第二稳压分离缓冲罐42顶部设置除雾器，底部设排液装置，分离除雾后的有机废气由第二稳压分离缓冲罐42顶部的出口连接废气总管道。在该废气收集总管上设置第四阻火器43，防止安全事故发生，有机废气经过第四阻火器43后通过风机44进行加压输送。同时在风机44后的总输送管道上安装能够进行可燃气体浓度在线检测的可燃气体浓度仪45，可燃气体浓度仪45检测废气中的可燃物含量，控制有机废气中的可燃物含量，保证系统安全。同时设置配风阀46、第二紧急放空阀47和第九调节阀48，当检测到废气中可燃物浓度含量超过设定标准后，配风阀46打开，配入新风，降低废气中的可燃物浓度，此时若废气中的可燃物浓度还在进一步的升高，则有机废气被第九调节阀48切断并通过第二紧急放空阀47进行排放。可燃物浓度含量合格的有机废气，通过开闭器进入焦炉内，vocs气体在焦炉内通过1100℃以上的高温裂解氧化成co2和h2o从焦炉的脱硫脱硝系统达标排放，实现化产回收区域密封性能差的一组槽罐voc治理工艺的零排放。
34.本发明中采用了全自动集成式可视化显示控制，设置安全联锁控制逻辑以及多点位检测，根据排放监测结果自动优化调整运行参数，以达到最佳污染物去除效果，保证治理工艺安全并持续达标，实现治理工程零排放。
35.实施例
36.如图1和图2所示，本实施例煤焦化化产区域voc零排放治理工艺包括如下步骤：
37.(1)废气密闭收集
38.根据煤焦化化产回收各治理区域内槽罐的设备密闭情况，首先将槽罐进行分类，将治理内密封性能较好冷鼓工段的循环氨水槽、剩余氨水槽、焦油罐、焦油中间罐、水封槽、冷凝液槽，粗苯工段的富油槽、洗油槽、粗苯中间槽、粗苯计量槽、地下槽以及库区的粗苯储槽、焦油储槽作为一类，治理区域所有剩余的槽罐作为密封性能较差的一类。
39.密封性能较好的槽罐，按照罐容和介质特性进行分组，冷鼓工段中将循环氨水槽和剩余氨水槽分为一组，将焦油罐和焦油中间罐分为一组，水封槽作为一组，冷凝液槽作为一组；粗苯工段的粗苯中间槽和粗苯计量槽为一组，富油槽和地下槽为一组，洗油槽为一组，库区的粗苯储槽为一组，焦油储槽为一组。各治理区域密封性能较好的槽罐共分为9组进行分别收集。各槽放散口收集支管风速6m/s，每组收集总管风速8m/s，汇总后的收集总管风速12m/s。收集管道材质为碳钢。
40.密封性较好的9组收集支总管末端均设置压力平衡装置，压力平衡采用氮气，控制压力1.5kpa。
41.压力平衡装置的氮气切断阀与每一组的收集总管的切断阀进行压力连锁，当设置
在每一组收集总管的压力传感器检测到系统压力低于1.5kpa时，氮气切断阀开启，向收集管道补充氮气，当达到1.5kpa时，氮气切断阀关闭。
42.每一组的收集总管并入总收集管道时安装电动调节蝶阀，电动蝶阀前后安装手动阀门，加手动阀门前后设带阀门的旁通管道，旁通管道用于电动阀门的检修和更换。
43.在循环氨水槽、剩余氨水槽、焦油罐、粗苯工段的富油槽、洗油槽、粗苯中间槽、粗苯计量槽以及库区的粗苯储槽、焦油储槽的顶部放空管上安装阻火式呼吸阀，同时设置呼吸人孔，防止呼吸阀故障时，槽罐内部超压。呼吸阀的呼出短管与废气收集支管法兰连接，在末端风机的抽吸作用下进入废气预处理系统。
44.来自厂区管网或制氮机引来的0.7mpa的氮气接入减压阀，减压至1.5kpa通过电动调节阀门分别接入各槽罐呼吸阀的吸入口，控制每个槽罐氧气的吸入，确保收集系统本质安全。同时为了防止各槽罐之间废气流不发生互串，各槽罐收集管道安装微压止回阀。
45.治理区域内密封性能差或者敞开式槽罐采用密封罩进行密封，通过风机抽吸进入预处理系统。
46.分组后的每组收集总管均设置低压蒸汽伴热、蒸汽吹扫、氨水冲洗管线以及高点放空和低点凝液排净管线。
47.(2)废气预处理
48.煤焦化化产回收区域涉及冷鼓、脱硫、硫铵、粗苯、罐区、提盐工段，由于不同工段的废气特性不同，为此在不同的工段收集后的有机废气在各自区域内部进行预处理。冷鼓工段密封性能较好的槽罐分组收集后的有机废气汇集到收集总管后，在冷鼓工段废气风机的抽吸作用下，进入冷鼓工段的预处理装置，预处理装置采用焦化洗油进行洗涤吸收和冷凝液洗涤吸收。洗涤吸收后的有机废气经过除雾器去除大部分废气中中加带的小液滴后，送入废气稳压分离缓冲罐。
49.脱硫工段、硫铵工段、提盐工段采用水进行洗涤吸收，经过除雾器去除大部分废气中加带的小液滴后，经各工段的废气风机送入废气稳压分离缓冲罐。
50.粗苯工段及库区采用焦化洗油和粗苯工段冷凝液分别进行吸收洗涤后，经过除雾器去除大部分废气中加带的小液滴后，送入废气稳压分离缓冲罐。
51.密封性能差的槽罐的收集的有机废气，采用水洗涤后，经过除雾器去除大部分废气中中加带的小液滴后，送入废气稳压分离缓冲罐。
52.(3)废气稳压分离
53.将煤焦化化产回收区域密封性能较差槽罐的vocs气体收集预处理后送入全部送入气体稳压分离缓冲罐内，进行稳压、混合，并在缓冲器内实现气液分离，气体缓冲器顶部设置除雾器，底部设排液装置，分离除雾后的有机废气由气体缓冲器顶部的出口连接总管道，通过总管道送入带杂质捕集功能的洗涤塔，将vocs中的尘、萘、油及冷凝液截留在塔内，洁净的vocs气体通过风机送入废气零排放治理。
54.将煤焦化化产回收区域密封性能较好槽罐vocs气体收集预处理后送入全部送入其气体稳压分离缓冲器内，进行稳压、混合，并在缓冲器内实现气液分离，气体缓冲器顶部设置除雾器，底部设排液装置，分离除雾后的有机废气由气体缓冲器顶部的出口连接总管道，洁净的vocs气体通过风机送入废气零排放治理。
55.(4)废气零排放治理
56.密封性能差的槽罐voc气体经稳压分离后，通过风机的加压，在风机后的废气总管道上安装可燃气体浓度在线检测仪、配风阀、紧急放空阀和废气调节阀，废气通过输送管道进入焦炉地下室后连接到焦炉开闭器煤气进气口上，通过开闭器进入焦炉内，vocs气体在焦炉内通过1100℃以上的高温裂解氧化成co2和h2o从焦炉的脱硫脱硝系统达标排放，实现化产回收区域密封性能差的一组槽罐voc治理工艺的零排放。
57.密封性好的槽罐voc气体经稳压分离后，在收集总管上安装氧含量在线检测仪、切断阀和紧急切换阀门，控制进入有机废气中的氧含量＜2％，当≥2％，连锁收集管道的切断阀关闭，紧急放空阀开启。氧含量合格的有机废气进入煤气负压系统，利用焦化化产回收净化装置回收废气中的有机物，实现化产回收区域密封性能好的一组槽罐voc治理工艺的零排放。
58.(6)治理结果
59.采用煤焦化化产区域voc零排放治理工艺方法前，现场检测污染物检测浓度如表1所示：
60.表1
61.序号污染物名称处理前污染物浓度mg/m31非甲烷总烃2002酚类化合物1953苯12.54氨255苯并【a】芘1.0μg/m36氰化氢37硫化氢2.5
62.采用煤焦化化产区域voc零排放治理工艺方法后，现场检测污染物排放浓度如表2所示：
63.表2
64.序号污染物名称处理后污染物浓度mg/m31非甲烷总烃0.022酚类化合物03苯04氨0.015苯并【a】芘06氰化氢07硫化氢0
65.从上述可以看出，采用煤焦化化产区域voc零排放治理工艺方法前后对比，治理效率达到99.9％以上，治理现场无异味，运行稳定，成本低，安全可靠，做到了煤焦化化产回收区域voc零排放的治理目的。