石化工业超低排放废气处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及石油化工行业挥发性有机废气治理技术领域，具体地，涉及一种石化工业超低排放废气处理系统。


背景技术：

2.石油化工行业是国民经济支柱产业，经济总量大、产业链条长、产品种类多、关联覆盖广，是大气污染防治重点整改行业之一。石化行业的废气来源复杂，浓度波动大。这些气体不仅污染大气，还会对人体的健康造成严重危害。因此，有效治理石化行业废气污染已经成为亟待解决的重要问题。
3.石化行业的有机废气排放特征是废气源众多、浓度分布范围广且浓度波动大、风量大。废气成分主要包含烃类、醇类、醛类、酸类、酮类和胺类、丁二烯、二氯甲烷等。有机物废气具有成分复杂不具有回收价值等特点，对于废气排放的要求也非常苛刻。由于废气浓度波动大，如何在任意工况下实现超低排放，同时减少能源消耗，成为研究热点。
4.目前，根据废气的物理和化学性质，石化行业中应用的技术主要有冷凝、吸收、吸附、燃烧、生物降解、等离子分解等。由于近年来环保部门对废气排放的严苛要求，燃烧法处理无回收价值的有机废气成为主流技术，一般采用蓄热式焚烧炉(rto)装置或催化氧化炉(co)装置或直燃炉(dfto)装置。
5.rto(regenerative thermal oxidizer)，即蓄热式焚烧炉，常用来处理有机废气，将废气在800℃以上的温度下氧化分解为二氧化碳和水，实现废气的净化。因其采用了蓄热陶瓷可以回收95％热量，所以较为经济节能。
6.co(catalyst oxidizer)，即催化式焚烧炉，是燃烧法处理有机废气的一种常规炉型，将废气在400℃左右的温度及催化剂作用下氧化分解为二氧化碳和水，实现废气的净化。因其增加催化剂，因此反应温度底，燃料消耗低，适合中低浓度有机废气。
7.dfto(direct fired thermal oxidizer)，即直燃炉，也是燃烧法处理有机废气的一种常规炉型，将废气在1050℃以上的温度下氧化分解为二氧化碳和水，实现废气的净化。该炉型适合超高浓度的废气处理，去除效率可达99.9％，但燃料消耗较大，对于低浓度废气处理不经济。
8.在废气源众多、产线众多的情况下，一般按照废气峰值来进行设计，当废气浓度高的产线停产时，只剩下低浓度的废气进入处理系统，会消耗较多燃料，运行费用较高，不经济。目前没有一种合适的技术来解决有机废气浓度波动大的问题。


技术实现要素：

9.针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种石化工业超低排放废气处理系统。
10.根据本实用新型提供的一种石化工业超低排放废气处理系统，所述方案如下：
11.一种石化工业超低排放废气处理系统，所述系统包括：天然气入口、空气入口、废气入口、lel检测仪、新风风机、rto入口开关阀、co入口开关阀、三槽式rto、rto燃烧器、吹扫
风机、切换阀、混合箱、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、换热器、催化焚烧炉co、co燃烧器以及烟囱；
12.所述切换阀包括入口阀、吹扫阀以及出口阀；
13.所述系统的运行模式包括：rto单独运行模式、co单独运行模式以及rto+co串联运行模式，针对不同的废气浓度，选择适合的运行模式。
14.优选地，所述rto单独运行模式具体包括：
15.当废气浓度为中高浓度，打开rto入口开关阀和第三开关阀，关闭co入口开关阀、第一开关阀以及第二开关阀，进入rto单独运行模式；
16.工厂vocs废气收集起来后自废气入口进入废气处理系统，经lel检测仪检测废气浓度，进入切换阀；
17.切换阀与三槽式rto直接相连，配合三槽式蓄热式焚烧炉使用，用来控制工艺废气入口、吹扫以及出口的状态切换；
18.在切换阀切换的瞬间，将入口槽中滞留的废气通过吹扫风机引入新风进行吹扫，再返回三槽式蓄热式焚烧炉净化处理，经过吹扫的这一槽作为下一循环的出口槽。
19.优选地，所述rto单独运行模式还包括：三槽式rto在启机阶段和废气浓度偏低时，需要开启天然气入口为rto燃烧器补充燃料加热，维持炉温；当浓度偏高时，开启新风风机，新鲜空气由空气入口进入系统，补充氧气；rto多余的热烟气从热旁通管道排出，与rto出口烟气在混合箱混合后由烟囱排出。
20.优选地，所述co单独运行模式包括：
21.当废气浓度为中低浓度，打开co入口开关阀和第二开关阀，关闭rto入口开关阀、第一开关阀以及第三开关阀，进入co单独运行模式；
22.工厂vocs废气收集起来后自废气入口进入废气处理系统，经lel检测仪检测废气浓度，进入换热器冷侧被预热，然后进入催化焚烧炉co进行催化燃烧；
23.催化焚烧炉co在启机阶段和废气浓度偏低时，需要开启天然气入口为co燃烧器补充燃料加热，维持炉温；接着烟气经过换热器热侧进行热交换，温度下降从烟囱排出。
24.优选地，所述rto+co串联运行模式包括：
25.当废气浓度为高浓度，打开rto入口开关阀、第一开关阀、第二开关阀，关闭co入口开关阀以及第三开关阀，进入rto+co串联运行模式；
26.石化工厂vocs废气收集起来后自废气入口进入废气处理系统，经lel检测仪检测废气浓度，再经过切换阀进入三槽式rto进行氧化分解，一部分烟气从rto出口排出，剩下一部分烟气从rto热旁通排出，两股流至混合箱混合，接着进入换热器冷侧被预热，再进入催化焚烧炉co进行进一步催化燃烧，再至换热器热侧进行热交换，最终由烟囱排出。
27.优选地，所述rto+co串联运行模式还包括，在启机阶段和废气浓度偏低时，开启天然气入口为rto燃烧器以及co燃烧器补充燃料加热，维持各炉炉温。
28.与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
29.1、本实用新型针对石化行业工艺废气的特点，采用本技术的工艺系统，废气的净化效率可达99.9％以上，能够满足极其严苛的排放标准，有效解决了石化行业高浓度废气排放问题；
30.2、本实用新型针对石化行业废气排放工况复杂的特点，采用rto+co串联设计，通
过不同的运行模式，可最大程度降低能源消耗，最大程度地节省了处理成本；
31.3、本系统充分回收了废气释放的热能，降低了生产运行成本，节能效果显著。
附图说明
32.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
33.图1为本实用新型废气净化系统示意图。
具体实施方式
34.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
35.本实用新型实施例提供了一种石化工业超低排放废气处理系统，参照图1所示，本废气处理系统由以下结构组成：天然气入口1、空气入口2、废气入口3、lel检测仪4、新风风机5、rto入口开关阀6、co入口开关阀7、三槽式rto 8、rto燃烧器9、吹扫风机10、切换阀11(入口阀11a、吹扫阀11b、出口阀11c)、混合箱12、第一开关阀13、第二开关阀14、第三开关阀15、换热器16、催化焚烧炉co 17、co燃烧器18、烟囱19。
36.该系统的运行模式包括：rto单独运行模式、co单独运行模式以及rto+co串联运行模式，针对不同的废气浓度，选择适合的运行模式。
37.rto单独运行模式具体包括：当废气浓度为中高浓度(2％lel-10％lel)，打开rto入口开关阀6、第三开关阀15，关闭co入口开关阀7、第一开关阀13、第二开关阀14，进入rto单独运行模式。工厂vocs废气收集起来后自废气入口3进入废气处理系统，经lel检测仪4检测废气浓度，进入切换阀11。切换阀11与三槽式rto 8直接相连，配合三槽式蓄热式焚烧炉使用，主要用来控制工艺废气入口、吹扫以及出口的状态切换。三组切换阀11不仅可以控制废气的进出和吹扫状态，还可使废气在三槽式蓄热式焚烧炉炉内作周期性循环流动，使三槽循环形成一进一出一吹扫的状态。在切换阀11切换的瞬间，将入口槽中滞留的废气通过吹扫风机10引入新风进行吹扫，再返回三槽式蓄热式焚烧炉净化处理，经过吹扫的这一槽作为下一循环的出口槽，这样可以减少因系统切换残留废气而导致的废气净化效率不高、不稳定的情形。三槽式rto 8在启机阶段和废气浓度偏低时，需要开启天然气入口1为rto燃烧器9补充燃料加热，维持炉温。当浓度偏高时(4％lel-10％lel)，开启新风风机5，新鲜空气由空气入口2进入系统，补充氧气。rto多余的热烟气从热旁通管道排出，与rto出口烟气在混合箱12混合后由烟囱19排出。
38.co单独运行模式具体包括：当废气浓度为中低浓度(《2％lel)，打开co入口开关阀7、第二开关阀14，关闭rto入口开关阀6、第一开关阀13、第三开关阀15，进入co单独运行模式。工厂vocs废气收集起来后自废气入口3进入废气处理系统，经lel检测仪4检测废气浓度，进入换热器16冷侧被预热，然后进入催化焚烧炉co 17进行催化燃烧。催化焚烧炉co 17在启机阶段和废气浓度偏低时(《1％lel)，需要开启天然气入口1为co燃烧器18补充燃料加热，维持炉温。接着烟气经过换热器16热侧进行热交换，温度下降从烟囱排出。
39.rto+co串联运行模式包括：当废气浓度为高浓度(10％lel-25％lel)，打开rto入口开关阀6、第一开关阀13、第二开关阀14，关闭co入口开关阀7、第三开关阀15，进入rto+co串联运行模式。石化工厂vocs废气收集起来后自废气入口3进入废气处理系统，经lel检测仪4检测废气浓度，再经过切换阀11进入三槽式rto 8进行氧化分解，一部分烟气从rto出口排出，剩下一部分烟气从rto热旁通排出，两股流至混合箱12混合，接着进入换热器冷侧被预热，再进入催化焚烧炉co 17进行进一步催化燃烧，增加废气的去除效率，再至换热器16热侧进行热交换，最终由烟囱排出。在启机阶段和废气浓度偏低时(《4％lel)，开启天然气入口1为rto燃烧器9以及co燃烧器18补充燃料加热，维持各炉炉温。
40.本实用新型实施例提供的一种石化工业超低排放废气处理系统，其中rto+co串联运行模式是一种新型的设计，在原有基础上极大的提高了废气的去除效率，经测试最高可达99.9％，实现了废气的超低排放，可满足极其严苛的环保排放要求。
41.采用的rto+co串联设计，拥有三种不同的运行模式。经测试结果可知，rto单独运行模式去除效率可达99.5％，co单独运行模式去除效率可达98％，rto+co串联运行模式去除效率可达99.9％，不同的运行模式所消耗的燃料不同，去除效率越高，燃料消耗越大。本系统针对不同生产行为废气排放特性，选择合理的运行模式，一方面可以满足环保要求，一方面最大程度减少能源消耗，是一种节能降耗的工艺设计。
42.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
43.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。