一种高浓度含氯有机废气的综合处理方法及装置制造方法及图纸

技术编号:15481691 阅读:171 留言:0更新日期:2017-06-02 23:01
本发明专利技术公开了一种高浓度含氯有机废气的综合处理方法,包括(1)将废气通入蓄热氧化反应器中氧化,控制氧化床层烟气出口温度在100℃以下;(2)蓄热氧化后得到的高温烟气除用于维持自身蓄热反应能量平衡外,其余部分从反应器的中部高温区引出进入斯特林发电机,控制发电后烟气出口温度在100℃以下;(3)将步骤(1)和(2)排出的烟气混合后送入碱液吸收塔,把烟气中的酸性气体完全吸收,并使烟气温度降低到60℃以下,净化气达标排放;(4)吸收废液进入电化学再生器,再生碱液返回碱洗吸收塔循环利用。本发明专利技术处理后的净化气可以达标排放,而且不会造成大量能量的浪费,后续处理也不需要设置冷却装置,不会产生大量吸收废液,经济性显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种高浓度含氯有机废气的综合处理方法及装置
本专利技术属于环保废气处理
,具体涉及一种高浓度含氯有机废气的综合处理方法及装置。
技术介绍
在氯碱工业生产过程中,会产生含氯有机废气。含氯有机废气是一种严重污染物,其中氯代芳烃具有生物毒性,且化学性质稳定,难于被生物降解,在环境中持久滞留,对生态环境和人体健康构成严重威胁。近年来由于含氯有机废气泄露所造成的经济人员损失在世界各地时有发生。针对含氯有机废气的处理技术大致分为固体吸附-解析法、催化氧化法、热分解法等方法。固体吸附-解析法主要吸附剂为活性炭,其吸收有机氯化物既有物理吸附也有化学吸附,化学吸收过程不但改变了活性炭的官能团,而且破坏了炭晶体的结构,因此在实际的工业应用中,为了保持较高的去除率,需要不断加入新鲜的活性炭。催化氧化法的操作温度一般在100-300℃,在此温度下会有二噁英生成,对环境和人体健康造成很大影响。热分解法采用蓄热氧化对其进行氧化分解,其氧化温度能达到800℃以上,能够避免二噁英的生成。然而,氧化产生的HCl气体不能直接排放,需要对其进行碱洗,不仅会产生大量的吸收废液,而且随着含氯有机废气中有机物浓度变化其经蓄热氧化处理后尾气温度均不相同,当氯化物浓度较高时,不可避免的导致蓄热氧化后产生的尾气温度过高,高温烟气进入碱洗单元会降低吸收效率,造成了大量能量的浪费,通常需要设专门的冷却装置,导致冷却水消耗量较大。CN1883769公开了一种含氯废气的净化方法及其装置,该方法是将含氯废气引入两台洗涤塔和一台分离塔相互串联的装置,在第一、第二台洗涤塔的上部喷淋石灰乳,经石灰乳与塔内的含氯废气的化学作用,使含氯废气中的氯含量大大降低,达到净化含氯废气的作用,从第二台洗涤塔出来的经过净化后的废气进入分离塔中进行气液分离,净化后的废气从分离塔上部的气体出口经风机送到烟囱排放。该专利技术在生产中能够连续运行,净化效果好。但是,该方法用于高浓度含氯废气的处理,药剂使用量大,经济性差。CN200910169676.2公开了一种含氯废液废气焚烧烟气急冷工艺及其装置,该工艺将含氯废液/废气送入到焚烧炉内,在焚烧炉内与充足的氧气作用下发生反应,其中的有机物被氧化分解成为CO2、H2O、HCl和极微量的Cl2等,高温烟气直接进入急冷塔,在冷却水的作用下迅速冷却到90℃以下,随后在进入填料塔进行碱洗后通过烟囱排出大气。该设备主要包括焚烧炉,焚烧炉与废液/废气供应系统、燃料系统和助燃风系统连接,焚烧炉尾部还直接与急冷塔连接,急冷塔靠冷却水环喷出稀盐酸对烟气进行冷却并吸收烟气中的HCl;急冷塔与填料塔碱吸收系统相连。本专利技术能够有效减少二噁英的生成,满足了环保和节能的要求。该专利技术会产生大量吸收废液,而且焚烧炉排出高温烟气需要进入急冷塔将温度冷却90℃以下,需要设置专门的冷却装置,并会耗费大量冷却水。滕富华等(蓄热式热氧化炉处理医化废气,中国环保产业,2015年第4期)采用蓄热式热氧化炉(RTO)处理医化行业排放的挥发性有机废气,车间产生的废气,预处理后由主引风机送1#碱洗塔,除去大部分氯化氢,以降低对后续设备的腐蚀;接着经阻火器,阻断可能产生的回火,避免安全事故;再进入PP缓冲罐,缓冲罐起气体混合、缓冲和泄爆作用;然后废气经鼓风机送RTO进行焚烧处理;焚烧后的废气通过水冷却塔、2#碱洗塔,经降温和除去酸性气体后,由出口风机送排气筒达标排放。在主引风机前的总管上安装VOCs在线检测仪,当检测到废气进口浓度过高(超过5000ppm)时,通过阀门切换使废气由主引风机送活性炭吸附塔,经排气筒应急排放。但是,该专利技术不仅会产生大量吸收废液,而且焚烧炉排出高温烟气液需要进入水冷却塔,再进入碱洗塔,需要设置专门的冷却装置,并需耗费大量冷却水。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术提供了一种高浓度含氯有机废气的综合处理方法及装置。本专利技术采用蓄热氧化处理高浓度含氯有机废气,取出部分高温气体进入斯特林发电后用于后续吸收废液的电化学再生,再生得到的碱液返回吸收塔循环利用,净化气可以达标排放,而且不会造成大量能量的浪费,后续处理也不需要设置冷却装置,不会产生大量吸收废液,经济性显著提高。本专利技术高浓度含氯有机废气的综合处理方法,包括如下内容:(1)将高浓度含氯有机废气通入蓄热氧化反应器中进行氧化,控制氧化床层烟气出口温度在100℃以下;(2)蓄热氧化后得到的高温烟气除用于维持自身蓄热反应的能量平衡外,其余部分从蓄热氧化反应器中部高温区引出进入斯特林发电机发电,控制发电后烟气出口温度在100℃以下;(3)将步骤(1)和(2)排出的烟气混合后送入碱液吸收塔,把烟气中的酸性气体完全吸收,并使烟气温度降低到60℃以下后,净化气达标排放;(4)步骤(3)产生的吸收废液进入电化学再生器,再生得到的NaOH溶液返回碱洗吸收塔循环利用。本专利技术中,所述的含氯有机废气的总烃浓度大于6000mg/Nm3,优选为7000-15000mg/Nm3,含氯有机废气优选为含氯苯的有机废气。本专利技术中,步骤(1)中所述蓄热氧化反应器包括2-3个蓄热床层,可以按照时序进行切换,从而进行蓄热-放热过程。根据废气中含氯有机物种类和浓度的不同,可改变氧化温度范围,一般控制氧化温度为500-1200℃,优选为600-900℃。为了维持自身蓄热反应的能量平衡,出口烟气的温度不宜过高,通常控制氧化床层烟气出口温度为40-90℃,优选为50-80℃。废气中的含氯有机物被彻底氧化后得到含CO2、H2O、HCl等的酸性烟气,为了避免二次污染,需要进一步处理。本专利技术中,步骤(2)中蓄热氧化后得到的高温烟气除用于维持自身蓄热反应的能量平衡外,其余部分可以从蓄热氧化反应器的中部高温区引出并进入斯特林发电机发电,由于废气中含氯有机物种类和浓度不同,其完全氧化后得到的高温烟气温度不同,可设置多个斯特林发电装置,使高温烟气温度降低到100℃以下。由于高浓度含氯有机废气中的总烃浓度较高,如果氧化后的高温烟气全部用于后续放热过程,会使得烟气出口温度过高,不仅造成蓄热氧化过程中大量能量的浪费,而且高温烟气进入碱洗单元会降低吸收效率,在进入碱液吸收塔前需要设置专门的冷却设备,消耗大量的冷却水。为此,本专利技术从蓄热氧化反应器的中部高温区引出并进入斯特林发电机发电,不仅可以维持蓄热反应自身的能量平衡,降低出口烟气温度,而且可以将热能转化成电能用于后续吸收废液的再生,避免了能量的浪费。本专利技术中,废气中的含氯有机物被彻底氧化后得到含CO2、H2O、HCl等的酸性烟气,将蓄热氧化反应器和斯特林发电机排出的烟气混合后进入碱液吸收塔中,可以是烟气湿式脱硫工业中各种常见形式,如填料塔、筛板塔、空塔等。优选使用NaOH碱液进行降温吸收,吸收液pH值控制在7以上,把烟气中的HCl气体完全吸收,并且使烟气温度降低到60℃以下后,同时使吸收液的盐浓度控制在5wt%-20wt%范围内。本专利技术中,步骤(4)中的电化学再生器采用膜电解反应器,电解槽内设置阴离子膜和阳离子膜,将整个电解槽分隔成阴离子槽、中间槽和阳离子槽三个区域,所述阳离子槽和阴离子槽中分别放置阳电极和阴电极,两个电极分别和直流电源的正极和负极连接。步骤(2)斯特林发电机输出的电能经过整流调压器处理后供上述电解过程使用。电解槽开本文档来自技高网
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一种高浓度含氯有机废气的综合处理方法及装置

【技术保护点】
一种高浓度含氯有机废气的综合处理方法,其特征在于包括如下内容:(1)将高浓度含氯有机废气通入蓄热氧化反应器中进行氧化,控制氧化床层烟气出口温度在100℃以下;(2)蓄热氧化后得到的高温烟气除用于维持自身蓄热反应的能量平衡外,其余部分从蓄热氧化反应器中部高温区引出进入斯特林发电机发电,控制发电后烟气出口温度在100℃以下;(3)将步骤(1)和(2)排出的烟气混合后送入碱液吸收塔,把烟气中的酸性气体完全吸收,并使烟气温度降低到60℃以下,净化气达标排放;(4)步骤(3)产生的吸收废液进入电化学再生器,再生得到的NaOH溶液返回碱洗吸收塔循环利用。

【技术特征摘要】
1.一种高浓度含氯有机废气的综合处理方法,其特征在于包括如下内容:(1)将高浓度含氯有机废气通入蓄热氧化反应器中进行氧化,控制氧化床层烟气出口温度在100℃以下;(2)蓄热氧化后得到的高温烟气除用于维持自身蓄热反应的能量平衡外,其余部分从蓄热氧化反应器中部高温区引出进入斯特林发电机发电,控制发电后烟气出口温度在100℃以下;(3)将步骤(1)和(2)排出的烟气混合后送入碱液吸收塔,把烟气中的酸性气体完全吸收,并使烟气温度降低到60℃以下,净化气达标排放;(4)步骤(3)产生的吸收废液进入电化学再生器,再生得到的NaOH溶液返回碱洗吸收塔循环利用。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的含氯有机废气的总烃浓度为7000-15000mg/Nm3,含氯有机废气为含氯苯的有机废气。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中所述蓄热氧化反应器包括2-3个蓄热床层,可以按照时序进行切换,从而进行蓄热-放热过程。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中根据废气中含氯有机物种类和浓度的不同,控制氧化温度为500-1200℃,控制氧化床层烟气出口温度为40-90℃。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中控制氧化温度为为600-900℃,控制氧化床层烟气出口温度为50-80℃。6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)中设置多个斯特林发电装置,使高温烟气温度降低到100℃以下。7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(3)中碱液吸收塔是填料塔、筛板塔或空塔,使用NaOH碱液进行降温吸收。8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(3)中吸收液pH值控制在7以上,把烟气中的HCl气体完全吸收,并且使烟气温度降低到60℃以下后,同时使吸收液的盐浓度控制在5wt%-20wt%范围内。9.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘志禹王海波刘忠生王新赵磊
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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