一种用于VOCs治理技术的安全防护工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种用于VOCs治理技术的安全防护工艺，包括如下步骤：(1)实时监控有机废气的入口浓度；(2)均化罐吸附、脱硫；(3)空气、氮气稀释；(4)采用缓冲罐进行缓冲；(5)安装快速切断阀。本发明专利技术所述安全防护工艺通过多种安全防护措施，能够有效监测并阻止爆炸浓度范围内的有机废气进入下游的VOCs销毁法工艺装置的高温或高压放电设备中，确保系统的安全运行。

A Safety Protection Technology for VOCs Control Technology

The invention relates to a safety protection technology for VOCs treatment technology, which includes the following steps: (1) real-time monitoring of the entrance concentration of organic waste gas; (2) adsorption and desulfurization of homogenization tank; (3) dilution of air and nitrogen; (4) buffer tank for buffer; (5) installation of fast shut-off valve. The safety protection technology of the invention can effectively monitor and prevent the organic waste gas in the explosion concentration range from entering the high temperature or high voltage discharge equipment of the downstream VOCs destroying process device through a variety of safety protection measures to ensure the safe operation of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种用于VOCs治理技术的安全防护工艺
本专利技术涉及安全防护处理技术，具体地说，涉及一种用于VOCs有机废气在进入催化氧化或低温等离子体处理装置的主反应设备之前所使用的安全防护工艺。
技术介绍
目前，挥发性有机物(VOCs)的治理技术主要有两类：一类是回收技术，一类是销毁技术。回收技术是通过物理的方法，例如改变温度、压力或采取选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法富集分离有机气相污染物的方法，主要有吸附技术、吸收技术、冷凝技术及膜分离技术。销毁技术主要通过化学或生化反应，用热、光、催化剂和微生物将有机化合物转变为二氧化碳和水等无毒害或低毒害的无机小分子化合物，主要有直接燃烧法、催化燃烧、生物氧化、光催化氧化、等离子破坏等。回收技术主要针对浓度较高或经济价值高的VOCs气体进行回收，在某些领域能够满足国家环保标准的要求直接排入大气中。而销毁技术主要是针对回收技术无法达到标准要求时而采取的VOCs治理技术。《大气污染物综合排放标准》要求非甲烷总烃排放浓度≤120mg/m3，一些地区地方标准要求非甲烷总烃排放浓度≤80mg/m3，《石油化学工业污染物排放标准》等意见征求稿要求苯排放指标≤1mg/m3，要达到以上标准，仅仅依靠回收技术是难以实现的，需要进一步结合销毁技术才能达标。然而目前的销毁技术中直接燃烧法操作温度高达800℃，且设备成本高，在炼制企业应用过程中存在安全隐患；大部分催化燃烧技术不适用于高浓度的有机污染物场合，需进行预处理，且因催化剂工作温度基本在400℃左右，高于大部分有机物起燃温度，在使用上也存在爆炸的危险。若对有机污染物进行稀释预处理，则对空气的加热升温需要耗费大量的热能(电加热或者燃料加热)，在大风量/低浓度的VOCs治理中运行成本过高，造成能源浪费。在空气净化领域中，利用回收或直接燃烧的方法处理低浓度的有机废气(一般在25g/m3以下)是不经济的。目前研究人员一般采用催化氧化法或低温等离子法等破坏法实现。然而该类破坏处理方法在处于低浓度有机废气时因废气浓度可能处于爆炸极限范围内，且存在高温或高压放电等爆炸条件，从而易导致爆炸等危险因素产生，也是限制催化氧化等破坏法处理VOCs工艺使用的重要影响因素。在实际工业项目中也存在较多应用案例因监控措施不到位、工艺设计不合理等原因导致破坏法工艺装置爆炸的事故时有发生。
技术实现思路
针对以上VOCs破坏法工艺装置存在安全爆炸隐患的问题，本专利技术提供一种用于VOCs治理技术的安全防护工艺，该防护工艺通过多种安全防护措施，能够有效监测并阻止爆炸浓度范围内的有机废气进入VOCs销毁法工艺装置的高温或高压放电设备中，确保系统的安全运行。为实现上述目的，本专利技术提供一种用于VOCs治理技术的安全防护工艺，包括如下步骤：(1)实时监控有机废气的入口浓度在有机废气的入口管线上依次安装浓度分析仪和紧急放空管线，浓度分析仪实时监控有机废气的入口浓度，若气体浓度在允许的范围内，则进入硫化罐，若气体浓度超过设定值，位于紧急放空管线上的紧急放空阀会快速打开，有机废气通过紧急放空管线进入放空烟囱排入大气中；(2)均化罐吸附、脱硫均化罐内装有吸附剂和脱硫剂，经过浓度分析仪分析后的有机废气进入均化罐吸附、脱硫处理后，浓度得到进一步的降低和稳定；(3)空气、氮气稀释在均化罐的出口管路上依次安装空气稀释管路和氮气稀释管路，空气稀释管路由空气引风机和比例调节阀门组成，正常工作情况下，比例调节阀门打开，补充稀释空气，同时与可燃气体分析仪实时监控有机废气的浓度；当浓度超过爆炸极限值时，比例调节阀门的开度比例随之调节增大，有效降低有机废气的浓度；氮气稀释管路上安装有开关电磁阀，在空气稀释管路失效的情况下，氮气稀释管路的入口开关电磁阀迅速打开，补入氮气，有效降低有机废气的浓度；(4)采用缓冲罐进行缓冲设置缓冲罐，缓冲罐的入口与均化罐的出口通过管线连接，减缓有机废气进入下游主反应器的速度；(5)安装快速切断阀缓冲罐的出口管线上设置快速切断阀，故障条件下阀门快速切断，确保有机废气不能继续进入下游的主反应器。优选地，步骤(3)所述空气稀释管路上安装有空气引风机和比例调节阀，当浓度超过爆炸极限值时，比例调节阀门的开度增大。优选地，步骤(3)所述氮气稀释管路上安装有开关电磁阀，在空气稀释管路失效的情况下，氮气稀释管路的入口开关电磁阀打开，补入氮气。优选地，在有机废气经过步骤(5)所述快速切断阀之后的管线上安装防爆轰型阻火器，防爆轰型阻火器可有效阻止气体爆炸发生时火焰的传播。优选地，步骤(3)所述空气稀释管路上的比例调节阀门在正常工作情况下的开度最小为20％。优选地，步骤(3)所述氮气稀释管路所提供的氮气压力为0.4-0.6MPa。优选地，步骤(5)所述快速切断阀的关断时间≤2s。优选地，所述快速切断阀采用电液储能式快速切断阀。上述安全防护工艺所用的安全防护装置包括浓度分析仪、均化罐、空气稀释管路、氮气稀释管路、缓冲罐、快速切断阀和防爆轰型阻火器，其中浓度分析仪与均化罐的入口连接，均化罐的出口与缓冲罐的入口通过管线连接，且该管线分别与空气稀释管路和氮气稀释管路连接，缓冲罐的出口管线上装有快速切断阀和防爆轰型阻火器。具体地说，在本专利技术所述技术方案中，有机废气进入催化氧化工艺或低温等离子体工艺装置的主反应设备之前主要采取了下面几项安全防护措施：(1)使用浓度分析仪实时监控有机废气的入口浓度浓度分析仪可以实施监控有机废气的入口浓度，若入口浓度过高并超过设定值时，则快速切断阀快速关断(关断时间≤2s)，同时紧急放空阀快速打开，有机废气则通过紧急放空管线进入放空烟囱排入大气中；(2)设置均化罐：均化罐可以稳定有机废气的浓度，均化罐内填充有高效吸附有机废气的活性炭等吸附剂，有机废气首先经过均化罐的均化作用，使进入主反应设备之前的有机废气的浓度平稳，不出现较大浓度波动，从而使有机废气在主反应设备内反应效率稳定，出口净化指标处于稳定达标范围内；均化罐可以使有机废气的浓度降低到爆炸极限以下，例如，如果有机废气的平均浓度在25g/m3左右，经均化罐处理后，其平均浓度就会达到10g/m3左右，有效降低有机气体的浓度，使其在安全爆炸极限下限值的50％LEL之下，安全性能提高；均化罐可以均化有机废气的浓度，由于均化罐内吸附脱附是动态平衡的过程，若有机气体浓度偶尔高于正常值时，则有机废气通过均化罐后，有机气体的浓度会有所下降；若有机气体的浓度值偶尔低于正常值时，则有机废气经过均化罐处理后浓度会有所升高；从而起到浓度均化的效果；此外，均化罐内填充的吸附材料包含有效吸附脱除硫化物的吸附材料，从而有效避免主反应器内催化剂的中毒失活；(3)安装空气稀释管路：经均化罐均化处理后的有机废气则经过至少一条稀释管线的稀释作用。其中空气稀释管线由空气引风机和比例调节阀门组成。正常工作情况下，比例调节阀门开度最小20％，补充稀释空气；同时与可燃气体分析仪实时监控有机废气的浓度，当浓度超过25％LEL的爆炸极限值时，稀释阀门比例随之调节增大，使有机气体的浓度值降低，从而有效保证系统安全；(4)安装氮气稀释管路：氮气稀释管路由界外供氮气及入口开关电磁阀组成。在空气稀释管路失效的情况下，例如风机出现故障或调节阀门出现故障导致稀释空气无法正常补足的条件下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于VOCs治理技术的安全防护工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)实时监控有机废气的入口浓度在有机废气的入口管线上依次安装浓度分析仪和紧急放空管线，浓度分析仪实时监控有机废气的入口浓度，当气体浓度超过设定值时，位于紧急放空管线上的紧急放空阀打开；(2)均化罐吸附、脱硫均化罐内装有吸附剂和脱硫剂，经过浓度分析仪分析后的有机废气进入均化罐进行吸附、脱硫处理；(3)空气、氮气稀释在均化罐的出口管线上依次安装空气稀释管路和氮气稀释管路，分别采用空气和氮气对有机废气进行稀释处理；(4)采用缓冲罐进行缓冲经步骤(3)稀释后的有机废气进入缓冲罐进行缓冲；(5)安装快速切断阀缓冲罐的出口管线上设置快速切断阀，故障条件下阀门快速切断，确保有机废气不能继续进入下游的主反应器。

【技术特征摘要】
1.一种用于VOCs治理技术的安全防护工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)实时监控有机废气的入口浓度在有机废气的入口管线上依次安装浓度分析仪和紧急放空管线，浓度分析仪实时监控有机废气的入口浓度，当气体浓度超过设定值时，位于紧急放空管线上的紧急放空阀打开；(2)均化罐吸附、脱硫均化罐内装有吸附剂和脱硫剂，经过浓度分析仪分析后的有机废气进入均化罐进行吸附、脱硫处理；(3)空气、氮气稀释在均化罐的出口管线上依次安装空气稀释管路和氮气稀释管路，分别采用空气和氮气对有机废气进行稀释处理；(4)采用缓冲罐进行缓冲经步骤(3)稀释后的有机废气进入缓冲罐进行缓冲；(5)安装快速切断阀缓冲罐的出口管线上设置快速切断阀，故障条件下阀门快速切断，确保有机废气不能继续进入下游的主反应器。2.根据权利要求1所述的一种用于VOCs治理技术的安全防护工艺，其特征在于，步骤(3)所述空气稀释管路上安装有空气引风机和比例调节阀，当浓度超过爆炸极限值时，比例调节阀的开度增大。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹树孟，曹德舜，李荣强，刘全桢，
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青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37