一种煤制油尾气处理系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种煤制油尾气处理系统和方法，属于废气处理技术领域。该系统包括依次连接的尾气进入管和催化反应器，还包括依次设于所述尾气进入管上的二氧化碳吸收装置和脱水装置，所述催化反应器下游还连接有洗涤装置。所述尾气经所述二氧化碳吸收装置和脱水装置脱除二氧化碳和水，进入催化反应器进行催化氧化，最后进入洗涤装置洗涤后排空。该系统和方法通过设置脱除二氧化碳、脱水装置以及洗涤装置，去除了尾气中的二氧化碳和水，避免了催化剂的水热失活，提高了尾气的净化效率；同时热值大幅提高，显著减少了催化氧化装置处理VOCs废气的体积，装置投资减小，能量更好利用，二氧化碳排放更少。化碳排放更少。化碳排放更少。

【技术实现步骤摘要】
一种煤制油尾气处理系统和方法


[0001]本专利技术涉及废气处理
，尤其涉及一种煤制油尾气处理系统。
[0002]本专利技术还涉及一种煤制油尾气处理方法。

技术介绍

[0003]煤间接液化制油(FT合成)反应尾气中超过85％(体积比)是二氧化碳，10％(体积比)是水，其余主要为甲烷、一氧化碳、氢气、乙烷和乙烯等可燃气体和微量氮气、氧气、硫化氢等。由于环保的日益严格，要求对反应排放的尾气中的VOCs进行处理，目前采用的方案是向尾气汇总配入氧气或空气进行催化氧化反应，将所有有机组分和氢气都转化为二氧化碳和水后排放，但是由于氧含量太低，燃烧不充分甚至无法进行燃烧。
[0004]现有的煤制油尾气处理装置如图1所示，尾气经换热器一19预热后，由反应器入口管20(反应器入口管20上设有助燃气体入口管30)进入催化反应器21，先后经过蜂窝陶瓷蓄热体22和氧化催化剂23进行催化反应，反应后的尾气经反应器出口管24进入换热器一19进行换热，尾气降温后通过排放出口管29排放。
[0005]目前的主要问题如下：
[0006]1)气体中二氧化碳含量太高导致可燃物浓度低，不利于VOCs的氧化反应。燃烧就需要更高的温度，而且要对废气进行预热，无效的二氧化碳增加了预热能耗。
[0007]2)尾气中的水含量高，导致贵金属催化剂(VOCs氧化催化剂)容易水热失活。即在高温、有水蒸气存在时，贵金属容易团聚失去活性。催化剂价格昂贵，水热失活后，不仅需要付出更换成本，还要停车，而煤制油装置的开停车成本很高。r/>[0008]3)由于二氧化碳和水占据了太多体积，导致尾气处理设备(VOCs催化氧化)装置庞大，气体热值低，需要额外供热以维持装置运行。
[0009]4)催化氧化很难做到完全100％转化，虽然处理效果尚可，但有些组分嗅阈高，催化氧化后存在一定异味，也就是说可能会有少量未转化的硫化氢、有机氨，对周边环境有影响。
[0010]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于提供一种煤制油尾气处理系统和方法，该系统和方法通过设置脱除二氧化碳、脱水装置以及洗涤装置，去除了尾气中的二氧化碳和水，避免了催化剂的水热失活，提高了尾气的净化效率；同时热值大幅提高，显著减少了催化氧化装置处理VOCs废气的体积，装置投资减小，能量更好利用，二氧化碳排放更少。
[0012]为实现以上目的，本专利技术特采用以下技术方案：
[0013]一种煤制油尾气处理系统，包括依次连接的尾气进入管和催化反应器，还包括依次设于所述尾气进入管上的二氧化碳吸收装置和脱水装置，所述催化反应器下游还连接有洗涤装置。
[0014]首先，提前把二氧化碳分离出来对于VOCs氧化反应和节能都是非常有利的；其次，提前把尾气中的水分离出来，从能耗及延长催化剂寿命方面也是非常有利的，同时处理废气的体积和装置减小，气体热值提高，能耗降低；最后，催化燃烧后的洗涤单元，去除异味的同时还可以吸收产生的二氧化碳，洗涤液还可以回用至二氧化碳吸收装置，作为吸收液吸收二氧化碳使用。
[0015]本专利技术中，洗涤液成分和浓度可以优先选择与二氧化碳吸收装置中的吸收液一致。因此优选地，所述洗涤装置的废液出口与所述二氧化碳吸收装置的吸收液入口连通，用于将洗涤装置的洗涤液进行回用；所述二氧化碳吸收装置的吸收液出口与所述煤制油的前端煤气化设备气流床气化炉的入煤口连通。煤间接液化反应的前段工艺是煤气化工段，废弃的吸收液(含碳酸钙、碳酸钠等)经浓缩后可作为气流床气化炉的助熔剂，特别是对于高灰熔点煤，可以降低煤的灰熔点以便于液态排渣操作。
[0016]通过洗涤液和吸收液的回用，从而使本专利技术整个过程均不会产生固废。
[0017]优选地，所述脱水装置为至少一组脱水罐；所述脱水罐下部和上部分别设有干燥空气入口和干燥空气出口；所述脱水罐顶部和底部分别设有尾气入口和尾气出口。
[0018]优选地，所述催化反应器的出口经换热装置与所述洗涤装置连通。
[0019]进一步地，所述换热装置包括串联的若干组换热器，优选为串联的换热器一和换热器二，所述尾气出口经所述换热器一与所述催化反应器的入口连通，所述干燥空气入口经所述换热器二与外部干燥空气源连通。
[0020]优选地，所述换热器一与所述催化反应器的入口之间设有助燃空气入口。
[0021]本专利技术还提供一种基于上述系统的煤制油尾气处理方法，所述尾气经所述二氧化碳吸收装置和脱水装置脱除二氧化碳和水，进入催化反应器进行催化氧化，最后进入洗涤装置洗涤后排空。
[0022]优选地，所述催化反应器中催化氧化产生的热量经换热装置降温，同时预热进入所述催化反应器的尾气，并预热进入所述脱水装置的干燥空气。
[0023]优选地，所述洗涤装置中的洗涤液废液进入所述二氧化碳吸收装置回用。
[0024]可选地，所述洗涤装置中的洗涤液的用量为所述二氧化碳吸收装置中吸收液用量的1/5～1/30；优选地，所述洗涤装置中的洗涤液的用量为所述二氧化碳吸收装置中吸收液用量的1/10～1/20。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的系统结构简单，通过设置脱除二氧化碳、脱水装置以及洗涤装置，去除了尾气中的二氧化碳和水，避免了催化剂的水热失活，提高了尾气的净化效率；同时热值大幅提高，显著减少了催化氧化装置处理VOCs废气的体积，装置投资减小，能量得到更好利用，二氧化碳排放更少。进一步地，本专利技术还利用催化氧化装置的热量预热尾气和脱水干燥气体，具有节能优势。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例及
技术介绍
中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对本专利技术范围的限定。
[0027]图1为现有技术中煤制油尾气处理系统的结构示意图；
尾气经吸收罐排气管4分别与尾气入口5、6连通。
[0040]催化反应器21底部设有反应器出口管24，经串联的换热器一19和换热器二18与洗涤塔27连通；换热器一19和换热器二18之间通过换热器连接管25连通；换热器二18与洗涤塔27之间通过洗涤塔入口管路26连通。
[0041]尾气出口9、10汇于干燥尾气管15，经换热器一19与催化反应器21的入口连通，换热器一19与催化反应器21的入口之间的反应器入口管20上设有助燃气体入口管30。
[0042]干燥空气入口管16一端连接外部干燥空气源，另一端经换热器二18与干燥空气入口11、12通过换热器二出口管17连通。
[0043]本专利技术还提供一种基于上述系统的煤制油尾气处理方法，所述尾气首先经二氧化碳吸收罐2脱除CO2，在本实施例的优选方式中，二氧化碳吸收罐2中可以使用碳酸钾，利用热钾碱法可获得纯二氧化碳，碳酸钾可以重复使用，也可以使用碳酸钠、碳酸钙等碱性溶液中和二氧化碳。脱除二氧化碳后的尾气中CO2的浓度可以降低至mg/m3级。
[0044]从二氧化碳吸收罐2中出来的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤制油尾气处理系统，包括依次连接的尾气进入管和催化反应器，其特征在于，还包括依次设于所述尾气进入管上的二氧化碳吸收装置和脱水装置，所述催化反应器下游还连接有洗涤装置。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述洗涤装置的废液出口与所述二氧化碳吸收装置的吸收液入口连通；所述二氧化碳吸收装置的吸收液出口与所述煤制油的前端煤气化设备入煤口连通。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脱水装置为至少一组脱水罐；所述脱水罐下部和上部分别设有干燥空气入口和干燥空气出口；所述脱水罐顶部和底部分别设有尾气入口和尾气出口。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述催化反应器的出口经换热装置与所述洗涤装置连通。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述换热装置包括串联的若干组换热器。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述换热装置包括串联的换热器一和换热器二，所述尾气出口经所述换热器一与所述催化反应器的入口连通，所述干燥空气入口经所述换热器二与外...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁鹏，王伟林，张俊才，刘鹏，张玮，张磊，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：