專利名稱：一種氣液傳質(zhì)反應(yīng)器及廢氣處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種氣液傳質(zhì)反應(yīng)器及廢氣處理方法，本發(fā)明主要用于煉油企業(yè)各種儲罐廢氣、汽油和液態(tài)烴脫硫醇尾氣的凈化處理，也可用于其它液體吸收氣體的領(lǐng)域和廢氣吸收領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煉油廠在加工原油的過程中，一些設(shè)施不可避免地排放出大量的惡臭污染廢氣，特別是含硫污水儲罐、半成品油品儲罐、污油儲罐、脫硫醇尾氣等設(shè)施，這些設(shè)施排放的惡臭污染物中包含硫化氫、有機(jī)硫化物、苯系物及其它V0Cs( VOCs表示揮發(fā)性有機(jī)物)等組分。工作人員長期活動在被這些物質(zhì)污染的環(huán)境中，可能引發(fā)呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等疾病，也可能引發(fā)機(jī)體病變甚至致癌；在短期污染嚴(yán)重時(shí)，還會使人產(chǎn)生明顯的頭暈、喉疼、惡心、嘔吐等急性中毒癥狀。上述廢氣組分復(fù)雜，造成周邊環(huán)境的惡臭污染，對人體健康造成威脅，這類廢氣濃度低，組分復(fù)雜，難以徹底凈化，因此這類廢氣治理的開發(fā)也越來越迫切。儲罐排放惡臭廢氣的處理有其特殊性，主要表現(xiàn)為，廢氣處理裝置凈化廢氣時(shí)容易干擾儲罐正常運(yùn)行，如可能引起儲罐的癟罐或爆罐等事故；另外，儲罐排放廢氣組成復(fù)雜,凈化難度較大。CN200610047790. 4中采用液氨和高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑吸收儲罐廢氣，該方法可較好地凈化廢氣中硫化物和烴類，但揮發(fā)的氨氣易造成二次污染。CN200710010373. 7中采用液氨和凈化水吸收儲罐廢氣，該方法可較好地凈化廢氣中硫化物，但揮發(fā)的氨氣易造成二次污染，并且烴類沒有得到回收。CN200710012210. 2采用脫硫一吸附工藝凈化儲罐廢氣污染物，該方法采用堿液脫除硫化物，然后采用組合吸附床吸附烴類，可很好地凈化該類污染物，但存在飽和烴類氣體回收流程較長的問題。CN200710069125. X公開了一種重污油罐惡臭尾氣處理方法，將重污油管線上吹掃裝置來的惡臭尾氣先用空冷器冷卻至96 100°C，送重污油罐儲存，從重污油罐引出氣體，再送入冷凝器冷卻，控制溫度在50°C以下，將尾氣在吸收塔內(nèi)用吸收劑進(jìn)行吸收除臭處理，再在文丘里噴射器用吸收劑進(jìn)行除臭處理，提升動力，最后，通過放空管將處理后的尾氣排放。該方法可有效凈化廢氣中硫化物，但廢氣中的烴類并沒有得到凈化，另外，長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，有機(jī)硫化物凈化效率降低較為明顯，吸收劑更換頻繁。上述這些方法中，主要工藝采用吸收法對硫化物進(jìn)行凈化，主要存在問題是惡臭組分不能徹底凈化，或者凈化效率有限導(dǎo)致排放口仍有惡臭污染物排放。特別是在處理含硫化氫、有機(jī)硫和烴類復(fù)雜組分的廢氣時(shí)，采用堿液吸收脫硫與其它方案脫烴的組合工藝時(shí)，采用常壓吸收效率不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)排放氣不能達(dá)標(biāo)排放的現(xiàn)象?，F(xiàn)有的有些方法根本沒有對廢氣中烴類凈化功能，常規(guī)的吸收設(shè)備占地大，維修不便
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種聯(lián)合氣液傳質(zhì)反應(yīng)器及廢氣處理工藝。通過本發(fā)明，廢氣吸收設(shè)備占地可大大減少，處理效率大大提高，廢氣中的硫化物在高效氣液傳質(zhì)反應(yīng)器內(nèi)被凈化，廢氣中烴類通過正壓吸收得到高效回收，本發(fā)明可應(yīng)用于儲罐區(qū)如酸性水罐、污油罐、中間罐等排放的含硫含烴組分吸收領(lǐng)域。有效解決傳統(tǒng)方法惡臭凈化不徹底、吸收效率不穩(wěn)定的問題。本發(fā)明氣液傳質(zhì)反應(yīng)器包括外筒和內(nèi)筒，內(nèi)筒設(shè)置在外筒內(nèi)部，外筒底部設(shè)置內(nèi)筒安裝底座，內(nèi)筒設(shè)置在外筒底部的內(nèi)筒安裝底座上，內(nèi)筒下部設(shè)置氣體分布器，氣體分布器與氣體導(dǎo)管連通；內(nèi)筒由2 3段構(gòu)成，每段上部的內(nèi)筒壁設(shè)置有溢流孔或設(shè)置緩沖段(每段上部的內(nèi)筒壁設(shè)置有溢流孔或設(shè)置緩沖段指每段上部的內(nèi)筒壁設(shè)置有溢流孔，或每段上部設(shè)置緩沖段)，內(nèi)筒頂部為帶有蓋板的緩沖段，緩沖段(每段內(nèi)筒上部的緩沖段及內(nèi)筒頂部的緩沖段)為直徑擴(kuò)大的筒形結(jié)構(gòu)，緩沖段筒形結(jié)構(gòu)的側(cè)壁開設(shè)導(dǎo)流孔眼，氣體分布器以下的內(nèi)筒段或底座設(shè)置液體流動通道。外筒頂部設(shè)置氣體排放口，氣體排放口下部設(shè)置除沫器。構(gòu)成內(nèi)筒的2 3段在同一垂直軸線上，即上下連接設(shè)置。
本發(fā)明氣液傳質(zhì)反應(yīng)器中，內(nèi)筒與外筒底部優(yōu)選采用螺栓連接，氣體導(dǎo)管與氣體分布器采用一體化連接，焊接于內(nèi)筒壁內(nèi)。內(nèi)筒由2 3段填料層構(gòu)成，每層填料上內(nèi)筒壁設(shè)置有溢流孔，或設(shè)置緩沖段，緩沖段為直徑擴(kuò)大的筒形結(jié)構(gòu)，緩沖段筒形結(jié)構(gòu)的側(cè)壁開設(shè)導(dǎo)流孔眼。內(nèi)筒上部為帶有蓋板的緩沖段，氣體分布器以下的內(nèi)筒段或底座設(shè)置液體流動通道，外筒頂部設(shè)置除沫器和擋板。本發(fā)明氣液傳質(zhì)反應(yīng)器中，溢流孔在內(nèi)筒筒壁穿孔方向?yàn)橛蓛?nèi)向外為斜下方向。內(nèi)筒結(jié)構(gòu)為圓柱形，外筒為立方體或圓柱形。外筒上部設(shè)置排油口，定期排放廢氣處理過程中冷凝得到的油相、液相或者氣體雜質(zhì)如小泡沫。外筒頂部設(shè)置加料口，用于定期添加吸收劑添加劑。本發(fā)明氣液傳質(zhì)反應(yīng)器中，內(nèi)筒外壁的溢流孔的孔眼直徑一般為3mm 50mm之間，優(yōu)選5mm 30mm。緩沖段為喇叭型開口的結(jié)構(gòu)，緩沖段高度一般為內(nèi)筒總高度的2% 30%,優(yōu)選5% 20*%。緩沖段側(cè)壁導(dǎo)流孔眼直徑一般為3mm 50mm之間，優(yōu)選5mm 30mm。溢流孔和緩沖段側(cè)壁導(dǎo)流孔眼開孔率一般應(yīng)大于0. 5%，一般在3% 20%較好，開孔率過低，氣液緩沖效果差，不能很好的從孔眼流出，開孔率過大混合效果變差。緩沖段外壁與內(nèi)筒中軸線的夾角范圍為5度 70度，優(yōu)選20 45度，傾角太小緩沖能力不足，傾角太大則起不到緩沖作用而且阻礙液體環(huán)流。本發(fā)明氣液傳質(zhì)反應(yīng)器中，內(nèi)筒頂部緩沖段設(shè)置的蓋板可為圓形孔板蓋板或篩網(wǎng)蓋板，蓋板可位于喇叭形開口的氣液緩沖段從變徑開始到頂部的緩沖段孔眼下方任意位置，最佳位置為緩沖段底部，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蓋板置于緩沖段底部(緩沖段孔眼下方)時(shí)，可使反應(yīng)器液面的擾動現(xiàn)象大大減弱，有利于液體上層收油和排放雜質(zhì)過程，這一過程可防止吸收液表面隨著運(yùn)行時(shí)間而不斷變化的現(xiàn)象，及時(shí)消除氣體中雜質(zhì)堵塞管道的可能性，增加吸收過程的穩(wěn)定性，延長使用壽命，因此這一過程對于廢氣凈化是很重要的。這主要是由于蓋板孔眼具有的削切力改變了氣液混合物在內(nèi)筒頂部的流動方向，使大部分液體側(cè)向通過緩沖段的導(dǎo)流孔眼流出，從而達(dá)到消除液面擾動和穩(wěn)定液面的效果。蓋板也起到固定內(nèi)筒填料的作用，增加氣液傳質(zhì)效果。在試驗(yàn)中，若沒有蓋板，氣體空塔氣速較大時(shí)，較輕的塑料填料就會被氣液流體沖起，被帶到內(nèi)筒外側(cè)，氣液傳質(zhì)大大減弱。蓋板使用圓形孔板時(shí)，圓形孔板孔眼直徑3mm 50mm之間，優(yōu)選5mm 30mm ;蓋板使用篩網(wǎng)蓋板時(shí)，選擇網(wǎng)眼范圍0. 5 50mm。孔眼或網(wǎng)眼直徑不能太小，否則阻力降增加，孔眼或網(wǎng)眼直徑過大，則失去消除擾動的功能；圓形孔板蓋板開孔率一般應(yīng)大于0.5%，一般在3 % 80 %較好，優(yōu)選5 % 50%。本發(fā)明氣液傳質(zhì)反應(yīng)器中，圓形蓋板與緩沖段使用活動連接，方便拆卸。本發(fā)明氣液傳質(zhì)反應(yīng)器中，優(yōu)選氣體導(dǎo)管從頂部進(jìn)入通到底部氣體分布器位置，廢氣為上進(jìn)上出。氣體導(dǎo)管可設(shè)置在內(nèi)筒與外筒之間，也可設(shè)置于外筒外側(cè)，但廢氣入口需要高于環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)筒緩沖段上方。氣體上進(jìn)上出，可避免由于氣體輸送設(shè)備的停止或氣溫的變化產(chǎn)生的液體倒流現(xiàn)象發(fā)生，延長氣體輸送設(shè)備使用壽命。本發(fā)明氣液傳質(zhì)反應(yīng)器中，外筒上部設(shè)置除沫裝置和擋板，在吸收污染物過程中，尤其是堿液吸收酸性氣體時(shí)，容易產(chǎn)生泡沫，在本發(fā)明緩沖段 中已經(jīng)大大減少了泡沫產(chǎn)生的概率，但由于實(shí)際工況不是很穩(wěn)定，為防止意外工況的發(fā)生，本發(fā)明設(shè)置了除泡沫裝置，除沫裝置可選用現(xiàn)有設(shè)備，優(yōu)選絲網(wǎng)除沫器，這樣可減少阻力。也可選用阻力較大的除水過濾器，可去除液滴直徑為I U m以上的水滴，減少水汽的揮發(fā)浪費(fèi)，并可滿足對吸收富柴油水含量有嚴(yán)格要求的用戶。擋板設(shè)置于除沫器頂部，防止噴濺液體進(jìn)入出氣管道。本發(fā)明氣液傳質(zhì)反應(yīng)器中，內(nèi)筒內(nèi)部可放置填料也可不放，為達(dá)到更好效果，優(yōu)選放置填料，填料設(shè)置的層數(shù)與內(nèi)筒的段數(shù)相同。填料可為市售的各種硬性填料，包括金屬、陶瓷和塑料的鮑爾環(huán)、拉西環(huán)、矩鞍環(huán)、塑料球型、陶粒、鞍形、開孔環(huán)類型、半環(huán)、階梯環(huán)、雙弧、海爾環(huán)、共軛環(huán)、扁環(huán)、花環(huán)、空心球等填料。填料裝填高徑比為0. 5 :1 5 :1，優(yōu)選I :I 3 :1。本發(fā)明廢氣處理方法包括廢氣依次通過預(yù)處理反應(yīng)器、吸收塔和后處理反應(yīng)器，預(yù)處理反應(yīng)器和后處理反應(yīng)器內(nèi)使用硫化氫吸收液，脫除廢氣中的硫化氫，或同時(shí)脫除部分有機(jī)含硫化合物等，吸收塔采用粗柴油為吸收溶劑，回收其中的廢氣中的烴類和有機(jī)含硫化合物。預(yù)處理反應(yīng)器和后處理反應(yīng)器可以是填料床形式、鼓泡床形式、內(nèi)循環(huán)床形式的等氣液接觸設(shè)備任意一種或兩種，預(yù)處理反應(yīng)器和后處理反應(yīng)器結(jié)構(gòu)優(yōu)選為本發(fā)明上述的氣液傳質(zhì)反應(yīng)器。本發(fā)明廢氣處理方法中，氣體輸送泵設(shè)置在預(yù)處理反應(yīng)器與吸收塔之間，預(yù)處理反應(yīng)器將廢氣中的腐蝕酸性氣脫除，有利于延長氣體輸送泵的使用壽命。廢氣經(jīng)過氣體輸送泵增壓后進(jìn)入吸收塔，有利于提高吸收效率。本發(fā)明廢氣處理方法中，經(jīng)過后處理反應(yīng)器凈化的尾氣有三種處理方法，一是直接排放或者稀釋后排放；二是進(jìn)入瓦斯管網(wǎng)回收剩余烴類；三是經(jīng)過催化燃燒進(jìn)行完全凈化處理。優(yōu)選第二種處理方法，采用第二種處理方法中，在后處理反應(yīng)器的堿性溶液中加入脫氧劑，脫除尾氣中的氧氣。尾氣進(jìn)入瓦斯管網(wǎng)的量較小，組成為輕烴和氮?dú)猓貏e是應(yīng)用在罐區(qū)排放廢氣時(shí)，廢氣一般僅在白天排放，氣量較少，不會對瓦斯管網(wǎng)造成沖擊，另外還實(shí)現(xiàn)了污染廢氣密閉處理。尾氣排放管路上可以設(shè)置單向閥門，控制低壓瓦斯管網(wǎng)的氣體不能倒流進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng)，增加整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行。本發(fā)明廢氣處理方法中，預(yù)處理反應(yīng)器中使用硫化氫吸收液可以是堿性溶液或吸收劑漿液，使用堿性溶液時(shí)，反應(yīng)器中可以使用填料，使用吸收劑漿液時(shí)，反應(yīng)器中優(yōu)選不使用填料。堿性溶液中的堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氫化鉀、碳酸鈉、醇胺等無機(jī)堿性物質(zhì)或有機(jī)溶于水的堿性物質(zhì)。吸收劑漿液可以是氫氧化鐵漿液、氫氧化鋅漿液、氫氧化鈣漿液等。預(yù)處理反應(yīng)器中的硫化氫吸收液中可以添加氧化劑，氧化劑如次氯酸鈉、雙氧水等，以及具有催化作用的金屬離子等，以提高有機(jī)含硫化合物的脫除率，堿性物質(zhì)的濃度為0. 1% 30% (wt), pH值一般控制為7. 5 14，操作時(shí)循環(huán)使用，當(dāng)pH值降至7. 5以下時(shí)，通過更換或補(bǔ)充新鮮堿液進(jìn)行調(diào)整。堿性溶液中添加的氧化劑含量一般為0.(wt)。本發(fā)明廢氣處理方法中，吸收塔采用常規(guī)填料塔，以粗柴油為吸收溶劑。粗柴油溶劑來源于各種石油加工過程的粗柴油餾分，需要加氫精制才能符合柴油的質(zhì)量指標(biāo)。粗柴油餾分來源于蒸餾過程、催化裂化過程、焦化過程等，或者上述來源的混合物，一般要求初餾點(diǎn)高于180°C，最好高于200°C，粗柴油餾分以硫質(zhì)量計(jì)為0. 2%以上，優(yōu)選為0. 8%以上。粗柴油餾分中含有較多的有機(jī)硫化物、氮化物等雜質(zhì)，需要進(jìn)一步加氫處理才能得到合格的產(chǎn)品，本發(fā)明中用于吸收劑后，進(jìn)一步吸收了烴類和有機(jī)硫化物，不影響作為加氫處理原料的性質(zhì)，同時(shí)節(jié)省了吸收溶劑再生的裝置和操作費(fèi)用。上述來源的精柴油餾分一般具有一定的壓力，并且溶解一定含量的硫化氫，在吸收過程中會釋放到氣相中。吸收塔的操作條件一般為，廢氣的體積空速為20100( '吸收溶劑與廢氣的噴淋比體積一般為
0.005、. 5，優(yōu)選為0. oro. I。粗柴油吸收劑優(yōu)選冷卻至-20 30°C，最優(yōu)選0 15°C后進(jìn)入吸收塔吸收廢氣。吸收塔排出的吸收了廢氣中烴和有機(jī)含硫化合物的富吸收劑，去粗柴油餾分的加氫精制裝置，對精柴油餾分的加氫精制操作不產(chǎn)生任何影響。本發(fā)明廢氣處理方法中，吸收塔的操作壓力控制為IOkPa (表壓，以G表示) 300kPa (G)，優(yōu)選40 200kPa (G)0試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，吸收壓力大于60kPa (G)，吸收塔對烴類吸收率可到95 %以上，吸收壓力可根據(jù)排放口廢氣排放的濃度限值靈活選擇，在濃度排放要求不高的情況下，吸收壓力可控制在200kPa (G)以下，以利于提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明廢氣處理方法中，吸收塔頂部設(shè)置高通量，低壓力降的除沫器，除沫器的結(jié)構(gòu)為填料結(jié)構(gòu)、絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)、旋流板結(jié)構(gòu)、除油過濾段等形式，優(yōu)先使用除油過濾段和填料結(jié)構(gòu)。除沫器直徑與吸收塔直徑相同，徑高比為0.5:1 3:1。除沫器為填料結(jié)構(gòu)時(shí)，填料選用化工領(lǐng)域內(nèi)的常規(guī)填料，除沫器選用除油過濾結(jié)構(gòu)時(shí)，采用同心圓柱結(jié)構(gòu)形式，過濾材質(zhì)為除油領(lǐng)域常規(guī)的有機(jī)材質(zhì)如聚烯烴或聚乙烯樹脂等材質(zhì)，濾層I 5層，氣體從圓柱外側(cè)進(jìn)入圓柱中心，然后經(jīng)過吸收塔頂部進(jìn)入下一單元設(shè)備。通過該除沫器的作用，消除了吸收液由于氣量波動等變化引起的吸收液霧沫進(jìn)入后處理反應(yīng)器中的可能性。本發(fā)明廢氣處理方法中，后處理反應(yīng)器中使用的硫化氫吸收液可以是堿性溶液或吸收劑漿液，吸收從粗柴油餾分釋放出來的硫化氫。使用堿性溶液時(shí)，反應(yīng)器中可以使用填料，使用吸收劑漿液時(shí)，反應(yīng)器中優(yōu)選不使用填料。堿性溶液中的堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氫化鉀、碳酸鈉、醇胺等無機(jī)堿性物質(zhì)或有機(jī)溶于水的堿性物質(zhì)。吸收劑漿液可以是氫氧化鐵漿液、氫氧化鋅漿液、氫氧化鈣漿液等。堿性溶液中的堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氫化鉀、碳酸鈉、醇胺等無機(jī)堿性物質(zhì)或有機(jī)溶于水的堿性物質(zhì)。堿性物質(zhì)的濃度為0. 1% 30%(wt)，pH值一般控制為7. 5 14，操作時(shí)循環(huán)使用，當(dāng)pH值降至7. 5以下時(shí)，通過更換或補(bǔ)充新鮮堿液進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)處理的尾氣進(jìn)入瓦斯管網(wǎng)時(shí)，后處理反應(yīng)器中的硫化氫吸收液中添加除氧劑，除氧劑可包括亞硫酸鈉、D-2, 3，5，6-四羥基-2-己烯酸(鈉)-r-內(nèi)酯、乙醛肟碳酰肼、丙酮肟等本領(lǐng)域經(jīng)常使用的常溫化學(xué)除氧劑。除氧劑的含量一般為0. 1% 20%(wt)。本發(fā)明方法中，廢氣通過預(yù)處理反應(yīng)器和后處理反應(yīng)器的平均體積空速一般為500 5000 h'預(yù)處理反應(yīng)器和后處理反應(yīng)器的操作條件可以相同，也可以不同，根據(jù)廢氣性質(zhì)及粗柴油吸收劑的性質(zhì)具體確定。本發(fā)明方法可以用于各類含硫含烴廢氣的惡臭治理和烴類回收，廢氣中一般含有硫化氫、烴和有機(jī)含硫化合物，特別是煉油企業(yè)儲罐類廢氣、脫硫醇尾氣、含氧輕烴的回收等方面可吸收污染物的凈化處理，本發(fā)明最適合處理高濃度污染物凈化和廢氣吸收處理。本發(fā)明廢氣處理方法中， 預(yù)處理反應(yīng)器和后處理反應(yīng)器可以獨(dú)立設(shè)置，也可以結(jié)合為一體，如可以并列設(shè)置在一起共用部分外筒體的筒壁，也可以上下置在一起，上部反應(yīng)器外筒的底板為下部反應(yīng)器外筒的頂板等適宜結(jié)構(gòu)。本發(fā)明氣液傳質(zhì)反應(yīng)器中，可以根據(jù)廢氣的流量及組成情況靈活調(diào)節(jié)堿性吸收溶液的用量，可以保證不論堿性吸收溶液用量多少，均可實(shí)現(xiàn)液體環(huán)流操作，提高吸收效率，增加了操作的靈活性和適應(yīng)性。本發(fā)明廢氣處理方法采用兩段脫硫反應(yīng)器設(shè)計(jì)和尾氣進(jìn)瓦斯管網(wǎng)的流程，可使儲罐廢氣中的硫化物完全得到凈化，烴類廢氣完全被回收。廢氣先脫硫后由氣體壓縮機(jī)提壓，可極大的減少的廢氣多設(shè)備的腐蝕，另外，正壓吸收也極大提高了烴類廢氣的吸收效率，減少了瓦斯管網(wǎng)的負(fù)荷。本發(fā)明廢氣處理方法中，使用粗柴油餾分為吸收烴類和有機(jī)硫化物的吸收劑，一方面不增加吸收劑成本，另一方面由于粗柴油餾分中含有較多的硫化物(以硫計(jì)的含量一般可以達(dá)到1%左右，以有機(jī)硫化物計(jì)的含量可以達(dá)到39T8%左右)，對酸性水儲罐排放廢氣中的有機(jī)硫化物具有良好的吸收作用，吸收過程不但吸收了廢氣中的烴類物質(zhì)，同時(shí)吸收了大部分有機(jī)硫化物，而有機(jī)硫化物是粗柴油餾分的組分之一，富吸收劑不需再生，直接進(jìn)入后續(xù)的加氫處理裝置，由于增加的有機(jī)硫化物含量不明顯，同時(shí)與大量的未作為吸收劑的粗柴油餾分混合作為加氫處理原料，因此不影響后續(xù)的加氫處理裝置的正常操作，在加氫處理過程中，有機(jī)硫化物轉(zhuǎn)化為烴類，成為柴油的有價(jià)值組分，提高了利用價(jià)值。在粗柴油餾分吸收過程中，對硫化氫的吸收有限，同時(shí)由于粗柴油吸收過程中，粗柴油溶解的硫化氫會部分釋放出來，因此本領(lǐng)域技術(shù)認(rèn)為粗柴油不適宜用于烴類物質(zhì)的吸收溶劑。本發(fā)明方法中，通過適宜的后處理反應(yīng)器，可以解決排該問題。本發(fā)明通過將吸收劑的性質(zhì)與吸收流程合理結(jié)合，充分吸收并利用了排放氣中的各種組分(烴和有機(jī)硫化物轉(zhuǎn)移到粗柴油餾分中，在粗柴油餾分加氫過程中轉(zhuǎn)化為有價(jià)值組分)。因此，本發(fā)明方法具有非常高的綜合經(jīng)濟(jì)效果。


圖I是本發(fā)明一種預(yù)處理反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明一種后處理反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明一種廢氣處理工藝流程示意圖。其中I 一廢氣進(jìn)口 ；2—廢氣導(dǎo)管；3 —?dú)怏w分布器；4 一填料層；5—溢流孔；6 —緩沖段；7 —蓋板；8 —除沫器；9 一廢氣出口 ；10 —填料支撐板；11 一液體導(dǎo)流孔；12 —連接螺栓；13 —折流板；14 一工藝廢氣入口 ；15 —預(yù)處理反應(yīng)器；16 —后處理反應(yīng)器；17 -壓縮機(jī)；17 —吸收塔；19 一貧吸收劑；20 —富吸收劑；21 —凈化氣。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明一種含硫油氣回收的方法和效果。圖I為預(yù)處理反應(yīng)器的具體結(jié)構(gòu)圖，廢氣從進(jìn)口 I經(jīng)過氣體導(dǎo)管2和氣體分布器3進(jìn)入傳質(zhì)反應(yīng)器內(nèi)筒，與反應(yīng)器內(nèi)吸收液均勻接觸，發(fā)生完全反應(yīng)，廢氣和吸收液向上流動到頂部時(shí)，吸收液在蓋板7和內(nèi)筒頂部緩沖段6作用下由緩沖段6側(cè)壁的孔眼流出，向下再由內(nèi)筒導(dǎo)流孔11進(jìn)入內(nèi)筒實(shí)現(xiàn)液體循環(huán)。廢氣從頂部經(jīng)過除沫后由廢氣出口 9處排出。圖2為后處理反應(yīng)器的具體結(jié)構(gòu)圖，結(jié)構(gòu)與圖I類似，不同之處是內(nèi)筒有三個(gè)緩沖段。需要說明的是，本發(fā)明中兩種反應(yīng)器功能可互換，即后處理反應(yīng)器也可作為預(yù)處理反應(yīng)器使用，預(yù)處理反應(yīng)器也可作為后處理反應(yīng)器使用。圖3為使用本發(fā)明傳質(zhì)反應(yīng)器的廢氣處理工藝流程圖。如圖3所示，廢氣在真空壓縮機(jī)17的引力下，進(jìn)入預(yù)處理反應(yīng)器15，在該反應(yīng)器內(nèi)，在氣體分布器10和填料的作用下，氣體在15內(nèi)均勻向上流動，經(jīng)過折流板13和除沫器8后，從預(yù)處理反應(yīng)器頂部排出，經(jīng)過壓縮機(jī)17后進(jìn)入低溫吸收塔18，經(jīng)過吸收后，廢氣進(jìn)入后處理反應(yīng)器16進(jìn)行進(jìn)一步凈化， 最后凈化氣經(jīng)過單向閥后進(jìn)入瓦斯管網(wǎng)，或者凈化氣直接進(jìn)入其它裝置進(jìn)行進(jìn)一步處理。下面以實(shí)施例I和實(shí)施例2進(jìn)行應(yīng)用本發(fā)明。實(shí)施例I
某企業(yè)儲罐散發(fā)廢氣主要惡臭污染物組成如表I所示，預(yù)處理反應(yīng)器采用圖I的結(jié)構(gòu)，吸收液使用氫氧化鈉水溶液，濃度0. 1% 30% (wt)，堿性水溶液的pH值一般控制為
7.5^14, pH值降至7. 5以下時(shí)，通過更換或補(bǔ)充新鮮堿液進(jìn)行調(diào)整。吸收塔吸收劑采用催化裂化粗柴油餾分，餾程220 370°C，吸收溫度-10°C 30°C。后處理反應(yīng)器采用圖2結(jié)構(gòu)，吸收液采用氫氧化鐵漿液。吸收塔吸收壓力為60kPa(G)，填料塔內(nèi)裝填Dg25塑料鮑爾環(huán)，平均廢氣體積空速為150( '經(jīng)過深度經(jīng)傳質(zhì)反應(yīng)器后的凈化氣直接稀釋排空。凈化氣中各種組分濃度見表1，其中硫化氫和有機(jī)硫化物全部處理干凈，VOCs濃度〈20000 mg/m3。表I實(shí)施例I廢氣處理結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種氣液傳質(zhì)反應(yīng)器，包括外筒和內(nèi)筒，內(nèi)筒設(shè)置在外筒內(nèi)部，外筒底部設(shè)置內(nèi)筒安裝底座，內(nèi)筒設(shè)置在外筒底部的內(nèi)筒安裝底座上，內(nèi)筒下部設(shè)置氣體分布器，氣體分布器與氣體導(dǎo)管連通；其特征在于內(nèi)筒由2 3段構(gòu)成，每段上部的內(nèi)筒壁設(shè)置溢流孔或設(shè)置緩沖段，內(nèi)筒頂部為帶有蓋板的緩沖段，緩沖段為直徑擴(kuò)大的筒形結(jié)構(gòu)，緩沖段筒形結(jié)構(gòu)的側(cè)壁開設(shè)導(dǎo)流孔眼，氣體分布器以下的內(nèi)筒段或底座設(shè)置液體流動通道。
2.按照權(quán)利要求I所述的氣液傳質(zhì)反應(yīng)器，其特征在于外筒頂部設(shè)置氣體排放口，氣體排放口下部設(shè)置除沫器。
3.按照權(quán)利要求I所述的氣液傳質(zhì)反應(yīng)器，其特征在于內(nèi)筒壁設(shè)置的溢流孔在內(nèi)筒筒壁穿孔方向?yàn)橛蓛?nèi)向外為斜下方向。
4.按照權(quán)利要求I或3所述的氣液傳質(zhì)反應(yīng)器，其特征在于內(nèi)筒外壁的溢流孔的孔眼直徑為3mm 50mm之間，優(yōu)選5mm 30mm。
5.按照權(quán)利要求I所述的氣液傳質(zhì)反應(yīng)器，其特征在于緩沖段為喇叭型開口的結(jié)構(gòu)，緩沖段高度為內(nèi)筒總高度的2% 30%，優(yōu)選5% 20% ;緩沖段側(cè)壁導(dǎo)流孔眼直徑為3mm 50mm之間，優(yōu)選5mm 30mm ;溢流孔和緩沖段側(cè)壁導(dǎo)流孔眼開孔率應(yīng)大于0. 5%,優(yōu)選為3% 20%。
6.按照權(quán)利要求I所述的氣液傳質(zhì)反應(yīng)器，其特征在于內(nèi)筒頂部緩沖段設(shè)置的蓋板為圓形孔板蓋板或篩網(wǎng)蓋板，蓋板可位于喇叭形開口的氣液緩沖段從變徑開始到頂部的緩沖段孔眼下方任意位置；蓋板使用圓形孔板時(shí)，圓形孔板孔眼直徑3mm 50mm之間，優(yōu)選5mm 30mm ;蓋板使用篩網(wǎng)蓋板時(shí)，選擇網(wǎng)眼范圍0. 5 50mm。
7.一種廢氣處理方法，其特征在于包括廢氣依次通過預(yù)處理反應(yīng)器、吸收塔和后處理反應(yīng)器，預(yù)處理反應(yīng)器和后處理反應(yīng)器內(nèi)使用硫化氫吸收液，脫除廢氣中的硫化氫，吸收塔采用粗柴油為吸收溶劑，回收其中的廢氣中的烴類和有機(jī)含硫化合物。
8.按照權(quán)利和要求7所述的方法，其特征在于預(yù)處理反應(yīng)器和后處理反應(yīng)器結(jié)構(gòu)為權(quán)利要求I至6任一權(quán)利要求所述的氣液傳質(zhì)反應(yīng)器。
9.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于氣體輸送泵設(shè)置在預(yù)處理反應(yīng)器與吸收塔之間，吸收塔的操作壓力控制為IOkPa 300kPa。
10.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于經(jīng)過后處理反應(yīng)器凈化的尾氣采用以下三種處理方法之一，(一)直接排放或者稀釋后排放；(二)進(jìn)入瓦斯管網(wǎng)回收剩余烴類；(三)經(jīng)過催化燃燒進(jìn)行完全凈化處理。
11.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于采用尾氣進(jìn)入瓦斯管網(wǎng)回收剩余烴類的方法，在后處理反應(yīng)器的堿性溶液中加入除氧劑，脫除尾氣中的氧氣，除氧劑的含量為0. I 20% (wt)。
12.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于預(yù)處理反應(yīng)器和后處理反應(yīng)器中使用硫化氫吸收液是堿性溶液或吸收劑衆(zhòng)液。
13.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于預(yù)處理反應(yīng)器中使用的硫化氫吸收液添加氧化劑，氧化劑含量為0. I % 20% (wt)。
14.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于吸收塔采用填料塔，以粗柴油為吸收溶齊U，粗柴油溶劑來源于石油加工過程的粗柴油餾分，需要加氫精制才能符合柴油的質(zhì)量指標(biāo)，粗柴油餾分來源于蒸餾過程、催化裂化過程、焦化過程，或者上述來源的混合物，要求初懼點(diǎn)聞于180 C，最好聞于200 C。
15.按照權(quán)利要求7或14所述的方法，其特征在于吸收塔的操作條件為，廢氣的體積空速為20100( '吸收溶劑與廢氣的噴淋比體積為0. 005、. 5，優(yōu)選為0. oro. 1，粗柴油吸收劑冷卻至-20 30°C，最優(yōu)選0 15°C后進(jìn)入吸收塔吸收廢氣。
16.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于廢氣中含有硫化氫、烴和有機(jī)含硫化合物。
17.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于吸收塔頂部設(shè)置除沫器的結(jié)構(gòu)為填料結(jié)構(gòu)、絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)、旋流板結(jié)構(gòu)或除油過濾段形式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣液傳質(zhì)反應(yīng)器及廢氣處理方法，氣液傳質(zhì)反應(yīng)器包括外筒和內(nèi)筒，內(nèi)筒下部設(shè)置氣體分布器；內(nèi)筒由2~3段構(gòu)成，每段上部的內(nèi)筒壁設(shè)置溢流孔或設(shè)置緩沖段，內(nèi)筒頂部為帶有蓋板的緩沖段，緩沖段為直徑擴(kuò)大的筒形結(jié)構(gòu)，緩沖段筒形結(jié)構(gòu)的側(cè)壁開設(shè)導(dǎo)流孔眼。廢氣處理方法包括，廢氣依次通過預(yù)處理反應(yīng)器、吸收塔和后處理反應(yīng)器，其中預(yù)處理反應(yīng)器和后處理反應(yīng)器結(jié)構(gòu)為本發(fā)明所述的氣液傳質(zhì)反應(yīng)器，預(yù)處理反應(yīng)器和后處理反應(yīng)器內(nèi)使用硫化氫吸收液，脫除廢氣中的硫化氫，吸收塔采用粗柴油為吸收溶劑，回收其中的廢氣中的烴類和有機(jī)含硫化合物。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有廢氣處理效率高，成體低，經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B01D53/78GK102728196SQ20111009529
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者劉忠生, 樸勇, 王海波, 祝月全, 郭兵兵 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院