本發(fā)明涉及一種尾氣處理工藝與裝置，其主要應(yīng)用于煉化企業(yè)停車檢修過程中氮氣尾氣的就地處理。
背景技術(shù)：
：隨著國家經(jīng)濟水平的提高和人民理念的轉(zhuǎn)變，煉油化工企業(yè)(煉化企業(yè))的環(huán)保指標(biāo)不斷提升。而煉化企業(yè)的尾氣排放分為有組織排放和無組織排放兩種。其中在煉化裝置以及存儲裝置停車檢修過程中，要經(jīng)過氮氣置換(氮氣吹掃)，氮氣置換過程中產(chǎn)生大量吹掃蒸汽(尾氣)。由于尾氣的排放量變化大，污染物組成復(fù)雜，排放時間不固定，為其設(shè)計固定式大型尾氣處理裝置，開機率難以保證，處理量難以計算，通常會造成較大的資源浪費。而開發(fā)適用性強、處理能力大、體積小的撬裝式可移動尾氣處理裝置，對尾氣進行就地回收和處理是一條最優(yōu)的解決途徑。氣體處理裝置的可移動設(shè)計是一個難點，針對煉化裝置停車檢修過程中產(chǎn)生的尾氣，現(xiàn)在還沒有專門設(shè)計的可移動式尾氣處理裝置。有機尾氣回收處理技術(shù)主要有回收和破壞兩類，回收類包括吸收法、吸附法、冷凝發(fā)和膜法。而破壞類則主要是利用氧化過程進行燃燒、催化氧化等。吸附法(專利號cn201210334393.0)可以回收污染物，其工藝多采用活性炭吸附技術(shù)，但活性碳吸附量有限，且吸附過程放熱，吸附高濃度尾氣時存在隱患，不適合在煉化企業(yè)應(yīng)用。膜分離法(專利號200820178507.6)處理尾氣雖然具有運行成本低、組件可模塊化、操作過程溫和、安全性好等優(yōu)點，但其同樣存在污染物無法回收利用的問題，滲余氣需要其他技術(shù)進行處理。本發(fā)明將膜過程和低溫催化氧化技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)出體積小，處理能力強，能耗低，既能夠高效回收有價值有機物，又能夠獲得較大的處理能力和良好的尾氣指標(biāo)的可移動式尾氣處理裝置與工藝。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對煉化企業(yè)停車檢修過程中產(chǎn)生的尾氣排放問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可移動式尾氣處理裝置與方法，回收尾氣中有價值的有機物的同時，滿足尾氣排放指標(biāo)?？梢苿邮轿矚馓幚硌b置采用撬裝式設(shè)計，可移動到待處理煉化裝置處進行尾氣就地處理?？朔舜笮凸潭ㄊ轿矚馓幚硌b置建設(shè)成本高，開機率低，重復(fù)投資的弊端。為達到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種可移動式尾氣處理裝置，包括冷凝換熱器1，三相分離器2，膜分離組件3，真空泵4，換熱器5，以及催化氧化反應(yīng)器6；所述冷凝換熱器1的出口與三相分離器2的入口連接，三相分離器2的氣相出口與膜分離組件3的入口連接，膜分離組件3的滲余側(cè)與大氣連通，膜分離組件3的滲透側(cè)與真空泵4的入口相連，真空泵4的出口與換熱器5的管程入口相連，換熱器5的管程出口與催化氧化反應(yīng)器6的入口相連，催化氧化反應(yīng)器6的出口與換熱器5的殼程入口相連，換熱器5的殼程出口與大氣連通。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述冷凝換熱器1的入口處設(shè)有入口管線，入口管線上設(shè)有微壓傳感器控制開關(guān)14。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述三相分離器2設(shè)有液位計和液體外排管線。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述三相分離器2的氣相出口與膜分離組件3之間設(shè)有渦流流量計9和閥門13。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述膜分離組件3的滲余側(cè)設(shè)有放空管線。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述放空管線設(shè)有氣體濃度測定裝置，阻火器以及旋渦流量計9。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述膜分離組件3的滲透側(cè)與真空泵4的入口之間設(shè)有真空計12。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述真空泵4的出口與換熱器5的管程入口之間設(shè)有閥門13、渦流流量計9、濃度監(jiān)測器10和阻火器11。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述換熱器5的殼程出口管線為外排管線。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述外排管線設(shè)有單向閥、流量計、濃度監(jiān)測器10和阻火器。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述換熱器5的管程出口與催化氧化反應(yīng)器6的入口之間設(shè)有阻火器11和鼓風(fēng)機7。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述催化氧化反應(yīng)器6的入口處與大氣之間設(shè)有閥門13和補風(fēng)機8。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述補風(fēng)機8所補空氣流量范圍為待催化氧化氣流量的30％至300％。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述可移動式尾氣處理裝置的控制系統(tǒng)采用可編程邏輯控制器(plc)和分散式控制系統(tǒng)(dcs)。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述可移動式尾氣處理裝置為撬裝式設(shè)計，可以通過汽車進行運輸。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的可移動式尾氣處理裝置可通過管線與正在檢修的工業(yè)裝置進行連接，就地處理尾氣。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的膜分離組件3中使用的膜為以硅橡膠材質(zhì)或嵌段共聚物材質(zhì)作為功能層的有機復(fù)合膜。一種尾氣處理方法，應(yīng)用上述可移動式尾氣處理裝置，包括以下步驟：1)尾氣進入冷凝換熱器1進行冷卻，使尾氣中的水蒸氣以及部分有機物冷凝，形成氣液混合物；隨后氣液混合物進入三相分離器2，使廢水、污油和氣相進行分離；其中污油和廢水通過外排管道分別進入污油罐儲存和污水管網(wǎng)處理；氣相進入膜分離組件3；2)氣相則進入到膜分離組件3中，膜分離組件3中膜的滲余側(cè)采用正壓操作，滲透側(cè)抽真空；經(jīng)過膜分離，滲余側(cè)滲余氣體得到凈化通過排放口排放，滲透側(cè)濃氣則通過真空泵出口管路進入到換熱器5中；3)待處理滲透側(cè)濃氣通過管路進入到換熱器5中，與催化氧化反應(yīng)器6中發(fā)生低溫催化的尾氣進行換熱，溫度達到低溫催化所需溫度后通過管路進入鼓風(fēng)機7中；4)待處理濃氣通過鼓風(fēng)機7進入到催化氧化反應(yīng)器6中，在催化劑的作用下，發(fā)生低溫催化氧化，去除尾氣中的有機物，并最終達標(biāo)排放。在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟1)中，通過風(fēng)冷或水冷進行冷卻。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點：本發(fā)明所述的可移動式尾氣處理裝置，通過冷凝換熱器1和使吹掃蒸汽得到冷凝，經(jīng)三相分離器2分離后，部分有機物溶解在油相之中直接得到回收，未被冷凝和吸收的尾氣進入膜分離組件3中，經(jīng)膜分離組件3分離后滲余側(cè)尾氣中的污染物濃度降低，達標(biāo)后直接排放，而膜分離組件3的滲透側(cè)濃氣，則進入催化氧化反應(yīng)器6進行低溫催化氧化反應(yīng)。達標(biāo)后直接排放，解決了排放污染問題，保護大氣環(huán)境。本發(fā)明的可移動式尾氣處理裝置利用了膜分離過程處理能力強、體積小的優(yōu)點，對低濃度有機尾氣進行處理使尾氣達標(biāo)排放。同時濃縮后的滲余側(cè)氣體，氣體量大大減少，濃度升高，達到3000mg/m3以上，能夠保持低溫催化氧化過程的能量消耗，減少該過程在處理低 濃度尾氣時加熱所消耗的能量，降低系統(tǒng)能耗。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，采用撬裝式可移動設(shè)計，安裝維護方便，可以通過汽車牽引。對不同種類的煉化裝置尾氣具有較強的適用性。可實現(xiàn)煉化企業(yè)尾氣無組織排放的就地處理，解決吹掃過程中尾氣排放治理的難題，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。附圖說明本發(fā)明有如下附圖：圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。1-冷凝換熱器，2-三相分離器，3-膜分離組件，4-真空泵，5-換熱器，6-催化氧化反應(yīng)器，7-鼓風(fēng)機，8-補風(fēng)機，9-渦流流量計，10-濃度監(jiān)測器，11-阻火器，12-真空計，13-閥門，14-微壓傳感器控制開關(guān)。具體實施方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。一種可移動式尾氣處理裝置，包括冷凝換熱器1，三相分離器2，膜分離組件3，真空泵4，換熱器5，以及催化氧化反應(yīng)器6；所述冷凝換熱器1的出口與三相分離器2的入口連接，三相分離器2的氣相出口與膜分離組件3的入口連接，膜分離組件3的滲余側(cè)與大氣連通，膜分離組件3的滲透側(cè)與真空泵4的入口相連，真空泵4的出口與換熱器5的管程入口相連，換熱器5的管程出口與催化氧化反應(yīng)器6的入口相連，催化氧化反應(yīng)器6的出口與換熱器5的殼程入口相連，換熱器5的殼程出口與大氣連通。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述冷凝換熱器1的入口處設(shè)有入口管 線，入口管線上設(shè)有微壓傳感器控制開關(guān)14。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述三相分離器2設(shè)有液位計和液體外排管線。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述三相分離器2的氣相出口與膜分離組件3之間設(shè)有渦流流量計9和閥門13。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述膜分離組件3的滲余側(cè)設(shè)有放空管線。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述放空管線設(shè)有氣體濃度測定裝置，阻火器以及旋渦流量計9。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述膜分離組件3的滲透側(cè)與真空泵4的入口之間設(shè)有真空計12。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述真空泵4的出口與換熱器5的管程入口之間設(shè)有閥門13、渦流流量計9、濃度監(jiān)測器10和阻火器11。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述換熱器5的殼程出口管線為外排管線。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述外排管線設(shè)有單向閥、流量計、濃度監(jiān)測器10和阻火器。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述換熱器5的管程出口與催化氧化反應(yīng)器6的入口之間設(shè)有阻火器11和鼓風(fēng)機7。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述催化氧化反應(yīng)器6的入口處與大氣之間設(shè)有閥門13和補風(fēng)機8。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述補風(fēng)機8所補空氣流量范圍為待催化氧化氣流量的30％至300％。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述可移動式尾氣處理裝置的控制系統(tǒng)采用可編程邏輯控制器(plc)和分散式控制系統(tǒng)(dcs)。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述可移動式尾氣處理裝置為撬裝式設(shè)計，可以通過汽車進行運輸。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的可移動式尾氣處理裝置可通過管線 與正在檢修的工業(yè)裝置進行連接，就地處理尾氣。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的膜分離組件3中使用的膜為以硅橡膠材質(zhì)或嵌段共聚物材質(zhì)作為功能層的有機復(fù)合膜。一種尾氣處理方法，應(yīng)用上述可移動式尾氣處理裝置，包括以下步驟：1)尾氣進入冷凝換熱器1進行冷卻，使尾氣中的水蒸氣以及部分有機物冷凝，形成氣液混合物；隨后氣液混合物進入三相分離器2，使廢水、污油和氣相進行分離；其中污油和廢水通過外排管道分別進入污油罐儲存和污水管網(wǎng)處理；氣相進入膜分離組件3；2)氣相則進入到膜分離組件3中，膜分離組件3中膜的滲余側(cè)采用正壓操作，滲透側(cè)抽真空；經(jīng)過膜分離，滲余側(cè)滲余氣體得到凈化通過排放口排放，滲透側(cè)濃氣則通過真空泵出口管路進入到換熱器5中；3)待處理滲透側(cè)濃氣通過管路進入到換熱器5中，與催化氧化反應(yīng)器6中發(fā)生低溫催化的尾氣進行換熱，溫度達到低溫催化所需溫度后通過管路進入鼓風(fēng)機7中；4)待處理濃氣通過鼓風(fēng)機7進入到催化氧化反應(yīng)器6中，在催化劑的作用下，發(fā)生低溫催化氧化，去除尾氣中的有機物，并最終達標(biāo)排放。在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟1)中，通過風(fēng)冷或水冷進行冷卻。如圖1所示，一種可移動式尾氣處理裝置，主要包括冷凝換熱器1，三相分離器2，膜分離組件3，真空泵4，換熱器5，以及催化氧化反應(yīng)器6。所述可移動式尾氣處理裝置通過鋼結(jié)構(gòu)和平臺固定，其各部件之間連接根據(jù)工藝流程選擇不同型號的管道對接，連接好的設(shè)備撬裝后做成車載裝置，可對不同裝置的尾氣進行就地處理。其中工作時，所述可移動式尾氣處理裝置通過冷凝換熱器1的入口管線與停車檢修的煉化裝置相連，當(dāng)吹掃蒸汽(尾氣)壓力提高到微壓傳感控制開關(guān)設(shè)定值時，微壓傳感控制開關(guān)打開，吹掃蒸汽進入冷凝換熱器1，通過風(fēng)冷或水冷進行冷卻，使吹掃蒸汽中的水蒸氣以及部分有機物冷凝，隨后氣液混合物通過管道進入三相分離器2，使廢水、污油和氣相進行分離。三相分離器2安裝有液位計，當(dāng)廢水液位高于設(shè)定值時，通過三相分離器2底端的外排管線排向污水管路；污油液位高于設(shè)定值時，則通過泵輸送到污油管路。氣相則進入到膜分離組件3中，通過膜過程吸附滲透有機物的能力，使?jié)B余氣體中的有機物濃度降低，最終達到排放指標(biāo)后達標(biāo)排放。而滲透側(cè)氣體被濃縮，濃度到3000mg/m3以上，可以保證低溫催化氧化過程在無需加熱的情況下穩(wěn)定反應(yīng)，氣體中的有機物被催化氧化后非甲烷總烴濃度達標(biāo)后實現(xiàn)排放。實施例1處理煉化廠芳烴抽提裝置停車時氮氣置換尾氣，其尾氣組成為輕烴組分主要包括烷烴、烯烴、芳烴、醚類以及鹵代烴類物質(zhì)。氣體流量為5nm3/h，膜組件以及低溫催化氧化操作條件見下表1，而工藝處理結(jié)果見表2。表1，裝置操作條件名稱溫度壓力流量裝置入口20～60℃絕壓105～150kpa1～5nm3/h膜滲余側(cè)30～70℃絕壓200～500kpa0.9～4.5nm3/h膜滲透側(cè)30～70℃絕壓0.1～15kpa0.1～0.5nm3/h催化氧化出口260～340℃絕壓101～150kpa1～10nm3/h表2，工藝處理結(jié)果(工藝各處氣體濃度)組分進氣mg/m3滲余氣mg/m3透過氣mg/m3催化氧化尾氣mg/m3苯600～100040～803000～500020～50甲苯100～30010～30600～18005～20二甲苯50～100＜5400～800＜2實施例2催化裝置以及催化污油儲罐停車后氮氣置換尾氣，氣體組成為原油中以及催化裂化后產(chǎn)生的烴類物質(zhì)主要包括烷烴、烯烴、芳烴、醚類以及鹵代烴類物質(zhì)以及硫化氫、硫醇等含硫組分。氣體流量為10nm3/h，系統(tǒng)各個步驟的溫度、壓力、流量等條件見下表3，氣體主要組成經(jīng)本工藝處理后的結(jié)果見表4。表3，裝置操作條件名稱溫度壓力流量裝置入口10～80℃絕壓105～150kpa8～10nm3/h膜滲余側(cè)30～70℃絕壓200～500kpa7～9.5nm3/h膜滲透側(cè)30～50℃絕壓0.1～15kpa0.5～1nm3/h催化氧化出口300～360℃絕壓101～150kpa15～25nm3/h表4，工藝處理結(jié)果(工藝各處氣體濃度)本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。當(dāng)前第1頁12