本发明属于化工废气处理领域，具体涉及煤焦油化产vocs废气热氧化处理新工艺。
背景技术：
煤焦油是以多环及杂环化合物为主体的有机混合物，煤焦油及其绝大部分产品凝固点高，比重大于1，在煤焦油化工生产过程中为了使物料有良好流动性，须将物料温度控制在其凝固点之上。由于物料的比重大于1，物料在储存时，生产过程携带进入系统的水浮在油品上部。煤焦油及其产品的这种性质，要求煤焦油化工厂油品的输送和储存在较高温度下进行，生产煤焦油的化产废气对环境影响大，所以化产废气治理非常重要。
化产废气发生点主要有原料槽、中间槽、产品槽的放散管、冷凝冷却设备放散管、沥青等成品收发货装置、工业萘成型机及提取粗酚时酚钠盐分解产生的废气等，废气成份中主要污染物有苯系物、酚类、萘类、烷烃类甚至卤代烃等。目前煤焦油化产区域vocs废气处理采用吸收工艺，利用甲基萘油吸收废气中的苯类及酚类等有害物，但不能除去废气中的非甲烷总烃，放散气过程中还容易夹带洗油液滴，造成废气中非甲烷总烃偏高，外排废气中污染物排放浓度不能达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(gb16171-2012)和上海市《大气污染物综合排放标准》(db31/933-2015)的要求。
由于化产vocs废气未做深入彻底的处理而排放，废气不仅异味重，其中组成又多是有毒致癌物质，严重影响到现场作业环境，危及作业人员的身心健康。vocs废气的主要危害是在大气中与氮氧化物反应生成光化学烟雾，危害人体健康，并且大多数vocs易燃易爆，在浓度达到爆炸下限时极易爆炸而引起火灾。目前煤焦油化产厂采用吸收法进行vocs废气处理，vocs废气处理量不大，且废气成份复杂、浓度较高和回收工艺单一，处理后的vocs废气不能满足国家标准对污染物排放限值的要求。
参考文献：
[1]挥发性有机物污染控制工程，李守信等，化学工业出版社，2017.
[2]挥发性有机化合物处理技术的研究进展，李守信等，化工环保，2008.
[3]国外大气污染控制经验，薛志钢，郝吉明等，重庆环境科学，2003.
技术实现要素：
为克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种安全可靠的煤焦油化产vocs废气热氧化(to)处理新工艺，是国内首例将直燃式to氧化装置用于煤焦油行业vocs废气处理，对吸收预处理后仍不达标的vocs废气进行直接燃烧氧化，vocs去除率达到99％，并符合《炼焦化学工业污染物排放标准》(gb16171-2012)和上海市《大气污染物综合排放标准》(db31/933-2015)中“大气污染物特别排放限值”要求。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
煤焦油化产vocs废气热氧化处理新工艺，具体地，包括以下步骤：
(1)煤焦油化产vocs废气吸收预处理；
(2)步骤(1)中吸收预处理后的煤焦油化产vocs废气经直燃式to氧化装置热氧化分解；
(3)经步骤(2)热氧化分解后的气体经活性炭吸附；
其中，步骤(2)中，所述煤焦油化产vocs废气进入直燃式to氧化装置前，经fta安全联锁系统进行安全联锁控制，避免爆炸浓度下限值大的煤焦油化产vocs废气进入所述直燃式to氧化装置。
优选的，步骤(1)中，所述煤焦油化产vocs废气通过管道收集，经甲基萘油吸收装置进行吸收预处理。
优选的，步骤(2)中，所述煤焦油化产vocs废气进入直燃式to氧化装置前，先水封阻氧，通过缓冲罐控制气流速度，再经预热器预热至所述煤焦油化产vocs废气的燃烧温度。
更优选的，步骤(2)中，所述煤焦油化产vocs废气水封阻氧前，经fta安全联锁系统进行安全联锁控制，避免爆炸浓度下限值大的煤焦油化产vocs废气进入直燃式to氧化装置。
优选的，所述fta安全联锁系统由可燃气体爆炸浓度下限
检测仪、废气气动切断阀和事故放散气动切断阀组成；当所述煤焦油化产vocs废气达到爆炸浓度下限值25％时报警，达到50％时关闭所述废气气动切断阀，打开所述事故放散气动切断阀。
优选的，步骤(3)中，所述热氧化分解后的气体冷却至35-45℃后，经活性炭吸附。
在一些优选的实施方式中，通过焦炉煤气和空气充分燃烧后的热量将所述直燃式to氧化装置内温度预热至所述煤焦油化产vocs废气的燃烧温度，正常运行后用所述煤焦油化产vocs废气在所述直燃式to氧化装置内燃烧放出的热量预热上述vocs废气。
在一些优选的实施方式中，将通过直燃式to氧化装置热氧化分解后的烟气冷却至40℃，进入活性炭吸附装置，使得烟气中的有机组分被吸附过滤，进一步保证vocs气体的去除率，从而达标排放。
在一些优选的实施方式中，所述煤焦油化产废气中的vocs去除率可达到99％以上，vocs总量≤70mg/m3，非甲烷总烃排放浓度≤50mg/m3，排放浓度低于gb16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》和db31/933-2015《大气污染物综合排放标准》的排放限值。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
直接燃烧氧化是将废气中可燃的有害组分当作燃料燃烧，适用于处理高浓度的vocs废气如石油化工、喷漆、绝缘材料等行业的生产装置所排出的vocs废气；但是针对煤焦油化产工艺中的vocs废气量较小、浓度较高，本发明通过吸收预处理-直燃式to氧化-活性炭吸附的新工艺有效处理废气，煤焦油化产废气中的vocs去除率可达到99％以上，vocs总量≤70mg/m3，非甲烷总烃排放浓度≤50mg/m3，排放浓度均远远低于gb16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》和db31/933-2015《大气污染物综合排放标准》的排放限值。另外，直燃式to氧化装置采用焦炉煤气与空气的混合气体作为点火燃料，正常运行时利用vocs废气中可燃组分燃烧释放的热量保证装置内的氧化温度，节约了燃料成本，并增加了vocs分解效率。
附图说明
图1为本发明化产vocs废气直燃式氧化处理新工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
参见附图1，煤焦油化产vocs废气热氧化处理新工艺，具体过程为：煤焦油化产vocs废气先通过管道收集，经甲基萘油吸收装置进行吸收预处理；再经安全联锁系统进行安全联锁控制、水封阻氧，通过缓冲罐控制气流速度，再经预热器预热至煤焦油化产vocs废气的燃烧温度后进入直燃式to氧化装置热氧化分解；最后热氧化分解后的烟气冷却至40℃，进入活性炭吸附装置，使得烟气中的有机组分被吸附过滤，进一步保证vocs气体的去除率可达到99％以上，vocs总量≤70mg/m3，非甲烷总烃排放浓度≤50mg/m3，排放浓度低于gb16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》和db31/933-2015《大气污染物综合排放标准》的排放限值。
其中，fta安全联锁系统由可燃气体爆炸浓度下限检测仪、废气气动切断阀和事故放散气动切断阀组成；当煤焦油化产vocs废气达到爆炸浓度下限值25％时报警，达到50％时关闭废气气动切断阀，打开事故放散气动切断阀，避免爆炸浓度下限值大的煤焦油化产vocs废气进入直燃式to氧化装置。
另外，焦炉煤气和空气充分燃烧后的热量将直燃式to氧化装置内温度预热至煤焦油化产vocs废气的燃烧温度，正常运行后用煤焦油化产vocs废气在直燃式to氧化装置内燃烧放出的热量预热上述vocs废气。
实施例
本发明中煤焦油化产vocs废气热氧化(to)处理新工艺于2017年10月投产，至今运行正常，系统稳定。本工艺vocs废气最大处理能力3500nm3/h，实际处理能力在2500m3/h，净化效果达到设计指标要求和gb16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》和db31/933-2015《大气污染物综合排放标准》的排放限值。
以上为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
技术特征：
技术总结
本发明公开了煤焦油化产VOCs废气热氧化处理新工艺，包括：煤焦油化产VOCs废气吸收预处理，经直燃式TO氧化装置热氧化分解后活性炭吸附；上述新工艺用于煤焦油行业VOCs废气处理，对吸收预处理后仍不达标的VOCs废气进行直接燃烧氧化，VOCs去除率达到99％，并符合《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171?2012)和上海市《大气污染物综合排放标准》(DB31/933?2015)中“大气污染物特别排放限值”要求。
技术研发人员：钱仲瑛;陈泉明;方文新;周珉怡;李朕卿
受保护的技术使用者：上海梅山工业民用工程设计研究院有限公司
技术研发日：2018.05.21
技术公布日：2018.10.16
声明：
“煤焦油化产VOCs废气热氧化处理新工艺的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：上海梅山工业民用工程设计研究院有限公司
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2024年11月27日 ~ 29日 
