公布日：2023.01.31
申請(qǐng)日：2022.11.08
分類(lèi)號(hào)：F23G7/06(2006.01)I;F23G5/02(2006.01)I;F23G5/12(2006.01)I;F23G5/46(2006.01)I;C04B35/565(2006.01)I;C04B35/622(2006.01)I;C04B35/66(2006.01)I;C04B35/
80(2006.01)I;C04B38/00(2006.01)I;C04B38/08(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種BDO裝置污水尾氣及罐區(qū)尾氣協(xié)同治理方法，屬于廢氣治理技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：將罐區(qū)廢氣和BDO污水治理區(qū)廢氣充分混合均勻，得到混合廢氣；將所述混合廢氣進(jìn)行淋洗以去除廢氣中的固體顆粒物和部分水溶性組分；將淋洗后的混合廢氣進(jìn)行除霧處理，再經(jīng)蓄熱陶瓷床預(yù)熱后入燃燒室內(nèi)高溫氧化并放出熱量；將所述燃燒室內(nèi)形成的熱風(fēng)與蓄熱陶瓷床進(jìn)行熱交換后排放，熱交換后的蓄熱陶瓷床用于預(yù)熱新進(jìn)入燃燒室的混合廢氣。本發(fā)明將BDO裝置污水尾氣及罐區(qū)尾氣引入GRTO裝置中進(jìn)行協(xié)同治理，減少?gòu)S區(qū)內(nèi)排放點(diǎn)，罐區(qū)高濃度廢氣對(duì)污水治理區(qū)低濃度廢氣進(jìn)行補(bǔ)充，有利于安全型蓄熱焚燒爐GRTO運(yùn)行。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種BDO裝置污水尾氣及罐區(qū)尾氣協(xié)同治理方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將罐區(qū)廢氣和BDO污水治理區(qū)廢氣充分混合均勻，得到混合廢氣；(2)將所述混合廢氣進(jìn)行淋洗以去除廢氣中的固體顆粒物和部分水溶性組分；(3)將淋洗后的混合廢氣進(jìn)行除霧處理，再經(jīng)蓄熱陶瓷床預(yù)熱后入燃燒室內(nèi)高溫氧化并放出熱量；(4)將所述燃燒室內(nèi)形成的熱風(fēng)與蓄熱陶瓷床進(jìn)行熱交換后排放，熱交換后的蓄熱陶瓷床用于預(yù)熱新進(jìn)入燃燒室的混合廢氣。
2.一種BDO裝置污水尾氣及罐區(qū)尾氣協(xié)同治理裝置，其特征在于，包括依次連接的收集進(jìn)氣系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)和排放系統(tǒng)；所述收集進(jìn)氣系統(tǒng)包括罐區(qū)廢氣進(jìn)氣管、污水治理區(qū)廢氣進(jìn)氣管以及分別與所述罐區(qū)廢氣進(jìn)氣管、所述污水治理區(qū)廢氣進(jìn)氣管連接的混風(fēng)箱；所述預(yù)處理系統(tǒng)包括水洗塔以及與所述水洗塔廢氣出口連接的除霧器，所述水洗塔設(shè)置有循環(huán)水泵；所述熱交換系統(tǒng)依次包括阻火器、GRTO主風(fēng)機(jī)、三床式GRTO爐和高溫混風(fēng)箱，所述三床式GRTO爐包括蓄熱陶瓷床和燃燒室，所述蓄熱陶瓷床連接有吹掃風(fēng)機(jī)，所述燃燒室分別與天然氣進(jìn)氣罐和助燃風(fēng)機(jī)連接；所述排放系統(tǒng)包括煙囪；所述預(yù)處理系統(tǒng)與所述熱交換系統(tǒng)間設(shè)置有切斷閥；各系統(tǒng)輸送管道的起始端設(shè)置有止回閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種BDO裝置污水尾氣及罐區(qū)尾氣協(xié)同治理裝置，其特征在于，還包括與所述收集進(jìn)氣系統(tǒng)或預(yù)處理系統(tǒng)連接的應(yīng)急排空系統(tǒng)，所述應(yīng)急排空系統(tǒng)依次包括活性炭吸附裝置和緊急排放煙囪。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種BDO裝置污水尾氣及罐區(qū)尾氣協(xié)同治理裝置，其特征在于，所述混風(fēng)箱的出口處設(shè)置有LEL在線檢測(cè)裝置，并設(shè)兩級(jí)報(bào)警，高報(bào)時(shí)進(jìn)行聯(lián)鎖稀釋?zhuān)吒邎?bào)時(shí)廢氣切換至所述應(yīng)急排空系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種BDO裝置污水尾氣及罐區(qū)尾氣協(xié)同治理裝置，其特征在于，所述蓄熱陶瓷床內(nèi)填充有規(guī)整的蜂窩陶瓷蓄熱體，所述蜂窩陶瓷蓄熱體的制備方法包括以下步驟：(a)稱(chēng)取聚乙烯吡咯烷酮并溶解在去離子水與乙醇的混合溶液中，超聲分散均勻后，加入八水合氧氯化鋯，繼續(xù)超聲分散處理，再在30-35℃下劇烈攪拌反應(yīng)1-2h，離心收集沉淀，以去離子水洗滌，凍干后在600-800℃下保溫?zé)崽幚?/span>1-3h，冷卻后制得氧化鋯納米晶；其中，所述混合溶液中去離子水與乙醇的體積比為(1-2)：(48-49)；所述聚乙烯吡咯烷酮與所述混合溶液的混合比例為(1.1-1.2g)：100mL；所述聚乙烯吡咯烷酮與所述八水合氧氯化鋯的混合比例為(13-15)：1；(b)分別稱(chēng)取碳化硅微粉、莫來(lái)石、鉀長(zhǎng)石和鋰輝石，按比配料并球磨至勻，得到混合料，加入固相添加劑、所述氧化鋯納米晶和粘結(jié)劑，入攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢柚羷颍尤霛?rùn)滑劑和水再次攪拌至勻，制得泥料，通過(guò)擠出法成型制得蜂窩陶瓷坯體，依次經(jīng)微波干燥和遠(yuǎn)紅外干燥后燒制制得；其中，所述燒制的程序?yàn)椋阂?/span>7-10℃/min升溫至300℃，保溫0.5h，繼續(xù)升溫至500℃，保溫0.5h，繼續(xù)升溫至700℃，保溫0.5h，升溫速率降低為3-5℃/min繼續(xù)升溫至1000℃，保溫1h，繼續(xù)升溫至1200℃，保溫1h，繼續(xù)升溫至1400℃，保溫2h。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種BDO裝置污水尾氣及罐區(qū)尾氣協(xié)同治理裝置，其特征在于，所述碳化硅微粉、莫來(lái)石、鉀長(zhǎng)石和鋰輝石的質(zhì)量混合比例為10：(3-5)：(2-4)：(1-1.5)，所述混合料與所述固相添加劑、所述氧化鋯納米晶、所述粘結(jié)劑、所述潤(rùn)滑劑的質(zhì)量比例為10：(1-4)：(0.3-1)：(1-3)：(0.5-3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種BDO裝置污水尾氣及罐區(qū)尾氣協(xié)同治理裝置，其特征在于，所述固相添加劑包括改性氮化鋁多孔微球，所述改性氮化鋁多孔微球的制備方法包括以下步驟：S1、分別稱(chēng)取氮化鋁粉末和氮化鋁晶須，混合后加入叔丁醇制備為漿料，加入氧化釔和聚乙烯醇縮丁醛樹(shù)脂，充分混合攪拌均勻后成型得到微球胚料，冷凍干燥后，在氮?dú)鈿夥障拢瑢⑺鑫⑶蚺吡仙郎刂?/span>1900-2000℃并保溫?zé)崽幚?/span>2-4h，自冷至800-1000℃，氣氛切換為空氣并保溫處理1h，制得氮化鋁微球；S2、稱(chēng)取氮化鈦納米粒子并分散在無(wú)水乙醇中，超聲分散均勻后得到懸浮液，將所述氮化鋁微球浸入所述懸浮液1-10min，取出干燥，重復(fù)浸漬-干燥的操作4-5次，最后再在300-400℃下保溫?zé)崽幚?/span>1-2h，制得所述改性氮化鋁多孔微球；所述懸浮液中的固含量為1-2wt.％。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種BDO裝置污水尾氣及罐區(qū)尾氣協(xié)同治理裝置，其特征在于，所述氮化鋁粉末與所述氮化鋁晶須、所述氧化釔、所述聚乙烯醇縮丁醛樹(shù)脂的質(zhì)量比例10：(4-5)：(0.4-0.7)：(0.2-0.5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種BDO裝置污水尾氣及罐區(qū)尾氣協(xié)同治理裝置，其特征在于，所述蜂窩陶瓷蓄熱體的規(guī)格為150×100×100mm，孔格寬3.5mm，孔型為四方、六方或圓形，孔隙率在60-67％。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種將BDO裝置污水尾氣及罐區(qū)尾氣引入GRTO裝置中進(jìn)行協(xié)同治理的方法，BDO(丁二醇)裝置污水區(qū)廢氣特點(diǎn)是大風(fēng)量、低濃度，目前多采用吸脫附氧化或直接氧化的形式進(jìn)行達(dá)標(biāo)治理，技術(shù)比較成熟。GRTO(安全型蓄熱焚燒氧化裝置)作為一種VOCs主流氧化技術(shù)，其具有安全措施規(guī)范、安全控制系統(tǒng)完整、安全設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)、運(yùn)行穩(wěn)定、凈化處理效率高，一次性投入成本低，運(yùn)行維護(hù)成本低、無(wú)二次污染、熱能回收可節(jié)能降耗等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
一種BDO裝置污水尾氣及罐區(qū)尾氣協(xié)同治理方法，包括以下步驟：
(1)將罐區(qū)廢氣和BDO污水治理區(qū)廢氣充分混合均勻，得到混合廢氣；
(2)將所述混合廢氣進(jìn)行淋洗以去除廢氣中的固體顆粒物和部分水溶性組分；
(3)將淋洗后的混合廢氣進(jìn)行除霧處理，再經(jīng)蓄熱陶瓷床預(yù)熱后入燃燒室內(nèi)高溫氧化并放出熱量；
(4)將所述燃燒室內(nèi)形成的熱風(fēng)與蓄熱陶瓷床進(jìn)行熱交換后排放，熱交換后的蓄熱陶瓷床用于預(yù)熱新進(jìn)入燃燒室的混合廢氣。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于前述治理方法的裝置，包括依次連接的收集進(jìn)氣系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)和排放系統(tǒng)；所述收集進(jìn)氣系統(tǒng)包括罐區(qū)廢氣進(jìn)氣管、污水治理區(qū)廢氣進(jìn)氣管以及分別與所述罐區(qū)廢氣進(jìn)氣管、所述污水治理區(qū)廢氣進(jìn)氣管連接的混風(fēng)箱；所述預(yù)處理系統(tǒng)包括水洗塔以及與所述水洗塔廢氣出口連接的除霧器，所述水洗塔設(shè)置有循環(huán)水泵；所述熱交換系統(tǒng)依次包括阻火器、GRTO主風(fēng)機(jī)、三床式GRTO爐和高溫混風(fēng)箱，所述三床式GRTO爐包括蓄熱陶瓷床和燃燒室，所述蓄熱陶瓷床連接有吹掃風(fēng)機(jī)，所述燃燒室分別與天然氣進(jìn)氣罐和助燃風(fēng)機(jī)連接；所述排放系統(tǒng)包括煙囪；所述預(yù)處理系統(tǒng)與所述熱交換系統(tǒng)間設(shè)置有切斷閥；各系統(tǒng)輸送管道的起始端設(shè)置有止回閥。
優(yōu)選的，還包括與所述收集進(jìn)氣系統(tǒng)或預(yù)處理系統(tǒng)連接的應(yīng)急排空系統(tǒng)，所述應(yīng)急排空系統(tǒng)依次包括活性炭吸附裝置和緊急排放煙囪。
優(yōu)選的，所述混風(fēng)箱的出口處設(shè)置有LEL在線檢測(cè)裝置，并設(shè)兩級(jí)報(bào)警，高報(bào)時(shí)進(jìn)行聯(lián)鎖稀釋?zhuān)吒邎?bào)時(shí)廢氣切換至所述應(yīng)急排空系統(tǒng)。
優(yōu)選的，所述蓄熱陶瓷床內(nèi)填充有規(guī)整的蜂窩陶瓷蓄熱體，所述蜂窩陶瓷蓄熱體的制備方法包括以下步驟：
(a)稱(chēng)取聚乙烯吡咯烷酮并溶解在去離子水與乙醇的混合溶液中，超聲分散均勻后，加入八水合氧氯化鋯，繼續(xù)超聲分散處理，再在30-35℃下劇烈攪拌反應(yīng)1-2h，離心收集沉淀，以去離子水洗滌，凍干后在600-800℃下保溫?zé)崽幚?/span>1-3h，冷卻后制得氧化鋯納米晶；
其中，所述混合溶液中去離子水與乙醇的體積比為(1-2)：(48-49)；所述聚乙烯吡咯烷酮與所述混合溶液的混合比例為(1.1-1.2g)：100mL；所述聚乙烯吡咯烷酮與所述八水合氧氯化鋯的混合比例為(13-15)：1；
(b)分別稱(chēng)取碳化硅微粉、莫來(lái)石、鉀長(zhǎng)石和鋰輝石，按比配料并球磨至勻，得到混合料，加入固相添加劑、所述氧化鋯納米晶和粘結(jié)劑，入攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢柚羷颍尤霛?rùn)滑劑和水再次攪拌至勻，制得泥料，通過(guò)擠出法成型制得蜂窩陶瓷坯體，依次經(jīng)微波干燥和遠(yuǎn)紅外干燥后燒制制得；
其中，所述燒制的程序?yàn)椋阂?/span>7-10℃/min升溫至300℃，保溫0.5h，繼續(xù)升溫至500℃，保溫0.5h，繼續(xù)升溫至700℃，保溫0.5h，升溫速率降低為3-5℃/min繼續(xù)升溫至1000℃，保溫1h，繼續(xù)升溫至1200℃，保溫1h，繼續(xù)升溫至1400℃，保溫2h。
優(yōu)選的，所述碳化硅微粉、莫來(lái)石、鉀長(zhǎng)石和鋰輝石的質(zhì)量混合比例為10：(3-5)：(2-4)：(1-1.5)，所述混合料與所述固相添加劑、所述氧化鋯納米晶、所述粘結(jié)劑、所述潤(rùn)滑劑的質(zhì)量比例為10：(1-4)：(0.3-1)：(1-3)：(0.5-3)。
優(yōu)選的，所述固相添加劑包括改性氮化鋁多孔微球，所述改性氮化鋁多孔微球的制備方法包括以下步驟：
S1、分別稱(chēng)取氮化鋁粉末和氮化鋁晶須，混合后加入叔丁醇制備為漿料，加入氧化釔和聚乙烯醇縮丁醛樹(shù)脂，充分混合攪拌均勻后成型得到微球胚料，冷凍干燥后，在氮?dú)鈿夥障�，將所述微球胚料升溫�?/span>1900-2000℃并保溫?zé)崽幚?/span>2-4h，自冷至800-1000℃，氣氛切換為空氣并保溫處理1h，制得氮化鋁微球；
S2、稱(chēng)取氮化鈦納米粒子并分散在無(wú)水乙醇中，超聲分散均勻后得到懸浮液，將所述氮化鋁微球浸入所述懸浮液1-10min，取出干燥，重復(fù)浸漬-干燥的操作4-5次，最后再在300-400℃下保溫?zé)崽幚?/span>1-2h，制得所述改性氮化鋁多孔微球；所述懸浮液中的固含量為1-2wt.％。
優(yōu)選的，所述氮化鋁粉末與所述氮化鋁晶須、所述氧化釔、所述聚乙烯醇縮丁醛樹(shù)脂的質(zhì)量比例為10：(4-5)：(0.4-0.7)：(0.2-0.5)。
優(yōu)選的，所述蜂窩陶瓷蓄熱體的規(guī)格為150×100×100mm，孔格寬3.5mm，孔型為四方、六方或圓形，孔隙率在60-67％。
本發(fā)明的有益效果為：
(1)本發(fā)明將BDO裝置污水尾氣及罐區(qū)尾氣引入GRTO裝置中進(jìn)行協(xié)同治理，減少?gòu)S區(qū)內(nèi)排放點(diǎn)，罐區(qū)高濃度廢氣對(duì)污水治理區(qū)低濃度廢氣進(jìn)行補(bǔ)充，有利于安全型蓄熱焚燒爐GRTO運(yùn)行，濃度達(dá)到一定的濃度，GRTO無(wú)需燃料補(bǔ)充，有效降低碳排放，且由于罐區(qū)冷凝裝置主要擔(dān)負(fù)將廢氣濃度降至爆炸下限以下的任務(wù)，無(wú)需直接冷凝至達(dá)標(biāo)濃度，投資將會(huì)大幅降低，同時(shí)避免罐區(qū)廢氣冷凝后不達(dá)標(biāo)中高濃度廢氣就地排放，消除罐區(qū)風(fēng)險(xiǎn)源，減少監(jiān)測(cè)點(diǎn)和爆炸危險(xiǎn)；相對(duì)于污水治理區(qū)域大風(fēng)量，罐區(qū)送至的風(fēng)量不超過(guò)5％，對(duì)裝置的運(yùn)行、投資影響較小，同時(shí)配備完善的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防及處置系統(tǒng)，可及時(shí)消除安全隱患，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行；(2)蓄熱體作為蓄熱氧化爐的熱交換部件，其材質(zhì)和結(jié)構(gòu)對(duì)熱工特性的影響至關(guān)重要。在選擇蓄熱體的材質(zhì)時(shí)要綜合考慮耐腐蝕性、密度、比熱容、對(duì)流換熱系數(shù)、和熱膨脹系數(shù)等對(duì)傳熱性能和抗熱震性能的影響，為提高蓄熱體的綜合性能，本發(fā)明在現(xiàn)有的莫來(lái)石-碳化硅蓄熱材料的基礎(chǔ)上，通過(guò)液相法制備為氧化鋯超細(xì)納米晶引入陶瓷材料，極大提高了蜂窩陶瓷力學(xué)強(qiáng)度、彈性及韌度，使得蓄熱陶瓷的抗熱震性能得到極大改善，在高低溫循環(huán)下具有極佳的換熱穩(wěn)定性，進(jìn)而延長(zhǎng)使用壽命；進(jìn)一步的，本發(fā)明在現(xiàn)有的莫來(lái)石-碳化硅蓄熱材料的基礎(chǔ)上，通過(guò)加入固相添加劑，在保持蓄熱陶瓷抗熱震性能的同時(shí)提高其儲(chǔ)熱效率，具體的，本發(fā)明以多孔氮化鋁為基體微球，通過(guò)在表面修飾氮化鈦納米顆粒，在燒結(jié)體系中建立以氮化鋁、氮化鈦為交聯(lián)骨架的導(dǎo)熱儲(chǔ)熱體系，提高其導(dǎo)熱換熱效率，同時(shí)利用其多孔性降低添加劑對(duì)陶瓷機(jī)械性能的影響，同時(shí)降低其熱膨脹系數(shù)。
（發(fā)明人：鄭承煜;王敏）
