[发明专利]一种基于冷凝催化氧化的高浓度VOCs尾气达标排放处理装置

说明书

本发明提供了一种基于冷凝催化氧化的高浓度VOCs尾气达标排放处理装置，属于有机废气处理技术领域，具体涉及石油化工、精细化工、医药制造、树脂生产等工艺或反应釜过程中排放的高浓度VOCs尾气回收治理装置。其包括由冷凝系统和催化氧化系统以及上述系统之间连接的管路和阀门构成，该装置可规避蒸发冷凝存在的问题和风险，解决单独冷凝处理有机废气难以达标排放的问题，又可有效缓解组合工艺处理有机废气过程中，运行能耗高的问题，装置高效节能、可靠、经济性好，处理效率可达99.9％以上。

技术领域

本发明涉及有机废气处理技术领域，具体涉及一种基于冷凝催化氧化的高浓度VOCs尾气达标排放处理装置，尤其适用于石油化工、精细化工、医药制造、树脂生产等工艺或反应釜过程中排放的高浓度VOCs尾气回收治理。

背景技术

石油化工、精细化工、医药与树脂生产等行业中排放的尾气，浓度高、组分复杂，主要为挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,简称VOCs)，大多数有毒、有害，具有一定的致癌性。2015年环保部颁发了“石油化学工业污染物排放标准(GB31571-2015)”和“石油炼制工业污染物排放标准(GB31570-2015)”，进一步明确了企业污染物排放限值及指标，其中：非甲烷总烃去除效率需达到97％以上，苯及芳烃化合物等归入特征污染物，排放进一步严格，须达到毫克级排放。然而，污染物排放企业希望将产生的高浓度尾气进行回收利用后再进行净化处理，以达到最佳利用。

目前针对高浓度排放尾气的回收处理，主要采用冷凝、膜分离、吸附结合热力氧化分解方式或几种工艺的组合，先回收后净化。

其中，吸附法是一种传统的处理技术，但如果直接进行吸附回收高浓度尾气，吸附负担大，容易导致局部过热，特别是处理含低沸点有机蒸汽，如丙酮、二硫化碳和正己烷等尾气，存在着火隐患，此外，吸附柱频繁切换解析再生和再生寿命期后，将产生大量危废，限制了其在高浓度尾气回收处理中的单独应用。

膜分离法是一种新的高效分离方法，它与传统的吸附法和冷凝法相比，具有高效、操作简单的优点。膜分离法的运转费用与浓度关系不大，适合于处理高浓度VOCs尾气。但该方法的缺点是膜寿命短，初始投入成本和维护成本高，更换下来的膜组件中也会富集存留VOCs,会产生二次污染。

冷凝法是利用各种VOCs在不同温度和压力下具有不同的饱和蒸气压的原理来实现分离回收。传统的冷凝法采用蒸发制冷循环来获得VOCs回收需要的低温环境，但在实际运用中，主要存在制冷剂泄露，产生氟化物污染，甚至造成压缩机损坏进而给后续工艺产生严重影响，另一方面，为了达到所需的较低制冷温度，往往需要采用多级压缩或复叠制冷系统，导致工艺复杂，部件多，体积大，成本高等问题。

基于上述问题，排除制冷剂泄露的二次污染风险外，冷凝法是与催化氧化法等末端销毁技术联用，既能满足低于爆炸极限的要求，又能实现高浓度VOCs尾气毫克级排放最为理想的技术选择。然而，在催化氧化分解技术应用中，由于受气源浓度的影响，往往是依靠补风稀释来降低氧化反应室温度以确保系统稳定安全运行，这样不仅频繁切换启动电加热器和增设补风风机，也增加了运行功耗。

综上所述，解决蒸发制冷系统存在结构复杂、运输或运行过程有制冷剂泄露而导致制冷系统失效或制冷温度达不到设定值给后端催化氧化带来的安全风险以及多级制冷或复叠制冷能耗大和催化氧化优化节能等问题，才能保证稳定安全、低能耗的运行和严格的排放指标。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于冷凝催化氧化的高浓度VOCs尾气达标排放处理装置，规避蒸发冷凝存在的问题和风险，解决单独冷凝处理有机废气难以达标排放的问题，又可有效缓解组合工艺处理有机废气过程中，运行能耗高的问题，建立一套高效节能、可靠、经济性好的工艺及装置，达到真正节能减排的效果。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：