權(quán)利要求書: 1.含OCs的廢氣處理方法,其中,使廢氣依次通過堿洗步驟、脫硫脫水步驟和催化氧化步驟進行處理,所述脫硫脫水步驟中使用脫硫脫水劑,所述脫硫脫水劑包含活化的多孔載體和擔(dān)載于多孔載體的活性劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,所述堿洗步驟中,使廢氣與堿性物質(zhì)的溶液接觸,所述堿性物質(zhì)為選自堿金屬的氫氧化物、堿金屬的碳酸鹽、堿金屬的碳酸氫鹽、堿土金屬的氫氧化物、堿土金屬的碳酸鹽、堿土金屬的碳酸氫鹽中的至少一種,優(yōu)選為堿金屬的氫氧化物(氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫)、堿金屬的碳酸鹽(
碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀)、堿金屬的碳酸氫鹽(碳酸氫鋰、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀),更優(yōu)選為堿金屬的氫氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其中,所述堿洗步驟中,使廢氣在堿性物質(zhì)的溶液中鼓泡,或者使堿性物質(zhì)的溶液噴淋廢氣,進行廢氣和堿性物質(zhì)的接觸;優(yōu)選在填料層中,使廢氣和堿性物質(zhì)的溶液接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的方法,其中,所述多孔載體為選自分子篩、氧化硅、
氧化鋁、氧化鎂、二氧化鈦、高嶺土、活性炭、硅藻土、凹凸棒土中的至少一種;
所述活性劑為選自堿金屬的氫氧化物(氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫)、堿金屬的碳酸鹽(碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀)、堿金屬的碳酸氫鹽(碳酸氫鋰、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀)中的至少一種,優(yōu)選為選自堿金屬的氫氧化物、堿金屬的碳酸鹽中的至少一種;
優(yōu)選的是,所述脫硫脫水劑通過以下方法制備:
使活性劑的溶液與多孔載體材料接觸反應(yīng),而后進行加熱,將含有活性劑與多孔載體材料的溶液在減壓下干燥,得到固體脫硫脫水劑;
優(yōu)選的是,將上述制備的脫硫脫水劑熟化1?2天。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的方法,其中,所述脫硫脫水步驟中,使廢氣通過裝載有脫硫脫水劑的篩網(wǎng);或者使廢氣通過裝載有脫硫脫水劑的床層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的方法,其中,催化氧化步驟中,將經(jīng)過脫硫脫水處理的廢氣進行催化氧化處理,以除去廢氣中的OCs。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項所述的方法,其中,堿洗步驟使用堿洗塔時,使與廢氣接觸后的堿性物質(zhì)的溶液的至少一部分循環(huán)至塔頂,以再次與廢氣接觸;和/或;
使與堿性物質(zhì)的溶液接觸后的廢氣的至少一部分循環(huán)至塔底的進氣口,以再次與堿性物質(zhì)的溶液接觸;和/或在堿洗步驟和脫硫脫水步驟之間,設(shè)置檢測步驟,測定經(jīng)堿洗步驟處理后的廢氣中的硫化物的含量;和/或在脫硫脫水步驟中,使經(jīng)過脫硫脫水步驟的廢氣的至少一部分再次循環(huán)至脫硫脫水步驟的上游,以再次進行脫硫脫水處理;和/或在脫硫脫水步驟和催化氧化步驟之間,設(shè)置檢測步驟,測定脫硫脫水步驟后的廢氣中的硫化物的含量和水蒸氣的含量;和/或在脫硫脫水步驟和催化氧化步驟之間,具有對經(jīng)脫硫脫水處理后的廢氣進行預(yù)熱的預(yù)熱步驟,所述預(yù)熱步驟使用加熱器;和/或在脫硫脫水步驟和催化氧化步驟之間,具有使經(jīng)脫硫脫水處理后的廢氣與經(jīng)催化氧化處理后的氣體進行換熱的換熱步驟。
8.含OCs的廢氣處理裝置,其中按照廢氣流路,依次包括堿洗單元、脫硫脫水單元和催化氧化單元;其中,堿洗單元中具有與廢氣接觸的堿性物質(zhì)的溶液;
脫硫脫水單元中具有脫硫脫水劑,所述脫硫脫水劑包含活化的多孔載體和擔(dān)載于載體的活性劑;
催化氧化單元中設(shè)置有與廢氣接觸發(fā)生催化氧化的催化氧化催化劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的處理裝置,其中,所述堿性物質(zhì)為選自堿金屬的氫氧化物、堿金屬的碳酸鹽、堿金屬的碳酸氫鹽、堿土金屬的氫氧化物、堿土金屬的碳酸鹽、堿土金屬的碳酸氫鹽中的至少一種,優(yōu)選為堿金屬的氫氧化物(氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫)、堿金屬的碳酸鹽(碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀)、堿金屬的碳酸氫鹽(碳酸氫鋰、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀),更優(yōu)選為堿金屬的氫氧化物。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的處理裝置,其中,所述多孔載體為選自分子篩、氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、二氧化鈦、高嶺土、活性炭、硅藻土、凹凸棒土中的至少一種;
所述活性劑為選自堿金屬的氫氧化物(氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫)、堿金屬的碳酸鹽(碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀)、堿金屬的碳酸氫鹽(碳酸氫鋰、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀)中的至少一種,優(yōu)選為選自堿金屬的氫氧化物、堿金屬的碳酸鹽中的至少一種;
優(yōu)選的是,所述脫硫脫水劑通過以下方法制備:
使活性劑的溶液與多孔載體材料接觸反應(yīng),而后進行加熱,將含有活性劑與多孔載體材料的溶液在減壓下干燥,得到固體脫硫脫水劑;
優(yōu)選的是,將上述制備的脫硫脫水劑熟化1?2天。
11.根據(jù)權(quán)利要求8?10中任一項所述的處理裝置,其中,所述堿洗單元為堿洗塔,所述堿洗塔具有塔底的廢氣進料口和塔頂?shù)膹U氣出口、以及塔頂?shù)膲A性物質(zhì)的溶液的噴淋裝置,優(yōu)選的是,在堿洗塔中上部設(shè)置一個或多個填料層,使得從填料層上方流下的堿性物質(zhì)的溶液和從填料層下方進入的廢氣在填料層接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求8?11中任一項所述的處理裝置,其中,所述堿洗單元進一步包括塔頂循環(huán)裝置,將從塔頂出料的廢氣循環(huán)至廢氣進料口;和/或所述堿洗單元中進一步包括塔底循環(huán)裝置,將塔底的接觸完成的堿性物質(zhì)的溶液循環(huán)至塔頂?shù)膰娏苎b置。
13.根據(jù)權(quán)利要求8?12中任一項所述的處理裝置,其中,所述脫硫脫水單元中設(shè)置有裝載有脫硫脫水劑的篩網(wǎng)或者床層;和/或在脫硫脫水單元中,進一步包括脫硫脫水循環(huán)裝置,使流經(jīng)脫硫脫水單元的廢氣的至少一部分再次循環(huán)至脫硫脫水單元的入口。
14.根據(jù)權(quán)利要求8?12中任一項所述的處理裝置,其中,在堿洗單元和脫硫脫水單元之間具有檢測裝置;和/或在脫硫脫水單元和催化氧化單元之間,具有檢測裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求8?13中任一項所述的處理裝置,其中,在脫硫脫水單元和催化氧化單元之間的流路上具有預(yù)熱單元;和/或,在脫硫脫水單元和催化氧化單元之間的流路上具有換熱單元,在換熱單元中,使來自脫硫脫水單元廢氣與來自催化氧化單元的經(jīng)處理的氣體進行換熱。
16.脫硫脫水劑用于廢氣處理的用途,其中所述廢氣為來自污水池的廢氣,所述脫硫脫水步驟中使用脫硫脫水劑,所述脫硫脫水劑包含活化的多孔載體和擔(dān)載于多孔載體的活性劑,所述多孔載體為選自分子篩、氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、二氧化鈦、高嶺土、活性炭、硅藻土、凹凸棒土中的至少一種;
所述活性劑為選自堿金屬的氫氧化物(氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫)、堿金屬的碳酸鹽(碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀)、堿金屬的碳酸氫鹽(碳酸氫鋰、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀)中的至少一種,優(yōu)選為選自堿金屬的氫氧化物、堿金屬的碳酸鹽中的至少一種;
優(yōu)選的是,所述脫硫脫水劑通過以下方法制備:
使活性劑的溶液與多孔載體材料接觸反應(yīng),而后進行加熱,將含有活性劑與多孔載體材料的溶液在減壓下干燥,得到固體脫硫脫水劑;
優(yōu)選的是,將上述制備的脫硫脫水劑熟化1?2天。
說明書: 污水池廢氣的治理方法和裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明提供一種廢氣的處理方法和處理裝置;更具體而言,本發(fā)明提供一種用于處理來自污水池的廢氣的處理方法和處理裝置。背景技術(shù)[0002] 近年來國家對環(huán)保的要求日益提高,2015年4月環(huán)保部頒布了《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》(GB31570?2015)和《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(GB31571?2015)。這些標準里規(guī)定了廢水集輸、儲存和處理設(shè)施的標準。其中規(guī)定,用于集輸、儲存和處理含揮發(fā)性有機物(OCs)、惡臭物質(zhì)的廢水設(shè)施應(yīng)密閉,產(chǎn)生的廢氣應(yīng)接入有機廢氣處理裝置,其大氣污染物排放應(yīng)符合該標準中大氣污染物排放限值,并要求現(xiàn)有企業(yè)自2017年7月1日起執(zhí)行。
[0003] 另外,2017年1月,江蘇省發(fā)布了《化學(xué)工業(yè)揮發(fā)性有機物排放標準》(DB32/3151?2016),該標準里規(guī)定了化學(xué)工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物的排放限值,并要求現(xiàn)有企業(yè)自
2019年2月1日起執(zhí)行。其中,揮發(fā)性有機物及臭氣濃度限值中,要求非甲烷總烴≤
3
80mg/m 。同時該標準還指出,環(huán)評或排污許可證要求嚴于本標準時,從嚴執(zhí)行。而諸如上海
3
市的DB31/933標準已要求有機污染物中的苯≤1mg/m ,北京市的DB11/477標準要求焚燒
3 3
處理的OCs(揮發(fā)性有機物)濃度≤20mg/m,非焚燒處理的OCs濃度≤100mg/m。
[0004] 按照財政部、國家發(fā)改委及環(huán)保部發(fā)布的《揮發(fā)性有機物排污收費試點辦法》財稅[2015]71號,以及江蘇省《化學(xué)工業(yè)揮發(fā)性有機物排放標準》,從2018年1月1日起,每污染當(dāng)量由3.6元提升至4.8元,上海地區(qū)在2017年的每污染當(dāng)量費用就已經(jīng)達到了20元/kg。根據(jù)中華人民共和國環(huán)境保護法及大氣污染防治法,違規(guī)排放OCs的企業(yè),可能面臨限產(chǎn)、停產(chǎn)整治,停業(yè)關(guān)閉,按日處罰等處罰措施。[0005] 面對這些嚴格的標準,企業(yè)在廢水、廢氣的治理上的需求更加迫切。[0006] 另一方面,對于污水池產(chǎn)生的廢氣,其特征為有機物組分復(fù)雜、總有機物濃度波動大,尤其是水汽含量大。由于氣體中無具有回收利用價值的組分,因此膜分離和冷凝法這類回收治理方法不適用,而吸附、吸收等處理方法會產(chǎn)生大量二次污染,而高溫焚燒方法的能耗極高。針對此類廢氣,低溫催化氧化法是一種經(jīng)濟、可靠的治理方式。[0007] 但是,來自于污水池的廢氣中,一般含有一定濃度的硫化物,其包括各類無機硫化合物和各類有機硫化合物。在對來自污水池的廢氣,利用催化氧化催化劑進行處理時,該硫化物往往會導(dǎo)致催化劑中毒,嚴重削減了催化劑的催化氧化性能,嚴重降低廢氣的處理效率。因此,在對廢氣進行催化氧化處理之前,需要對廢氣進行預(yù)處理,以除去其中的硫化物。[0008] 另一方面,來自于污水池的廢氣中,水汽含量極大,常溫下水蒸氣含量處于過飽和狀態(tài),在對該廢氣進行處理時,由于催化氧化處理通常在高溫下進行,高溫高濕條件下,催化劑可能會發(fā)生水熱反應(yīng),這對于催化劑的性能有很大影響,因此需要采取降溫、過濾的方式進行降低水含量的預(yù)處理。但是,這種預(yù)處理又會大大增加治理設(shè)施的投資和運行成本。但若不進行降低氣體中水含量的預(yù)處理,則對催化劑的水熱穩(wěn)定性具有極高要求。
[0009] 因此,在現(xiàn)有技術(shù)中,亟需一種可以降低廢氣中的硫化物含量,同時降低廢氣中水蒸氣含量的處理方法,以便于對于廢氣進行后續(xù)的催化氧化處理。發(fā)明內(nèi)容[0010] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題,本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過深入地研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過特定的預(yù)處理方法,并結(jié)合特定的處理劑,可以在降低廢氣中的硫化物含量同時,控制廢氣中的水蒸氣含量,使得經(jīng)預(yù)處理的廢氣更利于后續(xù)的催化氧化處理。本發(fā)明的預(yù)處理方法特別適合于來自污水池的廢氣的處理。[0011] 更具體而言,本發(fā)明提供一種廢氣處理方法,其中,使廢氣依次通過堿洗步驟、脫硫脫水步驟和催化氧化步驟進行處理;其中,在堿洗步驟中,將廢氣與堿性溶液接觸,進行堿洗;
在脫硫脫水步驟中,使經(jīng)堿洗的廢氣與脫硫脫水劑接觸,所述脫硫脫水劑包含活化的多孔載體和擔(dān)載于載體的活性劑;和
在催化氧化步驟中,使經(jīng)過脫硫脫水步驟的廢氣與催化氧化催化劑接觸,進行處理。
[0012] 本發(fā)明還提供一種廢氣處理裝置,其中按照廢氣流路,依次包括堿洗單元、脫硫脫水單元和催化氧化單元,其中,堿洗單元具備與廢氣接觸的堿性物質(zhì)的溶液;
脫硫脫水單元具有脫硫脫水劑,所述脫硫脫水劑包含活化的多孔載體和擔(dān)載于載體的活性劑;
催化氧化單元中設(shè)置有與廢氣接觸發(fā)生催化氧化的催化氧化催化劑。
[0013] 本發(fā)明還提供一種將脫硫脫水劑用于廢氣處理的用途,其中所述廢氣為來自污水池的廢氣。附圖說明[0014] 圖1用于說明本發(fā)明一個實施方式的工藝流程圖。[0015] 發(fā)明效果本發(fā)明的廢氣處理方法中,通過對廢氣依次進行堿洗處理和脫硫脫水處理,可以有效地降低廢氣中的硫含量、并使得廢氣中的水蒸氣含量得以降低,由此在廢氣進入催化氧化處理時,不會由廢氣中的硫化合物或者水蒸氣導(dǎo)致催化劑的活性受到影響,使得后續(xù)的廢氣的催化氧化處理得以順利地進行。
[0016] 通過本發(fā)明的廢氣處理方法,可以極大地延長催化劑的使用壽命,改善OCs去除率,提高處理廢氣的效率,特別是提高處理來自污水池的廢氣的處理效率。具體實施方式[0017] 下面將結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明的實施方案進行更為詳細的說明,但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解,下列描述的具體實施方式僅用于說明本發(fā)明,而不應(yīng)視為對本發(fā)明的保護范圍的限定。相反,本發(fā)明意圖涵蓋可被包括在由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍之內(nèi)的所有替代、修改和等同的方式。[0018] 在沒有特別說明的情況下,本發(fā)明的各實施方案可以以任意地方式進行組合,由此而得的技術(shù)方案的轉(zhuǎn)換、變形、改變也包括在本發(fā)明的范圍之中,并且并未超出本發(fā)明的范圍。[0019] [廢氣處理方法]本發(fā)明提供一種廢氣處理方法,其中,使廢氣依次通過堿洗步驟、脫硫脫水步驟和催化氧化步驟進行處理。
[0020] 堿洗步驟中,使廢氣與堿性物質(zhì)的溶液接觸。本發(fā)明中,堿洗步驟中的堿性物質(zhì)為選自堿金屬的氫氧化物、堿金屬的碳酸鹽、堿金屬的碳酸氫鹽、堿土金屬的氫氧化物、堿土金屬的碳酸鹽、堿土金屬的碳酸氫鹽中的至少一種。作為堿金屬的氫氧化物,可以列舉氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫;作為堿金屬的碳酸鹽,可以列舉碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀;作為堿金屬的碳酸氫鹽,可以列舉碳酸氫鋰、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀;作為堿土金屬的氫氧化物,可以列舉氫氧化鈣、氫氧化鋇;作為堿土金屬的碳酸鹽,可以列舉碳酸鎂;作為堿土金屬的碳酸氫鹽,可以列舉碳酸氫鎂。其中,優(yōu)選堿金屬的氫氧化物、堿金屬的碳酸鹽、堿金屬的碳酸氫鹽,更優(yōu)選為堿金屬的氫氧化物。[0021] 作為可以溶解堿性物質(zhì)的溶劑,可以選自自來水、純化水或去離子水。[0022] 作為堿性物質(zhì)的溶液的濃度,沒有特別限定,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)臐舛?,例如,相對于溶液的總質(zhì)量,堿性物質(zhì)的含量為0.5%?90%、1%?80%、5%?70%、10%?60%、15%?50%、20%?40%、25%?30%,但不限于此。
[0023] 作為使廢氣與堿性物質(zhì)的溶液接觸的方式,只要可以使廢氣和堿性物質(zhì)接觸即可,沒有特別限定。例如,在本發(fā)明的一個實施方式中,可以使廢氣在堿性物質(zhì)的溶液中鼓泡,此時可以使用氣體分布器等將廢氣分布在堿性物質(zhì)的溶液中,還可以采用堿洗塔,此時,從塔底進料廢氣,從塔頂噴淋堿性物質(zhì)的溶液,使堿性物質(zhì)和廢氣在塔中接觸,在塔底收集接觸后的溶液,經(jīng)處理的廢氣從塔頂排出。在本發(fā)明的一個實施方式中,可以在堿洗塔中上部設(shè)置一個或多個填料層,使得從填料層上方流下的堿性物質(zhì)的溶液和從填料層下方進入的廢氣在填料層得到充分地接觸。[0024] 在脫硫脫水步驟中,使經(jīng)堿洗的廢氣與脫硫脫水劑接觸。[0025] 本發(fā)明中,所述脫硫脫水劑包含活化的多孔載體和擔(dān)載于多孔載體的活性劑。作為轉(zhuǎn)化為活化的多孔載體的多孔載體材料,可以為選自分子篩、氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、二氧化鈦、高嶺土、活性炭、硅藻土、凹凸棒土中的至少一種,優(yōu)選為選自活性炭、硅藻土、凹凸2 ?1
棒土中的至少一種。更優(yōu)選為活性炭。所述多孔載體材料的BET比表面積為100 800m·g ,~
2 ?1 ?1
優(yōu)選110 800m·g ,眾數(shù)孔徑為2 16nm,優(yōu)選為4 12nm,孔容為0.15 1.2ml·g ,優(yōu)選為~ ~ ~ ~
?1
0.3 1.2ml·g 。但不限于此,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要來適當(dāng)調(diào)節(jié)選擇。
~
[0026] 作為擔(dān)載于活化的多孔載體的活性劑,為選自堿金屬的氫氧化物、堿金屬的碳酸鹽、堿金屬的碳酸氫鹽中的至少一種,優(yōu)選為選自堿金屬的氫氧化物、堿金屬的碳酸鹽中的至少一種。作為堿金屬的氫氧化物,可以列舉氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫;作為堿金屬的碳酸鹽,可以列舉碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀;作為堿金屬的碳酸氫鹽,可以列舉碳酸氫鋰、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀。[0027] 本發(fā)明的脫硫脫水劑中,相對于多孔載體材料的質(zhì)量,所述活性劑的擔(dān)載量為0.01質(zhì)量%?20質(zhì)量%,優(yōu)選0.1質(zhì)量%?10質(zhì)量%,更優(yōu)選1質(zhì)量%?5質(zhì)量%。
[0028] 作為本發(fā)明的脫硫脫水劑的制備方式,使活性劑活化載體后,擔(dān)載于其上即可。作為活化并擔(dān)載的方式,可以使活性劑的溶液與載體材料接觸(例如使載體材料浸漬于活性劑的溶液)發(fā)生反應(yīng),而后進行加熱,將含有活性劑與載體材料的溶液在減壓下干燥。由此,可以制備的得到本發(fā)明的固體脫硫脫水劑。優(yōu)選地,將新鮮制得的脫硫脫水劑熟化1?2天。熟化條件沒有任何限定,可以為在室溫、常壓下放置1?2天。
[0029] 例如,以多孔載體材料為活性炭、活性劑為氫氧化鉀為例。使用溶劑將預(yù)定量的氫氧化鉀制備為溶液,進而,在該溶液中添加預(yù)定量的活性炭,充分攪拌后,加熱蒸發(fā)干燥,即可得到固體形式的活性炭被活化且擔(dān)載氫氧化鉀的脫硫脫水劑。在本發(fā)明的脫硫脫水劑的制備中,作為溶解活性劑的溶劑,可以選自自來水、純化水和去離子水;作為加熱干燥的條件,可以為:50?150℃(優(yōu)選100?150℃,更優(yōu)選120?150℃)的溫度下減壓下(絕對壓力0~0.095MPa(優(yōu)選0.0~0.05MPa,更優(yōu)選0.0~0.03MPa))干燥1?24h(優(yōu)選2?14h,更優(yōu)選4?
6h)。另外,在本發(fā)明中,在將活性劑溶液與多孔載體材料進行混合時,由于活性劑與多孔載體材料之間發(fā)生反應(yīng),因此能產(chǎn)生放熱,此時,可以根據(jù)需要進行攪拌,將溫度控制在上述的加熱溫度,直至溶劑蒸干。另外,本發(fā)明中,可以根據(jù)需要對于多孔載體材料進行進一步粉碎。
[0030] 作為廢氣與脫硫脫水劑的接觸方式,只要可以使二者接觸,使脫硫脫水劑脫附廢氣中的含硫化合物和水蒸氣即可,沒有特別限定。例如可以使用脫硫罐,將脫硫脫水劑裝載于脫硫罐的篩網(wǎng)中,使廢氣通過其即可。也可以使廢氣通過裝載有脫硫脫水劑的床層。裝載有脫硫脫水劑的篩網(wǎng)或床層的形式?jīng)]有具體限定,只要是可以是廢氣流通,與脫硫脫水劑接觸即可。此時,可以根據(jù)需要設(shè)置多層篩網(wǎng)或床層。[0031] 在催化氧化步驟中,將經(jīng)過脫硫脫水處理的廢氣進行催化氧化處理,以除去廢氣中的OCs。作為催化氧化步驟中使用的催化劑,可以使用本領(lǐng)域中已知的用于催化氧化處理OCs的各種催化氧化催化劑。催化氧化的溫度可以使用本發(fā)明已知的用于催化氧化處理OCs的通常溫度,例如可以為150℃?500℃,優(yōu)選150℃?450℃,更優(yōu)選250℃?350℃。[0032] 在本發(fā)明的一個實施方式中,使用堿洗塔進行堿洗步驟時,使廢氣從塔中下部進入堿洗塔,從塔頂噴淋堿性物質(zhì)的溶液,使得廢氣與堿性物質(zhì)的溶液接觸。[0033] 在本發(fā)明的一個實施方式中,使用堿洗塔進行堿洗步驟時,使與廢氣接觸后的堿性物質(zhì)的溶液的至少一部分循環(huán)至塔頂,以再次與廢氣接觸。[0034] 在本發(fā)明的一個實施方式中,使用堿洗塔進行堿洗步驟時,使與堿性物質(zhì)的溶液接觸后的廢氣的至少一部分循環(huán)至廢氣進氣口,以再次與堿性物質(zhì)的溶液接觸。[0035] 在本發(fā)明的一個實施方式中,在堿洗步驟和脫硫脫水步驟之間,設(shè)置檢測步驟,該檢測可以是在線監(jiān)測,測定經(jīng)堿洗步驟處理后的廢氣中的硫化物的含量。[0036] 在本發(fā)明的一個實施方式中,使經(jīng)過脫硫脫水步驟的廢氣的至少一部分再次循環(huán)至脫硫脫水步驟的上游,以再次進行脫硫脫水處理。[0037] 在本發(fā)明的一個實施方式中,在脫硫脫水步驟和催化氧化步驟之間,設(shè)置檢測步驟,該檢測可以是在線監(jiān)測,測定經(jīng)脫硫脫水步驟后的廢氣中的硫化物的含量和水蒸氣的含量。[0038] 在本發(fā)明的一個實施方式中,在脫硫脫水步驟和催化氧化步驟之間,具有對經(jīng)脫硫脫水處理后的廢氣進行預(yù)熱的預(yù)熱步驟。[0039] 在本發(fā)明的一個實施方式中,所述預(yù)熱步驟包括通過加熱單元對經(jīng)脫硫脫水處理后的廢氣進行加熱的步驟,該加熱可以使用本領(lǐng)域常用的加熱器。[0040] 在本發(fā)明的一個實施方式中,在脫硫脫水步驟和催化氧化步驟之間,具有使經(jīng)脫硫脫水處理后的廢氣與經(jīng)催化氧化處理后的氣體進行換熱的換熱步驟。[0041] 在本發(fā)明的一個實施方式中,所述預(yù)熱步驟中,使經(jīng)脫硫脫水處理后的廢氣的至少一部分在預(yù)熱步驟中進行預(yù)熱,通過調(diào)節(jié)進入預(yù)熱步驟的經(jīng)脫硫脫水處理后的廢氣的比例,調(diào)節(jié)進入催化氧化步驟前的廢氣的溫度。[0042] 在本發(fā)明的一個實施方式中,所述換熱步驟中,引入經(jīng)催化氧化處理后的氣體的至少一部分,通過調(diào)節(jié)進入換熱步驟的經(jīng)脫硫脫水處理后的廢氣的比例、和/或調(diào)節(jié)引入預(yù)熱步驟的經(jīng)催化氧化處理后的氣體的比例來調(diào)節(jié)進行換熱的高溫側(cè)流體的比例,由此調(diào)節(jié)進入催化氧化步驟前的廢氣的溫度。[0043] [廢氣處理裝置]本發(fā)明還提供一種廢氣處理裝置,其中按照廢氣流路,依次包括堿洗單元、脫硫脫水單元和催化氧化單元;其中,
堿洗單元中具有與廢氣接觸的堿性物質(zhì)的溶液;
脫硫脫水單元中具有脫硫脫水劑,所述脫硫脫水劑包含活化的多孔載體和擔(dān)載于載體的活性劑;
催化氧化單元中設(shè)置有與廢氣接觸發(fā)生催化氧化的催化氧化催化劑。
[0044] 本發(fā)明的廢氣處理裝置中,堿洗單元中具有與廢氣接觸的堿性物質(zhì)的溶液。在本發(fā)明的一個實施方式中,所述堿洗單元為堿洗塔。本發(fā)明中的堿洗單元中,可以進行本發(fā)明上述的堿洗步驟,其中的堿性物質(zhì)、溶劑等各成分以及相關(guān)特征如上所述。[0045] 本發(fā)明的脫硫脫水單元中,具有脫硫脫水劑,所述脫硫脫水劑包含活化的多孔載體和擔(dān)載于載體的活性劑。本發(fā)明中的廢氣處理裝置中的脫硫脫水劑可以使用本發(fā)明上述的脫硫脫水劑。本發(fā)明的催化氧化單元中,設(shè)置有催化氧化催化劑,使廢氣與其接觸,進行催化氧化處理,以除去廢氣中的OCs。本發(fā)明的催化氧化單元可以為催化氧化反應(yīng)器。催化氧化的溫度可以使用本領(lǐng)域已知的用于催化氧化處理OCs的通常溫度,例如可以為150℃?500℃,優(yōu)選150℃?450℃,更優(yōu)選150℃?350℃。
[0046] 在本發(fā)明的一個實施方式中,在堿洗單元中,可以使廢氣在堿性物質(zhì)的溶液中鼓泡,此時堿洗單元中可以具有氣體分布器,通過氣體分布器,將廢氣分布在堿性物質(zhì)的溶液中。[0047] 在本發(fā)明的一個實施方式中,堿洗單元為堿洗塔,此時,堿洗單元具有塔底的廢氣進料口和塔頂?shù)膹U氣出口、以及塔頂?shù)膲A性物質(zhì)的溶液的噴淋裝置,從塔底進料廢氣,從塔頂噴淋堿性物質(zhì)的溶液,使堿性物質(zhì)和廢氣在塔中接觸,在塔底收集接觸后的溶液,經(jīng)處理的廢氣從塔頂排出。[0048] 在本發(fā)明的一個實施方式中,在堿洗塔中上部設(shè)置一個或多個填料層,使得從填料層上方流下的堿性物質(zhì)的溶液和從填料層下方進入的廢氣在填料層得到充分地接觸。[0049] 在本發(fā)明的一個實施方式中,在堿洗單元中,進一步包括塔頂循環(huán)裝置,將從塔頂出料的廢氣循環(huán)至堿洗單元的廢氣進料口。[0050] 在本發(fā)明的一個實施方式中,在堿洗單元中,進一步包括塔底循環(huán)裝置,將塔底的接觸完成的堿性物質(zhì)的溶液循環(huán)至塔頂?shù)膰娏苎b置。[0051] 在本發(fā)明的一個實施方式中,在堿洗單元和脫硫脫水單元之間具有檢測裝置,所述檢測裝置測定流出堿洗單元的廢氣中的硫化物的含量。[0052] 在本發(fā)明的一個實施方式中,所述脫硫脫水單元為脫硫罐。在本發(fā)明的一個實施方式中,在脫硫罐中設(shè)置有裝載了脫硫脫水劑的篩網(wǎng)或者床層,使廢氣通過該篩網(wǎng)或床層,與脫硫脫水劑接觸,除去廢氣中的硫化物和水蒸氣。在本發(fā)明的一個實施方式中,可以根據(jù)需要設(shè)置多層篩網(wǎng)或床層。[0053] 在本發(fā)明的一個實施方式中,在脫硫脫水單元中,進一步包括脫硫脫水循環(huán)裝置,使流經(jīng)脫硫脫水單元的廢氣的至少一部分再次循環(huán)至脫硫脫水單元入口,以再次進行脫硫脫水處理。[0054] 在本發(fā)明的一個實施方式中,在脫硫脫水單元和催化氧化單元之間,具有檢測裝置,所述檢測裝置測定流經(jīng)脫硫脫水單元后的廢氣中的硫化物的含量和水蒸氣的含量。[0055] 在本發(fā)明的一個實施方式中,在脫硫脫水單元和催化氧化單元之間的流路上具有預(yù)熱單元。[0056] 在本發(fā)明的一個實施方式中,所述預(yù)熱單元為加熱來自脫硫脫水單元廢氣的單元。預(yù)熱單元中可以包括本領(lǐng)域常規(guī)的加熱器。[0057] 在本發(fā)明的一個實施方式中,在脫硫脫水單元和催化氧化單元之間的流路上具有換熱單元,在換熱單元中,使來自脫硫脫水單元廢氣與來自催化氧化單元的經(jīng)處理的氣體進行換熱。在所述換熱單元中,使來自脫硫脫水單元廢氣通過換熱單元的殼程/管程,使來自催化氧化單元的經(jīng)處理的氣體通過換熱單元的管程/殼程,進行換熱。[0058] 本發(fā)明還提供將脫硫脫水劑用于廢氣處理的用途,其中所述廢氣為來自污水池的廢氣。[0059] 不受任何理論限定地,本發(fā)明人推測,本發(fā)明中,首先將來自污水池的含OCs和硫化物的廢氣通過堿洗單元進行堿洗,除去其中的有機硫化合物和無機硫化合物,而后,使經(jīng)處理的廢氣通過脫硫脫水單元,使廢氣與脫硫脫水劑接觸,由此,一方面除去廢氣中殘留的有機硫化合物(特別是硫醚和羰基硫類化合物),另一方面,脫硫脫水劑可以有效地降低廢氣中的水蒸氣的含量,由此,出脫硫脫水單元的廢氣中的硫化物(包括有機硫化合物和無機硫化合物)含量極低(優(yōu)選為檢測限以下),并且水蒸氣被有效地吸收,再將該經(jīng)處理的廢氣通過催化氧化單元,使其與催化氧化催化劑接觸,可以有效地除去廢氣中的OCs,得到經(jīng)處理的氣體。由于進入催化氧化單元的廢氣中,硫化物(包括有機硫化合物和無機硫化合物)含量極低(優(yōu)選為檢測限以下),因此,催化劑不會發(fā)生由硫化物導(dǎo)致的中毒,另外,由于水蒸氣含量低,因此高溫水蒸氣對于催化劑的影響也得到抑制。由此,可以穩(wěn)定且高效地發(fā)揮催化劑的催化氧化作用。[0060] 本發(fā)明中,廢氣中的OCs濃度可以用本領(lǐng)域常用的總揮發(fā)性有機物(TOC)或非甲烷總烴(NMHC)的濃度進行表征和測定。[0061] 以下,結(jié)合本發(fā)明圖1,示例性地說明本發(fā)明的一個實施方式。但是,本發(fā)明并不限定于該實施方式。另外,本發(fā)明下述的各裝置未必都在圖1中示出。[0062] 1.開車催化氧化反應(yīng)器(催化氧化單元)設(shè)置的催化床層需要進行預(yù)熱,催化床層溫度達到工作溫度(350℃)后,才可通入廢氣處理。預(yù)熱催化氧化反應(yīng)器時,可以通過熱風(fēng)內(nèi)循環(huán)的形式進行加熱。
[0063] 2.運行催化氧化反應(yīng)器具備工作條件后,廢氣先經(jīng)過堿洗塔(堿洗單元)除去無機硫化合物和有機硫化合物,堿洗塔中堿性物質(zhì)的溶液為氫氧化鈉水溶液,控制堿液pH值為12?13。
當(dāng)pH值低于12時,通過補堿泵向堿洗塔中補充氫氧化鈉水溶液(堿液)。堿液由堿液循環(huán)泵打入堿洗塔上部兩個填料層,在填料層使廢氣與堿液充分接觸后,廢氣中的硫化物與氫氧化鈉反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽分。堿洗塔設(shè)置溢流口,當(dāng)廢氣中水含量較高時,會造成堿洗塔液位升高,需從溢流口排出。當(dāng)廢氣中水分較低時,會夾帶堿洗塔中的水分,需向堿洗塔內(nèi)補充新鮮水。
[0064] 廢氣通過堿洗塔后進入脫硫罐(脫硫脫水單元),脫硫罐內(nèi)裝填脫硫脫水劑。由此,在堿洗塔未脫除干凈的硫醚和羰基硫類化合物,在脫硫罐內(nèi)被脫除,同時廢氣中含有的水蒸氣也被脫硫脫水劑吸收。[0065] 通過脫硫罐后的廢氣,進入氣氣換熱器(換熱單元)的殼程,回收熱量,氣氣換熱器殼程入口管線設(shè)置旁路,當(dāng)廢氣中非甲烷總烴濃度較大時,部分廢氣從旁路直接進入催化氧化反應(yīng)器入口管線。[0066] 離開氣氣換熱器的廢氣進入電加熱器(預(yù)熱單元)補充熱量,確保進入催化氧化反3
應(yīng)器入口的氣體溫度達到350℃。其中,當(dāng)廢氣中非甲烷總烴濃度達到2500mg/Nm 時(按絕熱計算),經(jīng)氣氣換熱器(換熱單元)換熱后的廢氣溫度能夠達到350℃,此時,不需要電加熱器。
[0067] 廢氣通過電加熱器后,進入催化氧化反應(yīng)器(催化氧化單元),廢氣與催化劑接觸,廢氣中OCs在催化劑作用下,無焰氧化生成二氧化碳和水,凈化后的氣體的至少一部分引入上述氣氣換熱器(換熱單元),與通過脫硫罐后的廢氣進行換熱后,排放。實施例
[0068] 以下,通過實施例來說明的效果,但是,本發(fā)明的實施方式不限于實施例。[0069] 試驗1試驗地點:揚子石化水廠凈一車間1號廢氣總管;
試驗裝置:直接催化氧化試驗裝置流程如圖1所示。
[0070] 試驗流程描述:從水廠污水池廢氣總管上開一條側(cè)線,側(cè)線廢氣先經(jīng)過堿洗塔去除其中的無機硫化物,再在脫硫脫水塔中去除有機硫化物和水分,然后經(jīng)過電加熱器將廢氣加熱到需要的溫度,最后通過催化柜,催化柜中裝有催化氧化催化劑,廢氣中的OCs在催化劑的作用下,無焰燃燒生成二氧化碳和水,進行無害化治理,凈化后的廢氣直接排放向大氣。
[0071] 試驗裝置前后設(shè)有取樣口,用于采集治理前后的氣體。[0072] 試驗裝置可以通過閥門切換,短路堿洗塔、脫硫脫水塔,用以試驗驗證堿洗和脫硫脫水塔的作用。[0073] 試驗條件:3
廢氣流量:200Nm/h
廢氣溫度:25℃
廢氣壓力:常壓
用于堿洗的堿性物質(zhì):氫氧化鉀
堿液PH值:12~13
堿洗塔液氣比:2:1
脫硫脫水塔填料:本發(fā)明的脫硫脫水劑
脫硫脫水塔填料裝填量:200L
?1
脫硫脫水塔空速:1000h
廢氣進入催化柜的溫度:160?350℃
催化劑裝填量:20L
?1
催化劑空速:10000h 。
[0074] 本發(fā)明的脫硫脫水劑的制備為:將活性炭浸漬在相對于活性炭的質(zhì)量氫氧化鉀的量為2質(zhì)量%的氫氧化鉀水溶液中,持續(xù)攪拌,始終控制溫度在90℃?100℃,在0.095MPa的壓力下持續(xù)攪拌,直至溶劑蒸干。
[0075] 試驗結(jié)果:試驗測定了在160?350℃之間,本工藝治理污水池惡臭氣體效果,試驗結(jié)果見附表
1。
[0076] 結(jié)論:在350℃以上催化氧化處理的情況下,能夠保證水廠凈一車間廢氣治理后非3
甲烷總烴和三苯凈化率在95%以上,入口非甲烷總烴是205.35mg/Nm ,出口非甲烷總烴是
3
2.55mg/Nm ,250℃以上催化氧化處理能夠保證水廠凈一車間廢氣治理后非甲烷總烴和三
3 3
苯凈化率在90%以上,入口非甲烷總烴是273.35mg/Nm ,出口非甲烷總烴是26.0mg/Nm ,均能滿足國家頒布的(GB31571?2015)和江蘇省(DB32/3151?2016)廢氣排放標準。特別是,在350℃以上進行處理時,能夠滿足中石化總部煉油事業(yè)部的要求,效果更為優(yōu)異。
[0077] 試驗2使試驗1中催化氧化處理的溫度為350℃,分別在不使用堿洗塔、不使用脫硫脫水塔、和脫硫脫水塔填料為一般活性炭三種情況,與試驗1同樣地進行污水池惡臭氣體處理,試驗結(jié)果見表2。
[0078] 另外,使試驗1中催化氧化處理的溫度為350℃,在堿洗塔和脫硫脫水塔之間設(shè)置高濃度堿液罐(氫氧化鉀水溶液,濃度10wt%),將出堿洗塔的廢氣在堿液罐中鼓泡,出堿液罐的廢氣進入脫硫脫水塔,在脫硫脫水塔中填充一般活性炭,與試驗1同樣地進行污水池惡臭氣體處理。[0079] 由以上試驗1和試驗2可知,本發(fā)明的廢氣處理方法對于來自污水池的廢氣,表現(xiàn)出優(yōu)異的處理效果,可以有效地凈化廢氣中的OCs。與此相對地,在不使用堿洗塔、或者不使用脫硫脫水塔的情況下,廢氣中的OCs的凈化效率降低。另一方面,使用一般活性炭代替本發(fā)明的脫硫脫水劑的情況下,廢氣中的OCs的也無法得到有效地凈化。進而,在不使用本發(fā)明的脫硫脫水劑的情況下,即使充分地除去硫化合物(上述高濃度堿液罐的方式),也無法實現(xiàn)OCs的有效凈化。不受任何理論限定地,推測這是因為,雖然硫化合物被充分地去除,但是水蒸氣含量未被本發(fā)明的脫硫脫水劑吸附,進入催化氧化反應(yīng)器的廢氣中,水蒸氣含量過高,導(dǎo)致催化劑的活性受到影響。[0080] 產(chǎn)業(yè)實用性本發(fā)明中,通過特定的處理方法或特定的處理裝置,可以有效地對于來自污水池的廢氣進行處理,除去其中的OCs,而不會發(fā)生催化劑活性降低或失活的現(xiàn)象。
聲明:
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我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)