高濃度廢氣催化氧化方法技術(shù)

一種高濃度廢氣催化氧化方法，廢氣與空氣混合并被預(yù)熱后，依次有間隔地經(jīng)過多級催化層和多級撤熱層，被催化氧化并回收熱量后排放。本方法采取分段氧化和逐步處理后，環(huán)保效果同單一反應(yīng)器相比提高約１０－２０％，因催化層高點溫度降低５０－１００℃，催化劑壽命約增加１－２年；在處理高濃度有機(jī)氣體時，系統(tǒng)有非常高的熱穩(wěn)定性。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種廢棄處理方法，尤其涉及一種。
技術(shù)介紹
隨著環(huán)保要求的提高，高濃度有機(jī)廢氣的處理越來越得到化工等各生產(chǎn)廠家的重 視，催化焚燒是近年來逐步發(fā)展的處理有機(jī)廢氣的新興的先進(jìn)技術(shù)，它是采用貴金屬鉑、鈀 等催化劑對揮發(fā)性有機(jī)物低溫氧化燃燒的有機(jī)廢氣進(jìn)行處理技術(shù)，幾乎所有揮發(fā)性有機(jī)物 都可在200-65(TC的范圍內(nèi)催化燃燒，使有機(jī)物或氮氧化物轉(zhuǎn)化成二氧化碳、氯化氫、二氧 化氮、二氧化硫、氯氣、水和氮氣。目前市場上有三個系列的貴金屬催化劑金屬蜂窩貴金屬 催化劑、陶瓷蜂窩貴金屬催化劑、陶瓷球型貴金屬催化劑。其中金屬蜂窩貴金屬催化劑具有 活性高、機(jī)械強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好、壓降小、易于清洗、使用壽命長的特點，預(yù)計在石油化工 領(lǐng)域?qū)⑷〈蛐痛呋瘎┖吞沾纱呋瘎４呋贌夹g(shù)具有正常生產(chǎn)過程中無需任何輔助燃 料，系統(tǒng)操作簡單、可靠，運行費用低的特點，具有非常好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。目前已應(yīng) 用在硝酸尾氣催化還原處理、丙烯腈尾氣催化氧化處理、丙烯酸尾氣催化氧化處理、苯酐 (PA)、順酐(MA)、馬來酸尾氣催化氧化處理、苯乙烯尾氣催化氧化處理、苯酚丙酮尾氣催化 氧化、尿素尾氣催化氧化處理、聚丙烯酰胺尾氣催化氧化處理、ABS尾氣處理、橡膠工業(yè)尾氣 處理、煉油廠尾氣催化氧化處理、油漆、噴涂、電子工業(yè)尾氣處理、紡織工業(yè)尾氣處理的領(lǐng)域 中。已逐漸取代操作復(fù)雜，能耗高的熱力焚燒系統(tǒng)。 催化焚燒通用工藝介紹如下有機(jī)廢氣與補(bǔ)充空氣經(jīng)尾氣換熱器預(yù)熱后，經(jīng)加熱 器(一般只在開車使用)后，達(dá)到起始溫度200-30(TC后，進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器，有機(jī)物在此 被氧化為0)2和1120等無機(jī)物。氧化反應(yīng)放出的熱量經(jīng)熱量回收裝置和尾氣換熱器后，排入 大氣。 在工業(yè)化生產(chǎn)過程中，高濃度有機(jī)廢氣的組成，往往不是單一組分，通常是多種物 質(zhì)的混合物，以丙烯酸裝置尾氣為例，其有機(jī)組分有；醋酸、甲苯、丙烯酸、丙烯醛、丙烯、丙 烷、丙烯酸酯類、醇類、醛類、等等近幾十種成分。而這些成分的燃點由高到低各不相同，燃 燒時的放熱量也不相同，氧化反應(yīng)速度也不一樣，更重要的是在工業(yè)化生產(chǎn)時，其原料的組 份含量和流量在不同的條件下也在發(fā)生著變化。這就給穩(wěn)定生產(chǎn)帶來較大的困難，在催化 反應(yīng)器內(nèi)， 一般裝填2-4層催化劑，燃點低、氧化速度快的無機(jī)物先被氧化，放出熱量，隨著 反應(yīng)的深入進(jìn)行，各層催化劑的溫度被逐步提高，高燃點的有機(jī)物也開始氧化，并進(jìn)一步放 出熱量，催化劑床層溫度逐級被推高。以3層為例，因有機(jī)物在三層催化劑內(nèi)停留時間很 短，氧化反應(yīng)迅速被完成，如果出口控制的過低，高燃點有機(jī)物起燃時間較晚，反應(yīng)沒有完 全結(jié)束，即被終止，這樣尾氣仍然還存在少量的有機(jī)物，而達(dá)不到環(huán)保要求。如果反應(yīng)器床 層出口溫度控制過高，這樣反應(yīng)會過于激烈，一旦外部條件稍有變化，如進(jìn)料有機(jī)物濃度 略有增加或補(bǔ)加的空氣量有較大的波動等，都會引起反應(yīng)溫度迅速增加，工藝上即使有連 鎖停車系統(tǒng)，但因這個過程時間很短，一般在10秒 30秒，當(dāng)發(fā)現(xiàn)時，已來不及控制，而造 成催化劑床層飛溫，嚴(yán)重的將損害催化劑，甚至造成安全事故。催化劑一旦損害，其中的貴金屬有效成份將流失，且載體也可能被燒毀并有可能坍塌。所以損壞的催化劑是不可再生 和回用的。損壞的催化劑通常是最后一層因溫度最高，而損壞的最為嚴(yán)重，下一層次之，第 一層損壞最輕。 在化工實際生產(chǎn)控制過程中，反應(yīng)溫度的控制至關(guān)重要。如果溫度控制低，反應(yīng)不 完全，有機(jī)氣體殘余量較大就被放空，則達(dá)不到環(huán)保要求。如果溫度控制高，不僅催化劑壽 命大大縮短，同時因在連續(xù)運行的過程中，不穩(wěn)定因素較多，控制的平穩(wěn)率很難保證，稍有 波動，極易造成飛溫，即有可能在30秒內(nèi)溫度快速達(dá)到650°C以上，甚至可達(dá)到IOO(TC，這 將對催化劑造成毀滅性損壞，也給安全生產(chǎn)帶來較大的隱患。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本專利技術(shù)的目的是提供一種，分兩級或多級對廢氣進(jìn)行催化氧化。 本專利技術(shù)的技術(shù)方案是 本專利技術(shù)，工業(yè)廢氣先與空氣混合成待催化的廢氣，這種 廢氣被加熱(預(yù)熱)后，依次有間隔地經(jīng)過多級催化層和撤熱層，而被多級催化氧化并回收 熱量后排放。 所述高濃度廢氣總有機(jī)碳含量(T0C) > 1000mg/m3。 催化層裝填有催化所需的催化劑。撤熱層中注有蒸汽、導(dǎo)熱油或高壓水等撤熱介 質(zhì)，以吸收熱量，使得經(jīng)過催化層的廢氣溫度得以下降，從而進(jìn)入下一級催化層繼續(xù)被催化 氧化。廢氣在任一級催化層出口處的溫度為350-55(TC，廢氣經(jīng)撤熱層冷卻后，在下一級催 化層進(jìn)口處的溫度為220-300°C。 本專利技術(shù)中，催化層為2級以上，撤熱層為l級以上。廢氣先通過第一級催化層和第 一級撤熱層，然后再通過第二級催化層和第二級撤熱層，當(dāng)經(jīng)2級催化氧化處理后的廢氣 達(dá)到環(huán)保要求時，即可經(jīng)熱量回收后排放；如達(dá)不到環(huán)保要求，則可增加第三級或更多級催 化層和撤熱層，直到達(dá)到環(huán)保要求為止。 本專利技術(shù)的有益效果是 本專利技術(shù)，采用逐級催化氧化并與撤熱層相結(jié)合的方式 極大的提高了裝置運行穩(wěn)定性，還可有效的延長催化劑的使用壽命，從而帶來較好的經(jīng)濟(jì) 效益。本專利技術(shù)所述方法在處理高濃度有機(jī)氣體時，系統(tǒng)有非常高的熱穩(wěn)定性。采取分段 氧化和逐步處理后，環(huán)保效果同單一反應(yīng)器相比提高約10-20%，因催化層高點溫度降低 50-10(TC，催化劑壽命約增加1-2年。附圖說明 圖1是本專利技術(shù)多級催化層和撤熱層的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本專利技術(shù)催化層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本專利技術(shù)撤熱層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)特征。 圖1是本專利技術(shù)多級催化層和撤熱層的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中箭頭方向為廢氣流動方向；圖2是催化層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是撤熱層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖1和圖3中撤熱層為翅片換熱器，其中注有蒸汽。混合有空氣的廢氣經(jīng)加熱后先通過第一級催化層11和第一級撤熱層21，使得出口氣體的溫度達(dá)到220-50(TC (此處溫度可以通過調(diào)節(jié)撤熱介質(zhì)的流量進(jìn)行控制)。然后進(jìn)入第二級催化層12，未被氧化處理的殘余有機(jī)氣體進(jìn)一步被氧化，出來的有機(jī)氣體溫度可達(dá)到400 60(TC，如廢氣達(dá)到環(huán)保要求，即可經(jīng)熱量回收后排放；如達(dá)不到要求，可設(shè)置第二級撤熱層和第三級催化層，如廢氣仍達(dá)不到要求，可設(shè)置第三級撤熱層和第四級催化層，按類似方式增加多級撤熱層和催化層，直到達(dá)到環(huán)保要求為止。在每級催化床層的兩側(cè)可增加人孔，以便催化劑的檢查和更換。也可按著類似的原理將催化床層、換熱器按單個設(shè)備進(jìn)行組合，控制原理和要求是完全類似的。權(quán)利要求一種，廢氣與空氣混合并被預(yù)熱后，依次有間隔地經(jīng)過多級催化層和多級撤熱層，被催化氧化并回收熱量后排放。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征是所述高濃度廢氣的總有 機(jī)碳含量大于1000mg/m3。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征是所述任意一級催化層出 口處的溫度為350-550°C。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征是所述任意一級催化層進(jìn) 口處的溫度為220-300°C。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征是所述催化層為2級以上。6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的，其特征是所述撤熱層為l級以上。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征是所述撤熱層中注有蒸 汽、導(dǎo)熱油或高壓水之一種撤熱介質(zhì)。全文摘要一種，廢氣與空氣混合并被預(yù)熱本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種高濃度廢氣催化氧化方法，廢氣與空氣混合并被預(yù)熱后，依次有間隔地經(jīng)過多級催化層和多級撤熱層，被催化氧化并回收熱量后排放。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬國林，高軍，
申請(專利權(quán))人：浙江衛(wèi)星丙烯酸制造有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：33[中國|浙江]