丙烯酸廢氣處理工藝的製作方法
2023-06-05 18:45:11 1
專利名稱：丙烯酸廢氣處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種廢氣處理工藝，尤其涉及一種丙烯酸廢氣處理工藝。
背景技術：
處理丙烯酸廢氣目前多採用傳統的熱力焚燒廢氣工藝，即在焚燒爐內部燃燒燃料氣或燃料油，使爐內溫度達到700～850℃後加入丙烯酸生產過程中排出的廢氣，使廢氣中的揮發性有機物在高溫下氧化分解成為對環境無害的二氧化碳和水。採用該工藝，基本上實現了氧化分解丙烯酸廢氣中甲醛、乙醛、丙烯、丙烯酸、丙烯醛、一氧化碳等易氧化有機物，從而達到廢氣排放標準的目的，但由於熱力焚燒過程需要大量蒸汽蒸發廢水，需要大量燃料助燃，使廢氣處理的能耗很高，增加了丙烯酸生產的運行費用。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種丙烯酸廢氣處理工藝，其無需任何輔助燃料、工藝簡單、運行費用低、無二次汙染、尾氣處理徹底。
為解決上述技術問題，本發明一種丙烯酸廢氣處理工藝，採用催化氧化工藝，其工藝流程為丙烯酸廢氣與來自空氣鼓風機的空氣(空氣作為稀釋氣體加入)混合加熱後進入催化氧化反應器，在催化氧化反應器中進行催化氧化反應，將有害的揮發性有機物轉化為二氧化碳和水，催化氧化反應採用蜂窩陶瓷或蜂窩貴金屬催化劑，反應壓力為0～15kPa(G)，反應溫度為100～720℃。
本發明催化反應器的入口溫度優先控制在150～450℃，最好在300℃，出口溫度優先控制在350～750℃，最好在720℃以下。在催化氧化反應器入口處有一調節反應器入口溫度的旁路閥門，在空氣鼓風機入口處有一控制反應器出口溫度的旁路閥門。
作為本發明的優先技術方案，丙烯酸廢氣與空氣混合後，最好經廢氣加熱器加熱到催化劑起燃溫度後進入催化氧化反應器。廢氣加熱器最好為焊接板式換熱器或熱管換熱器或翅片管換熱器。
作為本發明的另一優先技術方案，丙烯酸廢氣進行催化氧化反應後，最好進入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量。其中，1.0～3.0MPa(G)飽和蒸汽進入蒸汽過熱器，1.0～3.0MPa(G)過熱蒸汽排出蒸汽過熱器，驅動丙烯酸裝置空氣壓縮機透平。
催化氧化反應器可採用固定床催化氧化反應器。
催化氧化工藝可採用蒸汽加熱器、電加熱器、燃油燃燒器、燃氣燃燒器進行系統升溫開工。
催化氧化處理時發生的主要反應如下
和現有技術相比，本發明具有以下有益效果1、採用催化氧化工藝處理丙烯酸廢氣，生產過程中無需任何輔助燃料，系統操作簡單、可靠，運行費用低，無二次汙染，且尾氣處理徹底；2、採用蒸汽加熱器、電加熱器加熱的方式進行系統升溫開工時，尾氣處理過程為無火焰燃燒，可布置在防爆生產場合；3、採用高效熱管換熱器、焊接板式換熱器和翅片管換熱器回收反應熱以加熱進料廢氣，正常運行過程中無需附加燃料；4、非常寬廣的操作範圍，可保證丙烯酸尾氣中有機物含量變化時，系統能穩定操作；5、大尺寸的催化劑，機械強度高、使用壽命長、阻力降低、無需增壓風機；6、採用矩形催化反應器，方便催化劑裝填，減少安裝維修費用。
圖1是本發明丙烯酸廢氣處理工藝流程圖；圖2是本發明的固定床催化氧化反應器的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。
如圖1所示，丙烯酸廢氣處理工藝採用催化氧化工藝，其工藝流程為丙烯酸廢氣與所需的經過空氣鼓風機1的空氣混合後，經廢氣加熱器4加熱後進入催化氧化反應器2，進行催化氧化反應，將有害的揮發性有機物轉化為二氧化碳和水，再進入蒸汽過熱器3和廢氣加熱器4回收熱量後排入煙囪6。其中，1.0-3.0MPa(G)飽和蒸汽進入蒸汽過熱器3，1.0-3.0MPa(G)過熱蒸汽排出蒸汽過熱器3，驅動丙烯酸裝置空氣壓縮機透平。開工階段可根據用戶提供的公用工程條件用開工加熱器5進行系統升溫開工。
其中，廢氣加熱器4為焊接板式換熱器或熱管換熱器或翅片管換熱器。開工加熱器5採用蒸汽加熱器、電加熱器、燃油燃燒器或燃氣燃燒器。在催化氧化反應器2入口處設調節反應器入口溫度的旁路閥門，在空氣鼓風機1入口處設控制反應器出口溫度的旁路閥門。
催化氧化反應器2可採用固定床催化氧化反應器。如圖3所示，固定床催化氧化反應器由人孔11、人孔12、氣體入口13、氣體出口14及催化劑固定床層15組成。其中，催化劑固定在催化劑固定床層15上，經廢氣加熱器4加熱的空氣與丙烯酸廢氣進入氣體入口13，催化氧化反應後，經氣體出口14排出並進入蒸汽過熱器3，回收熱量。人孔11與人孔12供維修、清理催化氧化反應器時用。
下面結合實施例對本發明作進一步詳細的說明。
以下實施例中進廢氣加熱器的廢氣條件如下表所示
實施例1丙烯酸廢氣與所需的空氣混合後經廢氣加熱器加熱；然後進入催化反應器中進行催化氧化反應，採用蜂窩貴金屬催化劑，反應壓力為8kPa(G)，反應器的入口溫度為300℃，出口溫度為650℃，催化氧化反應器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤50mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之後，進入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最後，排入煙囪。採用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉化率為90％，丙烯轉化率為99％。
實施例2丙烯酸廢氣與所需的空氣混合後經廢氣加熱器加熱；然後進入催化反應器中進行催化氧化反應，採用蜂窩貴金屬催化劑，反應壓力為7kPa(G)，反應器的入口溫度為150℃，出口溫度為450℃，催化氧化反應器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤80mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之後，進入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最後，排入煙囪。採用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉化率為85％，丙烯轉化率為98％。
實施例3丙烯酸廢氣與所需的空氣混合後經廢氣加熱器加熱；然後進入催化反應器中進行催化氧化反應，採用蜂窩貴金屬催化劑，反應壓力為5kPa(G)，反應器的入口溫度為250℃，出口溫度為520℃，催化氧化反應器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤50mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之後，進入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最後，排入煙囪。採用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉化率為90％，丙烯轉化率為99％。
實施例4丙烯酸廢氣與所需的空氣混合後經廢氣加熱器加熱；然後進入催化反應器中進行催化氧化反應，採用蜂窩貴金屬催化劑，反應壓力為10kPa(G)，反應器的入口溫度為200℃，出口溫度為450℃，催化氧化反應器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤60mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之後，進入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最後，排入煙囪。採用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉化率為87％，丙烯轉化率為98％。
實施例5丙烯酸廢氣與所需的空氣混合後經廢氣加熱器加熱；然後進入催化反應器中進行催化氧化反應，採用蜂窩貴金屬催化劑，反應壓力為12kPa(G)，反應器的入口溫度為250℃，出口溫度為500℃，催化氧化反應器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤70mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之後，進入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最後，排入煙囪。採用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉化率為85％，丙烯轉化率為99％。
實施例6丙烯酸廢氣與所需的空氣混合後經廢氣加熱器加熱；然後，進入催化反應器中進行催化氧化反應，採用蜂窩陶瓷催化劑，反應壓力為15kPa(G)，反應器的入口溫度為220℃，出口溫度為540℃，催化氧化反應器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤50mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之後，進入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最後，排入煙囪。採用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉化率為90％，丙烯轉化率為99％。
實施例7丙烯酸廢氣與所需的空氣混合後經廢氣加熱器加熱；然後，進入催化反應器中進行催化氧化反應，採用蜂窩陶瓷催化劑，反應壓力為9kPa(G)，反應器的入口溫度為250℃，出口溫度為600℃，催化氧化反應器出口尾氣中甲醛≤20mg/Nm3，乙醛≤80mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之後，進入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最後，排入煙囪。採用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉化率為90％，丙烯轉化率為99％。
實施例8丙烯酸廢氣與所需的空氣混合後經廢氣加熱器加熱；然後，進入催化反應器中進行催化氧化反應，採用蜂窩陶瓷催化劑，反應壓力為6kPa(G)，反應器的入口溫度為300℃，出口溫度為620℃，催化氧化反應器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤60mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之後，進入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最後，排入煙囪。採用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉化率為90％，丙烯轉化率為98.5％。
實施例9丙烯酸廢氣與所需的空氣混合後經廢氣加熱器加熱；然後，進入催化反應器中進行催化氧化反應，採用蜂窩陶瓷催化劑，反應壓力為4kPa(G)，反應器的入口溫度為350℃，出口溫度為700℃，催化氧化反應器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤80mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之後，進入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最後，排入煙囪。採用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉化率為90％，丙烯轉化率為99％。
實施例10丙烯酸廢氣與所需的空氣混合後經廢氣加熱器加熱；然後，進入催化反應器中進行催化氧化反應，採用蜂窩陶瓷催化劑，反應壓力為4kPa(G)，反應器的入口溫度為400℃，出口溫度為680℃，催化氧化反應器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤60mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之後，進入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最後，排入煙囪。採用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉化率為85％，丙烯轉化率為98.5％。
某公司丙烯酸及酯裝置廢氣處理系統2005年3月31日一次投料開車成功，系統運行穩定，丙烯酸廢氣經本裝置處理後排出界區的廢氣達到國家排放標準。丙烯酸廢氣處理系統的開車成功，替代了原有的渣油熱力焚燒系統，每年可節省渣油2300噸，並可將13噸/時、2.5MPa(G)、220℃的飽和蒸汽過熱到280℃以上，用於透平機的運行動力。
權利要求
1.一種丙烯酸廢氣處理工藝，其特徵在於採用催化氧化工藝，其工藝流程為丙烯酸廢氣與來自空氣鼓風機的空氣混合加熱後，進入催化氧化反應器中進行催化氧化反應，將有害的揮發性有機物轉化為二氧化碳和水，催化氧化反應採用蜂窩陶瓷或蜂窩貴金屬催化劑，反應壓力為0～15kPa，反應溫度為100～720℃。
2.按權利要求1所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特徵在於所述的催化氧化反應器入口溫度為150～450℃，反應器出口溫度為350～750℃。
3.按權利要求2所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特徵在於所述的催化氧化反應器入口溫度為300℃，反應器出口溫度為720℃以下。
4.按權利要求1所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特徵在於所述的催化氧化反應器可採用固定床催化氧化反應器。
5.按權利要求1所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特徵在於丙烯酸廢氣與空氣混合後，經廢氣加熱器加熱到催化劑起燃溫度後進入催化氧化反應器。
6.按權利要求5所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特徵在於所述的廢氣加熱器為焊接板式換熱器或熱管換熱器或翅片管換熱器。
7.按權利要求1所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特徵在於所述的催化氧化工藝採用蒸汽加熱器、電加熱器、燃油燃燒器、燃氣燃燒器進行系統升溫開工。
8.按權利要求1所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特徵在於丙烯酸廢氣進行催化氧化反應後，進入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量。
9.按權利要求8所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特徵在於1.0～3.0MPa飽和蒸汽進入所述的蒸汽過熱器，1.0～3.0MPa過熱蒸汽排出所述的蒸汽過熱器，驅動丙烯酸裝置空氣壓縮機透平。
10.根據權利要求1所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特徵在於在所述催化氧化反應器入口處有一調節反應器入口溫度的旁路閥門，在所述空氣鼓風機入口處有一控制反應器出口溫度的旁路閥門。
全文摘要
本發明公開一種丙烯酸廢氣處理工藝，適用於處理丙烯酸裝置排出的丙烯酸廢氣。丙烯酸廢氣處理採用催化氧化工藝，丙烯酸廢氣與所需的空氣混合後經廢氣加熱器加熱後進入催化反應器中進行催化氧化反應，將有害的揮發性有機物轉化為二氧化碳和水後進入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量後排入煙囪。本發明無需任何輔助燃料、工藝簡單、運行費用低、無二次汙染、尾氣處理徹底。
文檔編號B01D53/86GK1903413SQ20051002817
公開日2007年1月31日 申請日期2005年7月27日 優先權日2005年7月27日
發明者趙小平, 魏立林, 高軍, 劉利, 鞏傳志, 劉學線 申請人:上海東化環境工程有限公司