專利名稱：有機(jī)廢氣催化氧化凈化處理系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種有機(jī)廢氣凈化處理裝置，特別是有機(jī)廢氣催化氧化凈化處理
直O(jiān)
背景技術(shù)：
在有機(jī)化學(xué)工業(yè)、石油加工等領(lǐng)域中，經(jīng)常產(chǎn)生含有機(jī)污染物的廢氣，其中的有機(jī) 污染物濃度較低，不利于回收利用，但直接排放又會(huì)對(duì)環(huán)增產(chǎn)生較大污染，因此需要有效的 凈化處理方法和裝置。大多數(shù)生產(chǎn)裝置中，含有機(jī)污染物廢氣的濃度和氣量均是不穩(wěn)定的， 特別是遇到異常情況時(shí)，排放廢氣的量和組成均會(huì)產(chǎn)生巨大的波動(dòng)，給后續(xù)的廢氣凈化處 理裝置的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)明顯的影響。例如橡膠生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢氣中的主要污染組分為 環(huán)己烷、己烷、甲苯等揮發(fā)性有機(jī)污染物，氣量大，而且隨著生產(chǎn)工藝的變動(dòng)，污染物的濃度 變化和氣量變化較大。催化氧化法可以在較低的溫度QOO 400°C)下，通過(guò)催化劑的作用，將廢氣(含 空氣)中的可燃組分(一氧化碳和揮發(fā)性有機(jī)物)氧化為(X)2和H2O,從而達(dá)到凈化氣體的 目的。與其它有機(jī)廢氣處理方法比較，催化氧化法具有操作溫度低、處理效率高、能耗低以 及操作安全等優(yōu)點(diǎn)。但是如果廢氣中污染物濃度過(guò)高或波動(dòng)范圍較大或氣量波動(dòng)太大，會(huì) 對(duì)催化氧化裝置造成沖擊，影響其正常運(yùn)行，甚至導(dǎo)致故障停車。針對(duì)廢氣的氣量波動(dòng)，主要在設(shè)計(jì)時(shí)考慮一定的設(shè)計(jì)富余量，一般按可能的最大 氣量的一個(gè)百分比設(shè)計(jì)裝置的處理能力，該處理能力通常明顯高于正常操作時(shí)的廢氣氣 量，因此，廢氣凈化裝置正常操作時(shí)，一般存在裝置的處理負(fù)荷低于設(shè)計(jì)處理能力。針對(duì)濃度波動(dòng)較大的揮發(fā)性有機(jī)廢氣的處理，許多專利提出了處理技術(shù)，基本上 采用本于吸附(吸收)_解吸的濃度均化技術(shù)。CN00110703.8提出了一種凈化方法，首先需 要封閉廢氣排放源，使廢氣從固定的廢氣排出口進(jìn)入廢氣凈化處理系統(tǒng)，廢氣凈化處理系 統(tǒng)由“濃度均化器-脫硫處理器-催化氧化器”三部分組成。濃度均化器內(nèi)裝吸附性較強(qiáng) 的物質(zhì)，脫硫處理器裝填!^e2O3或ZnO型脫硫劑，催化氧化反應(yīng)器內(nèi)裝貴金屬型催化劑。通 過(guò)三段組合工藝，使有機(jī)廢氣被完全催化氧化，達(dá)到凈化廢氣的目的。實(shí)施結(jié)果表明，這種 凈化方法對(duì)石化企業(yè)污水處理場(chǎng)排放的含有低濃度硫化氫和/或有機(jī)硫的有機(jī)廢氣，凈化 效果很好，催化劑的壽命長(zhǎng)，裝置運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。CN01274679. 7提出了一種低濃度有機(jī)廢氣的凈 化系統(tǒng)，采用吸附-濃縮-催化氧化處理的方法。該有機(jī)廢氣凈化處理系統(tǒng)，主要是由吸附 床、催化氧化裝置和調(diào)節(jié)控制設(shè)備組成，系統(tǒng)的有機(jī)廢氣吸附、催化氧化凈化和吸附劑脫附 再生等全部操作過(guò)程均可自動(dòng)控制完成。該設(shè)備處理有機(jī)廢氣能力為1000 50000m7h， 如多臺(tái)吸附床組合使用，可處理更大風(fēng)量的有機(jī)廢氣。該系統(tǒng)可用于各種排放條件下的工 業(yè)有機(jī)廢氣治理。CN03211736. 1公開了一種催化氧化有機(jī)廢氣的一體化處理裝置，它是由 風(fēng)機(jī)、催化氧化反應(yīng)器、電氣控制柜、熱管換熱器等組成的一體化裝置；催化氧化反應(yīng)器內(nèi) 裝有遠(yuǎn)紅外電加熱管及催化劑；催化氧化反應(yīng)器外裝有空氣循環(huán)管；風(fēng)機(jī)為調(diào)速風(fēng)機(jī)；熱 管換熱器為雙程且內(nèi)裝有翅片化熱管，正常運(yùn)行中，通過(guò)調(diào)速風(fēng)機(jī)控制風(fēng)量和熱管換熱器對(duì)熱量的回收，催化氧化反應(yīng)無(wú)需加熱而自動(dòng)進(jìn)行，其傳熱效率高，節(jié)約能源，并保證了該 裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。上述現(xiàn)有技術(shù)均使用單一的催化氧化反應(yīng)系統(tǒng)，如果出現(xiàn)故障或檢修停車，則不 能對(duì)生產(chǎn)中的廢氣進(jìn)行處理。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種有機(jī)廢氣催化氧化凈化處理系統(tǒng)裝置，可以解決因裝置故障 或檢修等情況時(shí)，保證對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行不間斷的有效凈化處理。本實(shí)用新型有機(jī)廢氣催化氧化凈化處理系統(tǒng)裝置包括兩個(gè)并列設(shè)置的催化氧化 反應(yīng)器，有機(jī)廢氣通過(guò)管道分配至兩個(gè)并列設(shè)置的催化氧化反應(yīng)器，有機(jī)廢氣分配管路上 設(shè)置閥門，每個(gè)催化氧化反應(yīng)器的出口管路上設(shè)置閥門，以實(shí)現(xiàn)將任一個(gè)催化氧化反應(yīng)器 隔1 °本實(shí)用新型有機(jī)廢氣催化氧化凈化處理系統(tǒng)裝置中，在催化氧化反應(yīng)器之前設(shè)置 換熱器和加熱器，用于將有機(jī)廢氣升溫至催化氧化所需的溫度。換熱器采用有機(jī)廢氣與催 化氧化反應(yīng)器排放尾氣換熱方式。加熱器采用電加熱器、高溫蒸汽加熱器、導(dǎo)熱油加熱器等 任意形式。本實(shí)用新型中，設(shè)置管路，依次連接換熱器、加熱器和催化氧化反應(yīng)器。兩個(gè)并列 設(shè)置的催化氧化反應(yīng)器分別設(shè)置換熱器和加熱器。也可以兩個(gè)并列設(shè)置的催化氧化反應(yīng)器 共用一個(gè)換熱器，分別設(shè)置加熱器。也可以兩個(gè)并列設(shè)置的催化氧化反應(yīng)器共用一個(gè)換熱 器和一個(gè)加熱器。本實(shí)用新型中，兩個(gè)并列設(shè)置的催化氧化反應(yīng)器采用相同規(guī)模，正常操作時(shí)，每個(gè) 催化氧化反應(yīng)器處理有機(jī)廢氣總量的50%，當(dāng)其中的某一個(gè)催化氧化反應(yīng)器停車或檢修 時(shí)，全部廢氣進(jìn)入另一個(gè)催化氧化反應(yīng)器。本實(shí)用新型中，換熱器之前設(shè)置阻火器。本實(shí)用新型有機(jī)廢氣催化氧化凈化處理系統(tǒng)裝置具有如下特點(diǎn)(1)采用雙反應(yīng)器運(yùn)行，增加了操作的靈活性和可靠性催化氧化反應(yīng)器由雙系統(tǒng)組成，在正常設(shè)計(jì)情況下，雙系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)其中的某 一套系統(tǒng)出現(xiàn)故障檢修時(shí)，可以通過(guò)另一系列將廢氣全部處理，增加了廢氣處理的靈活性 和可靠性。(2)可適應(yīng)廢氣污染物濃度波動(dòng)范圍較大等特殊工況在正常工況下，反應(yīng)后的高溫氣體，通過(guò)熱管式氣-氣換熱器回收熱能，換熱后達(dá) 標(biāo)廢氣直接通過(guò)煙 排放，廢氣進(jìn)氣可達(dá)到催化氧化反應(yīng)啟動(dòng)溫度，不用另外通過(guò)加熱器， 裝置可實(shí)現(xiàn)自維持操作。在廢氣烴濃度較低的工況下，廢氣中烴類物質(zhì)的氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量較少，通過(guò) 熱管式氣-氣換熱器回收熱能后，無(wú)法達(dá)到催化氧化反應(yīng)需要的啟動(dòng)溫度，此時(shí)，加熱器自 動(dòng)控制加大負(fù)荷補(bǔ)充熱量不足，可實(shí)現(xiàn)催化氧化正常反應(yīng)。在廢氣濃度超過(guò)催化氧化反應(yīng)器的進(jìn)氣濃度工況，則在加熱器之前添加稀釋空 氣，以降低廢氣濃度；稀釋空氣的添加可以是手動(dòng)控制，也可以是自動(dòng)控制，自動(dòng)控制的信 號(hào)來(lái)自催化氧化反應(yīng)器出口溫度，確保反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行。
4[0020]經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，本實(shí)用新型雙催化氧化反應(yīng)器裝置中，在總規(guī)模與一套催化氧 化反應(yīng)器相同的情況下，由于設(shè)計(jì)催化氧化裝置時(shí)考慮氣量波動(dòng)時(shí)保留的富余量較大，在 正常操作時(shí)，采用其中的一個(gè)催化氧化反應(yīng)器也可以達(dá)到廢氣凈化處理要求。因此，采用 雙催化氧化反應(yīng)器保證因裝置故障或檢修等情況時(shí)，對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行不間斷的有效凈化處理。

圖1是本實(shí)用新型廢氣處理裝置一種構(gòu)成示意圖。圖2是本實(shí)用新型廢氣處理裝置另一種構(gòu)成示意圖。圖3是本實(shí)用新型廢氣處理裝置的第三種構(gòu)成示意圖。其中1-有機(jī)廢氣管路，2-換熱器，21-并列第一換熱器，22-并列第二換熱器， 3-加熱器，31-并列第一加熱器，32-并列第二加熱器，41-并列第一催化氧化反應(yīng)器，42-并 列第二催化氧化反應(yīng)器，5-空氣管路。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型中，如圖1所示，廢氣首先經(jīng)過(guò)阻火器進(jìn)入氣換熱器與催化氧化反應(yīng) 產(chǎn)物進(jìn)行換熱，再經(jīng)過(guò)加熱器加熱后，進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng) 換熱器換熱回收熱量后通過(guò)排氣煙 排放到大氣中。如圖2所示，本實(shí)用新型的兩個(gè)并列催化氧化反應(yīng)器可以共用換熱器和加熱器。 如圖3所示，本實(shí)用新型的兩個(gè)并列催化氧化反應(yīng)器可以共用一個(gè)換熱器，分別設(shè)置加熱
ο[0027]催化氧化反應(yīng)器可以使用本領(lǐng)域常規(guī)的催化劑，如催化劑采用蜂窩型貴金屬催化 劑，載體為蜂窩陶瓷體，其上承載貴金屬Pt、Pd以及CeO2等活性組分。催化氧化反應(yīng)器的入口床層溫度范圍一般為200 350°C，使用空速范圍為 5000 eooooh—1。根據(jù)有機(jī)廢氣中所含有機(jī)物的種類及濃度來(lái)調(diào)整催化劑的使用溫度及空 速，一方面要使有機(jī)廢氣有較好的凈化效果，另一方面又要避免有機(jī)廢氣在催化床層反應(yīng) 時(shí)放熱較多而導(dǎo)致催化劑因高溫失活。下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型的方案和效果。實(shí)施例1一股熱塑性丁苯橡膠(SBQ生產(chǎn)裝置排放的尾氣，采用雙催化氧化系統(tǒng)工藝進(jìn)行 處理。催化劑由鉬(Pt)、鈀(Pd)貴金屬及鈰(Ce)、鑭(La)、鋯(Zr)等金屬氧化物制備。在 正常工況下廢氣濃度為5000mg/m3，雙催化氧化系統(tǒng)和其中單獨(dú)一套催化氧化系統(tǒng)的處理 效果如表1所示，可以看出，催化氧化反應(yīng)器出口的總烴濃度均在lOOmg/m3以下，總烴去除 率在98%以上。說(shuō)明雙系統(tǒng)和單一系統(tǒng)均能在正常工況下保證廢氣的達(dá)標(biāo)排放。使用雙系 統(tǒng)，能夠確保在其中一套裝置出現(xiàn)故障或檢修停車時(shí)，仍然能夠保證廢氣達(dá)標(biāo)排放。表1正常工況時(shí)雙系統(tǒng)和單一系統(tǒng)的處理效果
權(quán)利要求1.一種有機(jī)廢氣催化氧化凈化處理系統(tǒng)裝置，其特征在于包括兩個(gè)并列設(shè)置的催化 氧化反應(yīng)器，有機(jī)廢氣通過(guò)管道分配至兩個(gè)并列設(shè)置的催化氧化反應(yīng)器，有機(jī)廢氣分配管 路上設(shè)置閥門，每個(gè)催化氧化反應(yīng)器的出口管路上設(shè)置閥門，以實(shí)現(xiàn)將任一個(gè)催化氧化反 應(yīng)器隔離。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于在催化氧化反應(yīng)器之前設(shè)置換熱器和加 熱器。
3.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于加熱器采用電加熱器、高溫蒸汽加熱器或 導(dǎo)熱油加熱器。
4.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于設(shè)置管路，依次連接換熱器、加熱器和催 化氧化反應(yīng)器。
5.按照權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于兩個(gè)并列設(shè)置的催化氧化反應(yīng)器分別設(shè) 置換熱器和加熱器。
6.按照權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于兩個(gè)并列設(shè)置的催化氧化反應(yīng)器共用一 個(gè)換熱器，分別設(shè)置加熱器。
7.按照權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于兩個(gè)并列設(shè)置的催化氧化反應(yīng)器共用一 個(gè)換熱器和一個(gè)加熱器。
8.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于兩個(gè)并列設(shè)置的催化氧化反應(yīng)器采用相 同規(guī)模。
9.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于換熱器之前設(shè)置阻火器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種有機(jī)廢氣催化氧化凈化處理系統(tǒng)裝置，包括兩個(gè)并列設(shè)置的催化氧化反應(yīng)器，有機(jī)廢氣通過(guò)管道分配至兩個(gè)并列設(shè)置的催化氧化反應(yīng)器，有機(jī)廢氣分配管路上設(shè)置閥門，每個(gè)催化氧化反應(yīng)器的出口管路上設(shè)置閥門，以實(shí)現(xiàn)將任一個(gè)催化氧化反應(yīng)器隔離。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用雙催化氧化系統(tǒng)運(yùn)行，增加操作的靈活性和可靠性，適應(yīng)于污染物濃度波動(dòng)較大的特殊廢氣，在其中一套裝置由于故障或檢修停車時(shí)，另一套裝置仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，確保廢氣達(dá)標(biāo)排放。
文檔編號(hào)B01D53/86GK201815242SQ20102025339
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者劉忠生, 方向晨, 王新, 趙磊 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院