[發(fā)明專利]化工腈化反應(yīng)工藝廢氣的低溫催化處理方法及裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710037317.2
• 申請日: 2007-02-08
• 公開（公告）號: CN101053769A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊驥
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/58;B01D53/72;B01J23/02;B01J23/34;B01J37/02;B01J35/04
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 毛翠瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種化工腈化反應(yīng)工藝廢氣的低溫催化處理方法及裝置。制備以γ-Al₂O₃作為載體的Mn₃O₄蜂窩狀氧化催化劑，吸附化工腈化反應(yīng)工藝中產(chǎn)生的廢氣中的氨氣及有機(jī)氣體，并使之經(jīng)催化氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO₂、O₂和N₂，達(dá)到廢氣處理的效果。

背景技術(shù)

在化工腈化過程中，會排出大量的含有氨氣、間二甲苯等具有強(qiáng)烈氣味的劇毒氣體。這些氣體對接觸的皮膚組織都有腐蝕和刺激作用，可以吸收皮膚組織中的水分，使組織蛋白變性，并使組織脂肪皂化，破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。對動物或人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用，減弱人體對疾病的抵抗力。濃度過高時除腐蝕作用外，還可通過三叉神經(jīng)末梢的反射作用而引起心臟停搏和呼吸停止。被吸入肺后容易通過肺泡進(jìn)入血液，與血紅蛋白結(jié)合，破壞運(yùn)氧功能。短期內(nèi)吸入大量氨氣后可出現(xiàn)流淚、咽痛、聲音嘶啞、咳嗽、痰帶血絲、胸悶、呼吸困難，可伴有頭暈、頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴(yán)重者可發(fā)生肺水腫、成人呼吸窘迫綜合癥，同時可能發(fā)生呼吸道刺激癥狀。

除此之外，這些氣體在低濃度時具有特殊的氣味，人們將它們歸入惡臭氣體的行列，人的感觀對其極其敏感，嗅覺閾值低者能達(dá)到0.0001mg/m³，只要排放或泄漏少量這類物質(zhì)就能在很大范圍內(nèi)引起惡臭污染。我國于1993年正式頒布了《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554-1993)，并于1996年正式頒布了《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)，規(guī)定了排放指標(biāo)。

含氨廢氣防治技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了一個過程，即從最初的水洗噴淋法逐步發(fā)展到今天的微生物法、活性炭吸附法等。常見的處理方法有：水洗噴淋、藥液清洗、微生物、活性炭等方法。水洗噴淋法實(shí)際上是污染物的轉(zhuǎn)移，洗脫下來的污染物依然需要進(jìn)一步的處理；藥液清洗法處理效果好，但成本高、容易引起二次污染；活性炭吸附法同樣面臨處理成本和二次污染的問題；微生物法雖然安全但處理量小、產(chǎn)生的污泥量大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種化工腈化反應(yīng)工藝廢氣的低溫催化處理方法及裝置，開發(fā)高性能的催化材料，采用催化氧化方法，對有毒、易燃的化工腈化廢氣中的有機(jī)物和氨氣進(jìn)行無害化處理，經(jīng)濟(jì)、安全、有效，并不會對環(huán)境造成二次污染。

為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明從催化材料的設(shè)計、催化性能提高和實(shí)際應(yīng)用的角度展開研究，根據(jù)污染控制與催化燃燒反應(yīng)與過程的熱動力學(xué)與工程特點(diǎn)，制備采用γ-Al₂O₃作為載體的Mn₃O₄蜂窩狀氧化催化劑，并將其填充于處理裝置的電加熱催化氧化管中，采用二級電加熱催化氧化方式，控制反應(yīng)溫度和時間，使廢氣中的氨氣及有機(jī)氣體首先吸附在蜂窩狀γ-Al₂O₃載體上，進(jìn)而在載體上負(fù)載的Mn₃O₄催化觸媒作用下與廢氣中的氧氣發(fā)生催化氧化反應(yīng)，有效脫除氨氣、揮發(fā)性有機(jī)物類物質(zhì)。

本發(fā)明設(shè)計的化工腈化反應(yīng)工藝廢氣的低溫催化處理裝置，包括熱交換器、兩級電加熱催化氧化管、兩級電加熱控制系統(tǒng)、無極調(diào)速風(fēng)機(jī)以及出氣管，兩級電加熱催化氧化管采用電加熱室和催化氧化室為一體的豎式結(jié)構(gòu)，熱交換器的內(nèi)通道進(jìn)口連接進(jìn)氣口流量計，熱交換器的內(nèi)通道出口連接一級電加熱催化氧化管的底部，一級電加熱催化氧化管的上部連接二級電加熱催化氧化管的底部，一級電加熱催化氧化管和二級電加熱催化氧化管的出口同時與熱交換器的外通道進(jìn)口連接，一級電加熱催化氧化管采用薄壁金屬管，管內(nèi)充填氧化催化劑并設(shè)置一級電加熱系統(tǒng)溫度計，一級電加熱催化氧化管的薄壁金屬管及溫度計連接一級電加熱控制系統(tǒng)；二級電加熱催化氧化管采用薄壁金屬管，管內(nèi)充填氧化催化劑并設(shè)置二級電加熱系統(tǒng)溫度計，二級電加熱催化氧化管的薄壁金屬管及溫度計連接二級電加熱控制系統(tǒng)；熱交換器的外通道出口經(jīng)無極調(diào)速風(fēng)機(jī)連接到出氣管，在無極調(diào)速風(fēng)機(jī)前設(shè)置壓力計。