[發(fā)明專利]廢氣催化焚燒處理系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811607113.2
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109668157B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛瑞;張建華;崔曉文;馬倩雪
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中電聯(lián)環(huán)保股份有限公司
• 主分類號: F23G7/07
• 分類號: F23G7/07;F23G5/46;F23G5/50;F23J15/02;F23J15/06;F22B1/18
• 代理公司: 北京市卓華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11299
• 代理人: 劉興安

本發(fā)明涉及適于處理揮發(fā)性有機(jī)物尾氣的廢氣催化焚燒處理系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)控制方法，所述系統(tǒng)包括用于對廢氣進(jìn)行加熱的預(yù)加熱裝置、用于催化氧化反應(yīng)的一段催化氧化反應(yīng)器、用于以一段催化氧氣反應(yīng)后的廢氣熱回收利用的一段熱回收裝置、用于催化氧化反應(yīng)的二段催化氧化反應(yīng)器、用于以二段催化氧氣反應(yīng)后的廢氣熱回收利用的二段熱回收裝置、用于對二段催化氧化反應(yīng)后的廢氣進(jìn)行選擇性催化還原反應(yīng)以消除氮氧化物的選擇性催化還原反應(yīng)器，所述方法為通過調(diào)節(jié)相關(guān)旁路流量及補(bǔ)充風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明適應(yīng)于丙烯腈吸收塔尾氣等含有揮發(fā)性有機(jī)物和氮氧化物的廢氣處理，有助于降低能耗，方便操作，減少氮氧化物排放。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種廢氣催化焚燒處理系統(tǒng)，還涉及這種廢氣處理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制方法，這種廢氣處理系統(tǒng)適于處理揮發(fā)性有機(jī)物尾氣，屬污染控制技術(shù)領(lǐng)域，主要適應(yīng)于丙烯腈吸收塔尾氣等含有揮發(fā)性有機(jī)物和氮氧化物的廢氣處理。

背景技術(shù)

化工生產(chǎn)工藝中，主生產(chǎn)工藝很多會產(chǎn)生含有大量揮發(fā)性有機(jī)物的尾氣，會對大氣環(huán)境造成非常嚴(yán)重的污染。例如，丙烯腈生產(chǎn)工藝采用丙烯氨氧化技術(shù)，以丙烯和氨為主要原料，在催化劑的作用下，反應(yīng)生成丙烯腈及其它副產(chǎn)品，之后經(jīng)過急冷、回收、精制等工藝流程，得到丙烯腈產(chǎn)品。在回收過程設(shè)置丙烯腈吸收塔，該塔塔頂排放的尾氣主要成分為氮氣、水蒸汽及二氧化碳，同時含有少量的一氧化碳、丙烯腈、丙烯、丙烷以及微量氰化氫等，由于這種尾氣熱值約為820~343kJ/Nm³，遠(yuǎn)小于7880kJ/Nm³的標(biāo)準(zhǔn)，不能排入火炬系統(tǒng)。

目前處理這類尾氣的方式主要技術(shù)路線包括明火焚燒法和催化燃燒法兩類，其中明火焚燒法為將尾氣送入焚燒爐焚燒，這是國外丙烯腈吸收塔尾氣的常用處理方式，通過火焰燃燒將尾氣中的各種有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等無機(jī)物，一起排入大氣，可以通過控制燃燒溫度和空氣過剩量來控制煙氣中的氮氧化物濃度，使其符合排放標(biāo)準(zhǔn)，這種處理方式的煙氣排放量大，并含有氮氧化物等污染物質(zhì)，且燃料消耗量大，不利于節(jié)能，且總體處理成本也相對較高。催化燃燒法是將在催化反應(yīng)器中，以相對較低的溫度實現(xiàn)尾氣中可燃性組分的氧化分解，但由于尾氣中揮發(fā)性有機(jī)物相對濃度高，放熱量高，催化劑容易被燒結(jié)失活，因此對待處理廢氣中的有機(jī)物濃度有一定的限制，對有機(jī)物濃度波動的適應(yīng)性較弱，工藝控制要求相對較高，操作難度大，且需要引入大量的冷空氣進(jìn)行降溫，產(chǎn)生相對較高的能耗，另外氮氧化物排放不達(dá)標(biāo)，依然對大氣環(huán)境存在一定的污染。

現(xiàn)有丙烯腈生產(chǎn)的吸收塔尾氣中的有機(jī)物VOCs主要是丙烯和丙烷，丙烯腈生產(chǎn)裝置采用不同的原料，尾氣中的有機(jī)物濃度也不一樣，現(xiàn)有原料主要為三種，純度99%的丙烯，該原料價格較高，但是尾氣中有機(jī)物濃度較低；純度98%的丙烯，該原料價格適中，尾氣中有機(jī)物濃度較高；純度96%的丙烯，該原料價格最低，尾氣中有機(jī)物濃度最高。工廠一般使用丙烯純度98%的原料，該種原料主要由工廠前端配套乙烯裂解裝置提供，若提供丙烯純度99%的，乙烯裂解廠還需要增加若干分離提純裝置，會提高投資及造價。現(xiàn)有技術(shù)下，對于丙烯純度98%及以下，采用傳統(tǒng)工藝流程的，需要補(bǔ)充大量的稀釋空氣作為降溫使用，即使這樣，催化劑反應(yīng)器內(nèi)溫度仍然很高，接近材料的極限使用溫度。同時由于補(bǔ)充大量的稀釋空氣，補(bǔ)氣風(fēng)機(jī)的功率大且由于板式換熱器效率的限制，大量的熱風(fēng)排入煙囪，白白浪費了熱能。

最新的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)中對補(bǔ)充空氣的量也做出了限值，目的是防止通入大量的空氣去稀釋廢氣中有機(jī)物濃度。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種適于處理揮發(fā)性有機(jī)物尾氣的廢氣催化焚燒處理系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)控制方法，以降低能耗，方便操作，減少氮氧化物排放。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種適于處理揮發(fā)性有機(jī)物尾氣的廢氣催化焚燒處理系統(tǒng)，其包括：

預(yù)加熱裝置，用于對廢氣進(jìn)行加熱，使之適應(yīng)于后序的一段催化氧化反應(yīng)器的進(jìn)口氣體溫度要求，其進(jìn)口用于接入廢氣；