CN103446880B - 工业尾气能量回收的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工业尾气能量回收的方法，主要解决现有技术中能耗较高的问题。本发明通过采用一种工业尾气能量回收的方法，有机物和有害物浓度为10～8000PPM的工业尾气经过催化处理后，将尾气中的所述有机物和有害物转化为二氧化碳和水，经过催化处理后的尾气进入膨胀机，将尾气在催化处理过程中产生的热能通过膨胀机一次膨胀转化为机械能作为空压机的部分动力驱动空压机以降低空压机的电力消耗，空压机动力不足部分由电动机补充，经过能量回收后的尾气从膨胀机出口排出的技术方案较好地解决了上述问题，可用于工业尾气能量回收中。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业尾气能量回收的方法，尤其是化工装置（如苯酚丙酮生产装置）氧化尾气能量回收的方法。
技术背景
随着人们对能源消耗和环保提出日益增高的要求，工业尾气的处理引起越来越多的重视。尤其是化工行业的工业尾气，一般都含有有机物和有毒有害物质，如果直接排放大气，势必会造成环境污染，而且造成资源浪费。但是如果对其加以回收利用，就必须得出去其中夹带的杂质。比如说，目前国内苯酚丙酮生产装置尾气中大多含有异丙苯，甲醇，丙酮，甲烷，非芳烃等有毒有害物质，严重污染了环境，传统的有机废气净化方法包括洗涤、吸附法、冷凝法和直接燃烧法等，这些方法常有易产生二次污染、处理效率低、能耗大、易受有机废气浓度和温度限制等缺点。
CN 200910081333.0中涉及了氧化尾气处理工艺，其工艺采用催化剂处理尾气，使尾气达标后直接排放，并没有进行能量回收。
CN 200810039311.3中涉及了一种苯酚丙酮装置尾气的催化氧化处理工艺，其氧化尾气处理采用催化氧化工艺技术，将苯酚丙酮装置氧化尾气所含微量有机物和有害物经催化转化为二氧化碳和水，但处理后的高温高压尾气仅仅用于加热入口待处理的氧化尾气，换热后的高温高压尾气也直接通过排放筒排入大气，同样不回收其能量。
CN 200910032946.5中公开了处理大气量工业废气中有机物的方法，采用对工业尾气进行洗涤处理、后进行膨胀作功；作功后的气体进入吸附床进行吸附处理与解吸，解吸后的气体在催化剂的存在下进行催化燃烧，燃烧后的工业废气经过碱洗处理，去除尾气中含有的含卤素化合物，由于先膨胀作功后催化处理，尾气中的微量有害物容易腐蚀损害膨胀机，工艺流程不合理；而且催化燃烧仅能处理有机物含量为20～999PPM的工业废气，处理范围小。另外，二次膨胀存在设备数目多，工程建设投资大，日常运行费用高等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中能耗较高的问题，提供一种新的工业尾气能量回收的方法。该方法用于中工业尾气能量回收，具有能耗较低、投资较小的优点。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种工业尾气能量回收的方法，有机物和有害物浓度为10～8000PPM的工业尾气经过催化处理后，将尾气中的所述有机物和有害物转化为二氧化碳和水，经过催化处理后的尾气进入膨胀机，将尾气在催化处理过程中产生的热能通过膨胀机一次膨胀转化为机械能作为空压机的部分动力驱动空压机以降低空压机的电力消耗，空压机动力不足部分由电动机补充，经过能量回收后的尾气从膨胀机出口排出。
上述技术方案中，优选地，尾气中有机物和有害物浓度为1000～3000PPM。
上述技术方案中，优选地，所述催化处理过程为所述尾气在催化剂的存在下发生催化氧化，将尾气中夹带的有机物、有害物转化为二氧化碳和水，所述催化剂选自铂、钯任意一种或铂钯二种组合的贵金属蜂窝催化剂。
上述技术方案中，优选地，所述经过催化处理后进入膨胀机的尾气操作压力以表压计为0.02～4.00MPa，优选范围为0.10～0.80MPa；排出膨胀机的尾气的操作压力以表压计为0.000～0.080MPa，优选范围为0.000～0.001MPa。
上述技术方案中，优选地，所述进入膨胀机的尾气操作温度在0～800℃之间，优选范围为100～400℃之间；排出膨胀机的尾气操作温度在0～300℃之间，优选范围为10～100℃之间。
本发明将苯酚丙酮装置催化氧化后的氧化尾气送入一次膨胀机做功，氧化尾气的热能转化为机械能作为部分空压机的动力用于驱动空压机，可降低空压机20-25%的电耗，降低苯酚丙酮装置能耗6.35kg标油/吨产品，取得了较好的技术效果。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
苯酚丙酮装置的生产规模为35万吨/年，其中氧化单元的尾气中大多含有异丙苯、甲醇、丙酮、甲烷、非芳烃等有机物和有害物。正常生产时，空压机由膨胀机和电动机共同驱动。空压机的轴功率为7070KW，空压机配套电动机需要消耗电力7940KW。采用本发明的一次膨胀工艺驱动空压机，送入催化处理的氧化尾气所含微量有机物和有害介质浓度为3000PPM，经过催化氧化后进入膨胀机的氧化尾气操作压力为0.12MPaG，排出膨胀机的氧化尾气操作压力为0.0005MPaG，进入膨胀机的氧化尾气操作温度为120℃，排出膨胀机的氧化尾气操作温度为90℃，膨胀机可输出功率1600KW，电动机通过变频器调节仅输出功率6340KW，从而降低空压机20.15%电耗，降低苯酚丙酮装置能耗6.35kg标油/吨产品。
【实施例2】
苯酚丙酮装置的生产规模为40万吨/年，正常生产时，空压机由膨胀机和电动机共同驱动。空压机的轴功率为8080KW，空压机配套电动机需要消耗电力8960KW。采用本发明的一次膨胀工艺驱动空压机，送入催化处理的氧化尾气所含微量有机物和有害介质浓度为1000PPM，经过催化氧化后进入膨胀机的氧化尾气操作压力为3.8MPaG，排出膨胀机的氧化尾气操作压力为0.08MPaG，进入膨胀机的氧化尾气操作温度为800℃，排出膨胀机的氧化尾气操作温度为300℃，膨胀机可输出功率1830KW，电动机通过变频器调节仅输出功率7130KW，从而降低空压机20.42%电耗，降低苯酚丙酮装置能耗6.35kg标油/吨产品。
【实施例3】
苯酚丙酮装置的生产规模为40万吨/年，正常生产时，空压机由膨胀机和电动机共同驱动。空压机的轴功率为8080KW，空压机配套电动机需要消耗电力8960KW。采用本发明的一次膨胀工艺驱动空压机，送入催化处理的氧化尾气所含微量有机物和有害介质浓度为8000PPM，经过催化氧化后进入膨胀机的氧化尾气操作压力为0.80MPaG，排出膨胀机的氧化尾气操作压力为0.01MPaG，进入膨胀机的氧化尾气操作温度为390℃，排出膨胀机的氧化尾气操作温度为95℃，膨胀机可输出功率2200KW，电动机通过变频器调节仅输出功率6760KW，从而降低空压机24.55%电耗。
Claims (6)
1.一种工业尾气能量回收的方法，有机物和有害物浓度为10～8000PPM的工业尾气经过催化处理后，将尾气中的所述有机物和有害物转化为二氧化碳和水，经过催化处理后的尾气进入膨胀机，将尾气在催化处理过程中产生的热能通过膨胀机一次膨胀转化为机械能作为空压机的部分动力驱动空压机以降低空压机的电力消耗，空压机动力不足部分由电动机补充，经过能量回收后的尾气从膨胀机出口排出；所述催化处理过程为所述尾气在催化剂的存在下发生催化氧化，将尾气中夹带的有机物、有害物转化为二氧化碳和水，所述催化剂选自铂、钯任意一种或铂钯二种组合的贵金属蜂窝催化剂。
2.根据权利要求1所述工业尾气能量回收的方法，其特征在于所述尾气中有机物和有害物浓度为1000～3000PPM。
3.根据权利要求1所述工业尾气能量回收的方法，其特征在于所述经过催化处理后进入膨胀机的尾气操作压力以表压计为0.02～4.00MPa，排出膨胀机的尾气的操作压力以表压计为0.000～0.080MPa。
4.根据权利要求1所述工业尾气能量回收的方法，其特征在于所述进入膨胀机的尾气操作温度在0～800℃之间，排出膨胀机的尾气操作温度在0～300℃之间。
5.根据权利要求3所述工业尾气能量回收的方法，其特征在于所述经过催化处理后进入膨胀机的尾气操作压力以表压计为0.10～0.80MPa，排出膨胀机的尾气的操作压力以表压计为0.000～0.001MPa。
6.根据权利要求4所述工业尾气能量回收的方法，其特征在于所述进入膨胀机的尾气操作温度在100～400℃之间，排出膨胀机的尾气操作温度在10～100℃之间。
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