CN106871137A - 一种尾气处理系统、应用及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种尾气处理系统、应用及方法。所述尾气处理系统包括低温换热器、高温换热器、预热装置、反应器、余热回收装置和烟囱；本发明采用高效节能设计，有效降低能耗，充分回收热能，实现能量自利用，并副产热能；反应温度较低，装置运行稳定，无频繁操作，维修率低，更安全可靠；处理后产物无杂质，不会腐蚀堵塞管道，且产物主要成分为CO2和H2O，不产生二次污染。

Description

一种尾气处理系统、应用及方法
技术领域
本发明涉及一种尾气处理系统、应用及方法。
背景技术
苯酐是化工产业链中重要的中间产品，下游主要产品包括增塑剂、不饱和树脂，醇酸树脂及涂料染料等，生产苯酐的过程中会产生大量的尾气，尾气成分复杂并含有大量有机物，合理的处理和利用不仅可以解决环保问题，还能产生一定的额外效益，我国的苯酐产量居世界首位，随着环保形势的日益严峻，苯酐尾气的处理正是不断研究进步的方向。
现我国对于苯酐尾气的处理主要采用尾气吸收法和蓄热焚烧法两种方案，其中尾气吸收法采用喷淋塔洗涤尾气，洗涤液杂质多，管道极易发生堵塞，连续运行不稳定，且洗涤液成为废液需作后续处理；蓄热焚烧法在高温下将废气焚烧转会为CO2和H2O，通过陶瓷床层进行热量回收切换，此方法切换阀使用频率高，陶瓷频繁冷热交替，容易损坏造成维护修理率高，且使用温度高，可达近千度，增大了危险性。
发明内容
本发明要解决的是现有技术尾气吸收法管道易堵塞、连续运行不稳定、废液需作后续处理，以及蓄热焚烧法维护修理率高，危险性较大的问题，提供了一种不产生二次污染与杂质、安全可靠、节约能耗的尾气处理系统、应用及方法。
本发明提供了一种尾气处理系统，其包括低温换热器、高温换热器、预热装置、反应器、余热回收装置和烟囱；
所述低温换热器的冷流端入口与尾气入口相连通，所述低温换热器的冷流端出口与所述高温换热器的冷流端入口相连通；
所述高温换热器的冷流端出口、所述预热装置、所述反应器、所述低温换热器的热流端入口依次连通；
所述高温换热器的热流端与所述余热回收装置并联设置于所述反应器与所述低温换热器的热流端入口之间；
所述低温换热器的热流端出口与所述烟囱相连通；
所述尾气入口与所述烟囱相连通。
较佳地，所述预热装置为燃气加热炉或电加热器，其作用是在装置运行启动阶段对尾气进行加热以达到尾气反应所需温度，使系统平稳启动；所述反应器为焚烧反应器；所述余热回收装置为余热锅炉。
较佳地，所述预热装置为燃气加热炉，所述尾气处理系统还包括第一温度控制单元、第二温度控制单元、第三温度控制单元、流量控制单元和若干电动流量调节阀；通过反应器进出口温度的检测对各换热器尾气通过量进行调节控制和平衡，既使反应器进口温度达到要求又确保了整体系统运行的稳定；通过电动流量调节阀控制高、低温换热器的热气量，相互平衡使反应入口前的气体温度达到所需要求。
较佳地，所述第一温度控制单元位于所述高温换热器的冷流端出口与所述预热装置之间，并与设置于所述高温换热器的热流端入口、所述余热回收装置入口的两个所述电动流量调节阀相连接。
较佳地，所述第二温度控制单元位于所述预热装置与所述反应器之间，并与设置于所述燃气加热炉的进气口的所述电动流量调节阀相连接。
较佳地，所述第三温度控制单元位于所述反应器的出料口，并与设置于所述低温换热器的冷流端入口与所述尾气入口之间、所述尾气入口与所述烟囱之间的两个所述电动流量调节阀相连接。
较佳地，所述余热回收装置的给水为除盐水，可产生所需等级的蒸汽，也可配合前段装置加热导热油，使能源充分利用；所述流量控制单元位于所述余热回收装置出水段，并与设置于所述余热回收装置进水段的所述电动流量调节阀相连接。
本发明还提供了一种如上所述的尾气处理系统在苯酐尾气处理上的应用。
本发明还提供了一种应用了如上所述的尾气处理系统的尾气处理方法，其步骤如下：
(1)通入尾气，并通过预热装置升温到约200～350℃；
(2)尾气进入反应器焚烧处理；
(3)通过第一温度控制单元控制所述电动流量调节阀使尾气分别进入高温换热器和蒸汽余热锅炉；
(4)当系统达到换热平衡后，通过第二温度控制单元控制所述电动流量调节阀切断燃气。利用反应后尾气的热量对反应进口前的尾气进行加热以达到反应所需温度，在系统平衡后摆脱预热装置，实现能量自供。
较佳地，所述预热装置的升温温度为290℃。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：本发明采用高效节能设计，有效降低能耗，充分回收热能，实现能量自利用，并副产热能；反应温度较低，装置运行稳定，无频繁操作，维修率低，更安全可靠；处理后产物无杂质，不会腐蚀堵塞管道，且产物主要成分为CO2和H2O，不产生二次污染。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的尾气处理系统结构示意图
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1所示，一种尾气处理系统，其包括低温换热器1、高温换热器2、预热装置3、反应器4、余热回收装置5和烟囱6；
所述低温换热器1的冷流端入口与尾气入口相连通，所述低温换热器1的冷流端出口与所述高温换热器2的冷流端入口相连通；
所述高温换热器2的冷流端出口、所述预热装置3、所述反应器4、所述低温换热器1的热流端入口依次连通；
所述高温换热器2的热流端与所述余热回收装置5并联设置于所述反应器4与所述低温换热器1的热流端入口之间；
所述低温换热器1的热流端出口与所述烟囱6相连通；
所述尾气入口与所述烟囱6相连通。
所述反应器4为焚烧反应器；所述余热回收装置5为余热锅炉。
所述预热装置3为燃气加热炉，所述尾气处理系统还包括第一温度控制单元7、第二温度控制单元8、第三温度控制单元9、流量控制单元10和若干电动流量调节阀。
所述第一温度控制单元7位于所述高温换热器2的冷流端出口与所述预热装置3之间，并与设置于所述高温换热器2的热流端入口、所述余热回收装置5入口的两个所述电动流量调节阀相连接。
所述第二温度控制单元8位于所述预热装置3与所述反应器4之间，并与设置于所述燃气加热炉的进气口的所述电动流量调节阀相连接。
所述第三温度控制单元9位于所述反应器的出料口，并与设置于所述低温换热器1的冷流端入口与所述尾气入口之间、所述尾气入口与所述烟囱6之间的两个所述电动流量调节阀相连接。
所述余热回收装置5的给水为除盐水；所述流量控制单元10位于所述余热回收装置出水段，并与设置于所述余热回收装置5进水段的所述电动流量调节阀相连接。
以3万吨年产苯酐装置为例，尾气量约65000Nm3/h，选择温度较低的催化焚烧式反应器，以最新苯酐尾气专用催化剂为设计基础，预热装置为燃气加热炉，配合蒸汽余热锅炉作为余热回收装置。
苯酐尾气成分复杂，催化剂的作用是在相对较低的温度下使尾气内有机物全部转化为二氧化碳和水，在流程设计中，利用催化剂的主要参数就是催化反应温度，本发明催化反应温度基于德国新型苯酐尾气催化剂的参数而设计。
本发明系统启动阶段，根据催化剂要求，苯酐尾气通过燃气加热炉升温到约200～350℃，进入反应器接触催化剂发生催化焚烧，催化焚烧后反应器出口温度约400～550℃，此时尾气由控制阀调节分别进入高温换热器和蒸汽余热锅炉，在蒸汽余热锅炉中，可副产蒸汽，经过蒸汽余热锅炉后的尾气仍然处于相对较高的温度，进入低温换热器可对前方新的苯酐尾气进行第一次加热，充分利用热能后进入烟囱排放；在高温换热器中，可对经过第一次加热的苯酐尾气进行二次加热从而逐步满足反应所需温度。
当系统达到平衡，高温换热器换热量已能完全满足尾气升温要求时，可切断燃气加热炉，此时系统不仅能满足自身热能需求，还有富裕热量副产蒸汽，经过本系统处理后可稳定产出6MPaG高压蒸汽约3t/h。
从安全上考虑，系统设置紧急排放措施，当反应器出口温度超标(根据现催化剂要求约550℃)系统将通过电动阀门自动切换尾气排放至烟囱，以保证系统的安全。由于原料的不同，尾气中硫含量也会有所差异，需要时可使用脱硫塔替代烟囱。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种尾气处理系统，其特征在于，其包括低温换热器、高温换热器、预热装置、反应器、余热回收装置和烟囱；
所述低温换热器的冷流端入口与尾气入口相连通，所述低温换热器的冷流端出口与所述高温换热器的冷流端入口相连通；
所述高温换热器的冷流端出口、所述预热装置、所述反应器、所述低温换热器的热流端入口依次连通；
所述高温换热器的热流端与所述余热回收装置并联设置于所述反应器与所述低温换热器的热流端入口之间；
所述低温换热器的热流端出口与所述烟囱相连通；
所述尾气入口与所述烟囱相连通。
2.如权利要求1所述的尾气处理系统，其特征在于，所述预热装置为燃气加热炉或电加热器；所述反应器为焚烧反应器；所述余热回收装置为余热锅炉。
3.如权利要求1所述的尾气处理系统，其特征在于，所述预热装置为燃气加热炉，所述尾气处理系统还包括第一温度控制单元、第二温度控制单元、第三温度控制单元、流量控制单元和若干电动流量调节阀。
4.如权利要求3所述的尾气处理系统，其特征在于，所述第一温度控制单元位于所述高温换热器的冷流端出口与所述预热装置之间，并与设置于所述高温换热器的热流端入口、所述余热回收装置入口的两个所述电动流量调节阀相连接。
5.如权利要求3所述的尾气处理系统，其特征在于，所述第二温度控制单元位于所述预热装置与所述反应器之间，并与设置于所述燃气加热炉的进气口的所述电动流量调节阀相连接。
6.如权利要求3所述的尾气处理系统，其特征在于，所述第三温度控制单元位于所述反应器的出料口，并与设置于所述低温换热器的冷流端入口与所述尾气入口之间、所述尾气入口与所述烟囱之间的两个所述电动流量调节阀相连接。
7.如权利要求3所述的尾气处理系统，其特征在于，所述余热回收装置的给水为除盐水；所述流量控制单元位于所述余热回收装置出水段，并与设置于所述余热回收装置进水段的所述电动流量调节阀相连接。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的尾气处理系统在苯酐尾气处理上的应用。
9.一种应用了如权利要求3-7任一项所述的尾气处理系统的尾气处理方法，其特征在于，其步骤如下：
(1)通入尾气，并通过预热装置升温到约200～350℃；
(2)尾气进入反应器焚烧处理；
(3)通过第一温度控制单元控制所述电动流量调节阀使尾气分别进入高温换热器和蒸汽余热锅炉；
(4)当系统达到换热平衡后，通过第二温度控制单元控制所述电动流量调节阀切断燃气。
10.如权利要求9所述的尾气处理方法，其特征在于，所述预热装置的升温温度为290℃。
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