CN110894951A - 用于清除有机气体在催化燃烧反应中污垢的系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于清除有机气体在催化燃烧反应中污垢的系统及工艺，属于催化氧化装置的除垢技术领域。其包括引风机、换热器、电加热器、反应器及烟囱，引风机的进口端与待处理废气来源的主管连接，引风机的出口管线分为两路，换热器的壳程出口管线分为两路，分别与电加热器入口和烟囱入口管线连接，电加热器入口管线将气体输送至电加热器入口，电加热器出口管线与反应器底部入口连接，反应器出口管线分为两路，分别与换热器的壳程入口和管程入口管线连接，换热器的管程出口管线分为两路，分别与电加热器入口和烟囱入口管线连接。本发明可以避免装置的停工，聚苯乙烯固体发生逆反应转化为气态VOCs，且不产生聚苯乙烯的废弃物。

Description

用于清除有机气体在催化燃烧反应中污垢的系统及工艺

技术领域

本发明属于催化氧化(燃烧)装置的除垢技术领域，具体涉及一种含苯乙烯类有机气体的催化氧化装置的除垢系统及除垢工艺。

背景技术

当利用催化氧化(燃烧)工艺处理含苯乙烯类有机气体时，由于催化氧化(燃烧)装置的工艺原理决定必须将气体提温至所需的反应温度。因此，在含苯乙烯类有机气体的升温过程中会在换热器的某个温度区间出现苯乙烯聚合的情况，长期如此会造成管道或设备的堵塞。

现有技术中的除垢手段多为物理方法，比如将堵塞的管路、设备拆开，利用高压水枪或蒸汽的强大冲击力将聚苯乙烯从管道、设备上剥离，清理过程必须要装置停工，造成清理期间气体排放不能满足国标要求，对环境造成影响，同时清理出的聚苯乙烯废弃物也污染环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于清除有机气体在催化燃烧反应中污垢的系统及工艺，其通过调整高温气体的流动路线，在不停工的情况下即可清除管路、设备内自聚产物等污垢。

一种用于清除有机气体在催化燃烧反应中污垢的系统，其包括引风机、换热器、电加热器、反应器及烟囱；

所述的引风机的进口端与待处理废气来源的主管连接，所述引风机的出口端连接的出口管线分为两路，分别为第一支路管线和第二支路管线，所述的第一支路管线连接在所述的换热器的中下部的进口端，在所述的第一支路管线上设置有第一阀门，第二支路管线上设置有第二阀门；

所述的换热器的中上部的出口端连接的出口管线分为两路，分别为第三支路管线和第四支路管线，所述的换热器的底部的出口端经过出口管线连接至所述的烟囱，所述的第三支路管线连接在所述的电加热器的入口端，所述的电加热器的出口端与所述的反应器的底部进口端连接，所述的反应器的顶部出口端连接的出口管线分为两路，分别为第五支路管线和第六支路管线，所述的第五支路管线与所述的换热器顶部的进口端连接，经所述反应器反应后的气体从所述换热器顶部的进口端进入换热器中，所述的第五支路管线与所述的第二支路管线连接；

所述的第四支路管线连接在所述的换热器的底部的出口端与所述烟囱连接的管线上；

所述的第三支路管线上设置有第三阀门，所述的第五支路管线上设置有第四阀门，所述的换热器的底部的出口端与所述烟囱连接的管线上设置有第五阀门，所述的第四支路管线上设置有第六阀门；在靠近所述换热器底部的出口端的管线处与所述的第三支路管线之间连接的管线上设置有第七阀门，所述的第六支路管线上设置有第八阀门；

正常工况条件下，开通第一阀门、第三阀门、第四阀门及第五阀门，且关闭第二阀门、第六阀门、第七阀门及第八阀门；当有机气体堵塞管道时，开通第二阀门、第六阀门、第七阀门及第八阀门，且关闭第一阀门、第三阀门、第四阀门及第五阀门。

进一步的，上述的有机气体为苯乙烯类气体。

本发明的另一任务在于提供一种用于清除有机气体在催化燃烧反应中污垢的工艺，其采用上述的用于清除有机气体在催化燃烧反应中污垢的系统，包括以下步骤：

a、正常工况条件下，常开阀门为第一阀门、第三阀门、第四阀门及第五阀门，常关阀门为第二阀门、第六阀门、第七阀门及第八阀门，通过引风机输送的气体经过第一支路管线进入换热器，气体在换热器内完成换热后，经过第三支路管线进入电加热器，加热后的气体进入反应器中，反应后的气体进入换热器管程，降温后的烟气通过烟囱高空排放；

b、当管路和设备发生堵塞导致压降增加后，常开阀门为第二阀门、第六阀门、第七阀门及第八阀门，常关阀门为第一阀门、第三阀门、第四阀门及第五阀门，完成换热器的管程、壳程的换热介质的切换运行，待压降回复增长后，系统阀门恢复初始状态，系统完成一次除垢作业。

进一步的，切换运行后，经过反应后的烟气进入发生堵塞的管道内，通过烟气自身的高温特性将管线内的聚苯乙烯分解。

与现有技术相比，本发明带来了以下有益技术效果：

(1)本发明系统通过调整高温气体的流动路线，达到清除管路、设备内自聚产物等污垢的目的；

(2)本发明工艺可以有效解决苯乙烯类气体催化氧化装置管道、设备内由于苯乙烯聚合造成的堵塞问题。本发明工艺路线利用苯乙烯聚合物在特定温度下可以分解的特性，通过合理的优化高温气体的通过次序，利用反应器出口烟气的高温特性，将管道和设备内聚合物依次分解。选用本发明工艺可以有效提高装置的使用效率，减小非计划停工造成的环保压力。

(3)本发明可以避免装置的停工，聚苯乙烯固体发生逆反应转化为气态VOCs，且不产生聚苯乙烯的废弃物，是一种高效、环保的工艺方案。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明用于用于清除有机气体在催化燃烧反应中污垢的工艺流程图；

图中，C-101、引风机，E-101、换热器，E-102、电加热器，R-101、反应器，S-101、烟囱，V-1、第一阀门，V-2、第二阀门，V-3、第三阀门，V-4、第四阀门，V-5、第五阀门，V-6、第六阀门，V-7、第七阀门，V-8、第八阀门。

具体实施方式

本发明提出了一种用于清除有机气体在催化燃烧反应中污垢的系统及工艺，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。

本发明一种用于清除有机气体在催化燃烧反应中污垢的系统，其包括引风机C-101、换热器E-101、电加热器E-102、反应器R-101及烟囱S-101，引风机的进口端与待处理废气来源的主管连接，待处理废气首先进入引风机；

作为本发明的主要改进点，引风机的出口端连接的出口管线分为两路，分别为第一支路管线和第二支路管线，第一支路管线连接在换热器的中下部的进口端，在的第一支路管线上设置有第一阀门V-1，第二支路管线上设置有第二阀门V-2，正常工况条件下，打开第一阀门，关闭第二阀门。

作为本发明的主要改进点，换热器E-101的中上部的出口端连接的出口管线分为两路，分别为第三支路管线和第四支路管线，换热器的底部的出口端经过出口管线连接至烟囱S-101，第三支路管线连接在电加热器E-102的入口端，电加热器的出口端与反应器的底部进口端连接，反应器的顶部出口端连接的出口管线分为两路，分别为第五支路管线和第六支路管线，第五支路管线与所述的换热器顶部的进口端连接，经反应器反应后的气体从换热器顶部的进口端进入换热器中，第五支路管线与所述的第二支路管线连接；

第四支路管线连接在换热器的底部的出口端与烟囱连接的管线上；

第三支路管线上设置有第三阀门V-3，第五支路管线上设置有第四阀门V-4，换热器的底部的出口端与烟囱连接的管线上设置有第五阀门V-5，第四支路管线上设置有第六阀门V-6；在靠近换热器底部的出口端的管线处与第三支路管线之间连接的管线上设置有第七阀门V-7，第六支路管线上设置有第八阀门V-8。

上述用于清除有机气体在催化燃烧反应中污垢的系统的使用原理：

正常工况条件下，开通第一阀门、第三阀门、第四阀门及第五阀门，且关闭第二阀门、第六阀门、第七阀门及第八阀门；当有机气体堵塞管道时，开通第二阀门、第六阀门、第七阀门及第八阀门，且关闭第一阀门、第三阀门、第四阀门及第五阀门。

下面结合具体实施例来做进一步说明。

实施例1：

如图1所示，引风机C-101入口与废气来源的主管连接，引风机C-101出口管线分为两路，每一路管线都设置阀门，且分别与换热器E-101的壳程入口和管程入口管线连接。换热器E-101的壳程出口管线分为两路，且每一路管线都设置阀门，分别与电加热器E-102入口和烟囱S-101入口管线连接。电加热器入口管线将气体输送至电加热器E-102入口连接，电加热器E-102出口管线与反应器R-101底部入口连接。反应器R-101出口管线分为两路，每一路管线都设置切断阀，且分别与换热器E-101的壳程入口和管程入口管线连接。换热器E-101的管程出口管线分为两路，且每一路管线都设置切断阀，分别与电加热器E-102入口和烟囱S-101入口管线连接。

通过此工艺流程的设计，可以完成催化氧化装置内换热器的管程、壳程的换热介质的切换运行。

实施例2：

结合实施例1的系统，对其工艺做详细说明。

正常工况的常开阀门有：V-1/V-3/V-4/V-5，常关阀门有：V-2/V-7/V-8/V-6。正常工况下引风机C-101输送的气体经过V-1进入换热器E-101壳程，气体在换热器E-101内完成换热后经V-3进入电加热器E-102，加热后的气体进入反应器R-101，反应后的气体经V-4进入换热器E-101管程，降温后的烟气经V-5后通过烟囱S-101高空排放。当管路和设备发生堵塞导致压降增加后，系统的常开阀门改为V-2/V-7/V-8/V-6，常关阀门改为：V-1/V-3/V-4/V-5。高温气体与低温气体的通道发生调换，此时经过反应后的烟气进入发生堵塞的管路内，通过烟气自身的高温特性将管路内的聚苯乙烯分解，待压降回复增长后，系统阀门恢复初始状态，系统完成一次除垢作业。

本发明中未述及的部分借鉴现有技术即可实现。

需要说明的是，在本说明书的教导下本领域技术人员所做出的任何等同方式，或明显变型方式均应在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于清除有机气体在催化燃烧反应中污垢的系统，其包括引风机、换热器、电加热器、反应器及烟囱，其特征在于：

所述的引风机的进口端与待处理废气来源的主管连接，所述引风机的出口端连接的出口管线分为两路，分别为第一支路管线和第二支路管线，所述的第一支路管线连接在所述的换热器的中下部的进口端，在所述的第一支路管线上设置有第一阀门，第二支路管线上设置有第二阀门；

所述的换热器的中上部的出口端连接的出口管线分为两路，分别为第三支路管线和第四支路管线，所述的换热器的底部的出口端经过出口管线连接至所述的烟囱，所述的第三支路管线连接在所述的电加热器的入口端，所述的电加热器的出口端与所述的反应器的底部进口端连接，所述的反应器的顶部出口端连接的出口管线分为两路，分别为第五支路管线和第六支路管线，所述的第五支路管线与所述的换热器顶部的进口端连接，经所述反应器反应后的气体从所述换热器顶部的进口端进入换热器中，所述的第五支路管线与所述的第二支路管线连接；

所述的第四支路管线连接在所述的换热器的底部的出口端与所述烟囱连接的管线上；

所述的第三支路管线上设置有第三阀门，所述的第五支路管线上设置有第四阀门，所述的换热器的底部的出口端与所述烟囱连接的管线上设置有第五阀门，所述的第四支路管线上设置有第六阀门；在靠近所述换热器底部的出口端的管线处与所述的第三支路管线之间连接的管线上设置有第七阀门，所述的第六支路管线上设置有第八阀门；

正常工况条件下，开通第一阀门、第三阀门、第四阀门及第五阀门，且关闭第二阀门、第六阀门、第七阀门及第八阀门；当有机气体堵塞管道时，开通第二阀门、第六阀门、第七阀门及第八阀门，且关闭第一阀门、第三阀门、第四阀门及第五阀门。

2.根据权利要求1所述的一种用于清除有机气体在催化燃烧反应中污垢的系统，其特征在于：所述的有机气体为苯乙烯类气体。

3.一种用于清除有机气体在催化燃烧反应中污垢的工艺，其特征在于，其采用权利要求1或2所述的一种用于清除有机气体在催化燃烧反应中污垢的系统，所述的工艺包括：

a、正常工况条件下，常开阀门为第一阀门、第三阀门、第四阀门及第五阀门，常关阀门为第二阀门、第六阀门、第七阀门及第八阀门，通过引风机输送的气体经过第一支路管线进入换热器，气体在换热器内完成换热后，经过第三支路管线进入电加热器，加热后的气体进入反应器中，反应后的气体进入换热器管程，降温后的烟气通过烟囱高空排放；

b、当管路和设备发生堵塞导致压降增加后，常开阀门为第二阀门、第六阀门、第七阀门及第八阀门，常关阀门为第一阀门、第三阀门、第四阀门及第五阀门，完成换热器的管程、壳程的换热介质的切换运行，待压降回复增长后，系统阀门恢复初始状态，系统完成一次除垢作业。

4.根据权利要求3所述的一种用于清除有机气体在催化燃烧反应中污垢的工艺，其特征在于：切换运行后，经过反应后的烟气进入发生堵塞的管道内，通过烟气自身的高温特性将管线内的聚苯乙烯分解。

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