CN111076194A - 一种顺酐生产废气的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种顺酐生产废气的处理方法，包括：顺酐废气按比例分配进入RTO炉蓄热室以及TO炉，进入TO炉的废气需先经过废气预热器预热；顺酐废气进RTO炉蓄热室后，吸收其热量后，再进入RTO炉热氧化室，在RTO热氧化室中氧化放热、升温后再分两路，一路回RTO炉蓄热室将热量储存在蓄热室后排放至烟囱，另一路进TO炉；进入TO炉的顺酐废气热值不足以提供自身燃烧，需补加燃料气，在TO炉炉膛内与来自RTO炉热氧化室的烟气汇合，TO炉排放高温烟气进入蒸汽过热器给顺酐装置产生的饱和蒸汽过热，再进废气预热器预热进TO炉的顺酐废气后排入烟囱。本发明联合使用TO炉与RTO炉，并对顺酐废气进行合理分配，达到燃料气消耗低、烟囱排放烟气非甲烷总烃低的效果。

Description

一种顺酐生产废气的处理方法
技术领域
本发明涉及工业尾气技术领域，尤其涉及一种顺酐生产废气的处理方法。
背景技术
顺丁烯二酸酐简称顺酐，又名马来酸酐、失水苹果酸酐，是目前世界上仅次于苯酐和醋酐的第三大酸酐。室温下为有酸味的无色或白色固体。主要用于生产不饱和聚酯树脂、1,4-丁二醇、γ-丁内酯等，也用于医药和农药。
顺酐以前多用苯的催化氧化制备，但由于价格的缘故，现大多用正丁烷氧化法制取。正丁烷氧化法制顺酐工艺中，反应物料经反应后得到富含顺酐的反应富气，采用溶剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或六氢化邻苯二甲酸二异丁酯(DIBE)在吸收塔中吸收反应富气中的顺酐，吸收塔尾气含未反应完的丁烷、空气以及副产物乙酸、丙烯酸、正丁醇等物质，是顺酐装置主要废气来源。
在处理顺酐装置废气问题上，目前在顺酐行业主要有两种方式。一种是采用直燃式焚烧炉焚烧，这种方式有机物去除效率高，可达99.9％以上，但是辅助燃料气消耗大，经济上不合理，而且产生的氮氧化合物含量高，需配套脱硝设备及脱硝催化剂，进一步增加了投资及运行成本；另外一种方式是采用蓄热式焚烧炉处理，这种方式由于在炉内增加了蓄热陶瓷蓄热，将蓄的热用于加热进炉的废气，因而可以大幅度降低燃料气的消耗，甚至不需消耗额外的燃料气，但是这种方式同样存在明显缺陷，废气中的有机物氧化不够充分，有机物去除效率低，不符合当今日益严格的环保要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种顺酐生产废气的处理方法，本发明联合使用直燃式焚烧炉(TO炉)与蓄热式焚烧炉(RTO炉)，并对顺酐废气进行合理分配，达到燃料气消耗低、烟囱排气非甲烷总烃低的效果。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种顺酐生产废气的处理方法，包括以下步骤：
(1)、顺酐废气按一定的比例分配一部分进入RTO炉蓄热室，另一部分经过废气预热器后进入TO炉；
(2)、顺酐废气进RTO炉蓄热室后，吸收RTO蓄热室的热量后，再进入RTO炉热氧化室，在RTO热氧化室中氧化放热、升温后的烟气再分两路，一路去RTO炉蓄热室将热量储存在RTO蓄热室后排放至烟囱，另一路进TO炉；
(3)进入TO炉的顺酐废气热值不足以提供自身燃烧，需补加燃料气，顺酐废气、燃料气在TO炉热氧化室内与来自RTO炉热氧化室的烟气汇合，反应；
(4)TO炉排放烟气进入蒸汽过热器给顺酐装置产生的饱和蒸汽过热，再进入废气预热器预热进入TO炉的顺酐废气后排入烟囱放空。
进一步的，步骤(4)中所述进入废气预热器预热进入TO炉的顺酐废气后，还包括进入节能换热器利用烟气余热后再排入烟囱。
优选的，步骤(1)中进入RTO蓄热室的顺酐废气比例为10-80％，其余进入TO炉；更优选的，步骤(1)中进入RTO蓄热室的顺酐废气比例为50-70％。
优选的，步骤(1)中经过废气预热器后预热后的顺酐废气温度为200-350℃；更优选的为250-320℃。
优选的，步骤(2)中所述的RTO炉热氧化室出来的烟气一路去RTO炉蓄热室，其比例为10-90％，更优选的，其比例为30-80％。
优选的，所述TO炉的焚烧温度为800-1000℃，停留时间1-3秒，更优选的，停留时间1.5-2.5秒。
综上所述，运用本发明的技术方案，具有如下有益效果：
1、由于利用了蓄热炉的蓄热优势，相比于传统的直燃式焚烧炉处理方式，使用的燃料气较少，有利于减少生产运行成本，符合节能降耗原则。
2、结合了直燃式焚烧炉有机物去除效率高的优势，相比于单独采用蓄热式焚烧炉，有机物去除效率高，烟囱出口非甲烷总烃含量低，符合环保要求。
3、蓄热式焚烧炉产生高温烟气与直燃式焚烧炉产烟气混合后，总烟气温度降低，而总烟气量增大。一方面降低了蒸汽过热器换热管的材质要求，另一方面增大了蒸汽过热的换热量。
4、可根据装置产蒸汽的过热量需求，灵活调整顺酐废气进RTO与TO炉的比例，不仅节省了燃料气的消耗，降低了运行成本，而且非甲烷总烃排放值也符合环保要求。
附图说明
图1为本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但不构成对本发明保护范围的限制。
参见图1，本发明提供了一种顺酐生产废气的处理方法，主要包括：顺酐废气按需求比例分配进入RTO炉蓄热室以及TO炉，进入TO炉的废气需先经过废气预热器预热；顺酐废气进RTO炉蓄热室后，吸收RTO炉蓄热室的热量后，再进入RTO炉热氧化室，在RTO热氧化室中氧化放热、升温后再分两路，一路回RTO炉蓄热室将热量储存在蓄热室后排放至烟囱，另一路进TO炉；进入TO炉的顺酐废气热值不足以提供自身燃烧，需燃料气，在TO炉炉膛内与来自RTO炉热氧化室的烟气汇合，TO炉排放烟气进入蒸汽过热器给顺酐装置产生的饱和蒸汽过热，再进废气预热器预热进TO炉的顺酐废气，最后进节能换热器利用烟气余热后排入烟囱。
优选的，步骤(1)中进入RTO蓄热室的顺酐废气比例为10-80％，其余进入TO炉；更优选的，步骤(1)中进入RTO蓄热室的顺酐废气比例为50-70％。
优选的，步骤(1)中经过废气预热器后预热后的顺酐废气温度为200-350℃；更优选的为250-320℃。
优选的，步骤(2)中所述的RTO炉热氧化室出来的烟气一路去RTO炉蓄热室，其比例为10-90％，更优选的，其比例为30-80％。
优选的，所述TO炉的焚烧温度为800-1000℃，停留时间1-3秒，更优选的，停留时间1.5-2.5秒。
下面再结合具体的实施方式进行详细的说明
实施例1
顺酐装置废气指标见下表：
表1顺酐装置废气指标
Figure BDA0002333103850000041
顺酐废气进气温度72℃、进气速率42394kg/h，其中70％进RTO炉蓄热室吸收蓄热体的热量后进RTO炉热氧化室，30％进废气预热器预热至300℃后进入TO炉。从RTO炉热氧化室出来的烟气温度1050℃，这股烟气分两路，一路含70％去RTO炉蓄热室，将热量传递给蓄热陶瓷后温度降至110℃，再排入烟囱；另一路含30％去TO炉炉膛。预热至300℃的顺酐废气进TO炉后，由于顺酐废气热值不足以提供自身燃烧，补加燃料气(包含天然气、液化气等)，在TO炉炉膛内与来自RTO炉热氧化室的1050℃烟气汇合，控制TO炉炉膛温度850℃，TO炉排放烟气进入蒸汽过热器给顺酐装置产生的饱和蒸汽过热，再进废气预热器预热进TO炉的顺酐废气，最后进节能换热器利用烟气余热后排入烟囱。该过程需补加16Nm3/h的燃料气，烟囱非甲烷总烃含量69g/Nm3,燃料气消耗小，且符合环保要求。
实施例2
顺酐废气指标同实施例1，进气温度72℃、进气速率42394kg/h，其中80％进RTO炉蓄热室吸收蓄热体的热量后进RTO炉热氧化室，20％进废气预热器预热至310℃后进入TO炉。从RTO炉热氧化室出来的烟气温度1050℃，这股烟气分两路，一路含80％去RTO炉蓄热室，将热量传递给蓄热陶瓷后温度降至110℃，再排入烟囱；另一路含20％去TO炉炉膛。预热至310℃的顺酐废气进TO炉后，由于顺酐废气热值不足以提供自身燃烧，补加燃料气(包含天然气、液化气等)，在TO炉炉膛内与来自RTO炉热氧化室的1050℃烟气汇合，控制TO炉炉膛温度860℃，TO炉排放烟气进入蒸汽过热器给顺酐装置产生的饱和蒸汽过热，再进废气预热器预热进TO炉的顺酐废气，最后进节能换热器利用烟气余热后排入烟囱。该过程需补加10Nm3/h的燃料气，烟囱非甲烷总烃含量84g/Nm3,虽然燃料气消耗小，但由于分配进RTO炉的顺酐废气过多，当地要求非甲烷总烃含量小于80g/Nm3,因而不符合环保要求。
实施例3
顺酐废气指标同实施例1，进气温度72℃、进气速率42394kg/h，其中60％进RTO炉蓄热室吸收蓄热体的热量后进RTO炉热氧化室，40％进废气预热器预热至350℃后进入TO炉。从RTO炉热氧化室出来的烟气温度1050℃，这股烟气分两路，一路含90％去RTO炉蓄热室，将热量传递给蓄热陶瓷后温度降至110℃，再排入烟囱；另一路含10％去TO炉炉膛。预热至350℃的顺酐废气进TO炉后，由于顺酐废气热值不足以提供自身燃烧，补加燃料气(包含天然气、液化气等)，在TO炉炉膛内与来自RTO炉热氧化室的1050℃烟气汇合，控制TO炉炉膛温度800℃，TO炉排放烟气进入蒸汽过热器给顺酐装置产生的饱和蒸汽过热，再进废气预热器预热进TO炉的顺酐废气，最后进节能换热器利用烟气余热后排入烟囱。该过程需补加21Nm3/h的燃料气，烟囱非甲烷总烃含量74g/Nm3,燃料气消耗小，且符合环保要求。
实施例4
顺酐废气指标同实施例1，进气温度72℃、进气速率42394kg/h，其中50％进RTO炉蓄热室吸收蓄热体的热量后进RTO炉热氧化室，50％进废气预热器预热至320℃后进入TO炉。从RTO炉热氧化室出来的烟气温度1050℃，这股烟气分两路，一路含50％去RTO炉蓄热室，将热量传递给蓄热陶瓷后温度降至110℃，再排入烟囱；另一路含50％去TO炉炉膛。预热至320℃的顺酐废气进TO炉后，由于顺酐废气热值不足以提供自身燃烧，补加燃料气(包含天然气、液化气等)，在TO炉炉膛内与来自RTO炉热氧化室的1050℃烟气汇合，控制TO炉炉膛温度840℃，TO炉排放烟气进入蒸汽过热器给顺酐装置产生的饱和蒸汽过热，再进废气预热器预热进TO炉的顺酐废气，最后进节能换热器利用烟气余热后排入烟囱。该过程需补加27Nm3/h的燃料气，烟囱非甲烷总烃含量45g/Nm3,燃料气消耗小，且符合环保要求。
实施例5
顺酐废气指标同实施例1，进气温度72℃、进气速率42394kg/h，其中40％进RTO炉蓄热室吸收蓄热体的热量后进RTO炉热氧化室，60％进废气预热器预热至330℃后进入TO炉。从RTO炉热氧化室出来的烟气温度1050℃，这股烟气分两路，一路含60％去RTO炉蓄热室，将热量传递给蓄热陶瓷后温度降至110℃，再排入烟囱；另一路含40％去TO炉炉膛。预热至330℃的顺酐废气进TO炉后，由于顺酐废气热值不足以提供自身燃烧，补加燃料气(包含天然气、液化气等)，在TO炉炉膛内与来自RTO炉热氧化室的1050℃烟气汇合，控制TO炉炉膛温度820℃，TO炉排放烟气进入蒸汽过热器给顺酐装置产生的饱和蒸汽过热，再进废气预热器预热进TO炉的顺酐废气，最后进节能换热器利用烟气余热后排入烟囱。该过程需补加35Nm3/h的燃料气，烟囱非甲烷总烃含量44g/Nm3,燃料气消耗小，且符合环保要求。
实施例6
顺酐废气指标同实施例1，进气温度72℃、进气速率42394kg/h，其中30％进RTO炉蓄热室吸收蓄热体的热量后进RTO炉热氧化室，70％进废气预热器预热至340℃后进入TO炉。从RTO炉热氧化室出来的烟气温度1050℃，这股烟气分两路，一路含90％去RTO炉蓄热室，将热量传递给蓄热陶瓷后温度降至110℃，再排入烟囱；另一路含10％去TO炉炉膛。预热至340℃的顺酐废气进TO炉后，由于顺酐废气热值不足以提供自身燃烧，补加燃料气(包含天然气、液化气等)，在TO炉炉膛内与来自RTO炉热氧化室的1050℃烟气汇合，控制TO炉炉膛温度930℃，TO炉排放烟气进入蒸汽过热器给顺酐装置产生的饱和蒸汽过热，再进废气预热器预热进TO炉的顺酐废气，最后进节能换热器利用烟气余热后排入烟囱。该过程需补加88Nm3/h的燃料气，烟囱非甲烷总烃含量47g/Nm3,由于分配进RTO炉的顺酐废气少，燃料气消耗较大，但符合环保要求。
实施例7
顺酐废气指标同实施例1，进气温度72℃、进气速率42394kg/h，其中20％进RTO炉蓄热室吸收蓄热体的热量后进RTO炉热氧化室，80％进废气预热器预热至280℃后进入TO炉。从RTO炉热氧化室出来的烟气温度1050℃，这股烟气分两路，一路含10％去RTO炉蓄热室，将热量传递给蓄热陶瓷后温度降至110℃，再排入烟囱；另一路含90％去TO炉炉膛。预热至280℃的顺酐废气进TO炉后，由于顺酐废气热值不足以提供自身燃烧，补加燃料气(包含天然气、液化气等)，在TO炉炉膛内与来自RTO炉热氧化室的1050℃烟气汇合，控制TO炉炉膛温度810℃，TO炉排放烟气进入蒸汽过热器给顺酐装置产生的饱和蒸汽过热，再进废气预热器预热进TO炉的顺酐废气，最后进节能换热器利用烟气余热后排入烟囱。该过程需补加61Nm3/h的燃料气，烟囱非甲烷总烃含量22g/Nm3,由于分配进RTO炉的顺酐废气少，燃料气消耗较大，但符合环保要求。
实施例8
顺酐废气指标同实施例1，进气温度72℃、进气速率42394kg/h，其中10％进RTO炉蓄热室吸收蓄热体的热量后进RTO炉热氧化室，90％进废气预热器预热至290℃后进入TO炉。从RTO炉热氧化室出来的烟气温度1050℃，这股烟气分两路，一路含90％去RTO炉蓄热室，将热量传递给蓄热陶瓷后温度降至110℃，再排入烟囱；另一路含10％去TO炉炉膛。预热至290℃的顺酐废气进TO炉后，由于顺酐废气热值不足以提供自身燃烧，补加燃料气(包含天然气、液化气等)，在TO炉炉膛内与来自RTO炉热氧化室的1050℃烟气汇合，控制TO炉炉膛温度870℃，TO炉排放烟气进入蒸汽过热器给顺酐装置产生的饱和蒸汽过热，再进废气预热器预热进TO炉的顺酐废气，最后进节能换热器利用烟气余热后排入烟囱。该过程需补加102Nm3/h的燃料气，烟囱非甲烷总烃含量22g/Nm3,由于分配进RTO炉的顺酐废气少，且TO炉出口烟气温度较高，燃料气消耗较大，但符合环保要求。
实施例9
顺酐废气指标同实施例1，进气温度72℃、进气速率42394kg/h，其中90％进RTO炉蓄热室吸收蓄热体的热量后进RTO炉热氧化室，10％进废气预热器预热至220℃后进入TO炉。从RTO炉热氧化室出来的烟气温度1050℃，这股烟气分两路，一路含80％去RTO炉蓄热室，将热量传递给蓄热陶瓷后温度降至110℃，再排入烟囱；另一路含20％去TO炉炉膛。预热至220℃的顺酐废气进TO炉后，由于顺酐废气热值不足以提供自身燃烧，补加燃料气(包含天然气、液化气等)，在TO炉炉膛内与来自RTO炉热氧化室的1050℃烟气汇合，控制TO炉炉膛温度950℃，TO炉排放烟气进入蒸汽过热器给顺酐装置产生的饱和蒸汽过热，再进废气预热器预热进TO炉的顺酐废气，最后进节能换热器利用烟气余热后排入烟囱。该过程需补加11Nm3/h的燃料气，烟囱非甲烷总烃含量92g/Nm3,虽然燃料气消耗小，但由于分配进RTO炉的顺酐废气过多，当地要求非甲烷总烃含量小于80g/Nm3,因而不符合环保要求。
实施例10
顺酐废气指标同实施例1，进气温度72℃、进气速率42394kg/h，其中70％进RTO炉蓄热室吸收蓄热体的热量后进RTO炉热氧化室，30％进废气预热器预热至350℃后进入TO炉。从RTO炉热氧化室出来的烟气温度1050℃，这股烟气分两路，一路含60％去RTO炉蓄热室，将热量传递给蓄热陶瓷后温度降至110℃，再排入烟囱；另一路含40％去TO炉炉膛。预热至350℃的顺酐废气进TO炉后，由于顺酐废气热值不足以提供自身燃烧，补加燃料气(包含天然气、液化气等)，在TO炉炉膛内与来自RTO炉热氧化室的1050℃烟气汇合，控制TO炉炉膛温度890℃，TO炉排放烟气进入蒸汽过热器给顺酐装置产生的饱和蒸汽过热，再进废气预热器预热进TO炉的顺酐废气，最后进节能换热器利用烟气余热后排入烟囱。该过程需补加11Nm3/h的燃料气，烟囱非甲烷总烃含量62g/Nm3,燃料气消耗小，且符合环保要求。
对比例1
顺酐废气指标同实施例1，进气温度72℃、进气速率42394kg/h，所有气体均进TO炉，不进RTO炉。废气预热至300℃，控制TO炉炉膛温度850℃，TO炉排放烟气进入蒸汽过热器给顺酐装置产生的饱和蒸汽过热，再进废气预热器预热进TO炉的顺酐废气，最后进节能换热器利用烟气余热后排入烟囱。该过程需补加119Nm3/h的燃料气，烟囱非甲烷总烃含量20g/Nm3。可见，当只用TO炉处理时，虽然符合环保要求，但燃料气消耗量非常大，经济上不合理。
对比例2
顺酐废气指标同实施例1，进气温度72℃、进气速率42394kg/h，所有气体均进RTO炉，不进TO炉。该过程不需补加燃料气，但烟囱非甲烷总烃含量119g/Nm3,不符合环保要求。而且RTO炉出口烟气温度高达1050℃，蒸汽过热器的换热管外壁温度高达1000℃以上，因此要求蒸汽过热器换热管材质极高。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种顺酐生产废气的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、顺酐废气按一定的比例分配一部分进入RTO炉蓄热室，另一部分经过废气预热器后进入TO炉；
(2)、顺酐废气进RTO炉蓄热室后，吸收RTO蓄热室的热量后，再进入RTO炉热氧化室，在RTO热氧化室中氧化放热、升温后的烟气再分两路，一路去RTO炉蓄热室将热量储存在RTO蓄热室后排放至烟囱，另一路进TO炉；
(3)进入TO炉的顺酐废气热值不足以提供自身燃烧，需补加燃料气，顺酐废气、燃料气在TO炉炉膛内与来自RTO炉热氧化室的烟气汇合，反应；
(4)TO炉排放烟气进入蒸汽过热器给顺酐装置产生的饱和蒸汽过热，再进入废气预热器预热进入TO炉的顺酐废气后排入烟囱放空。
2.根据权利要求1所述的一种顺酐生产废气的处理方法，其特征在于：步骤(4)中所述进入废气预热器预热进入TO炉的顺酐废气后，还包括进入节能换热器利用烟气余热后再排入烟囱。
3.根据权利要求1所述的一种顺酐生产废气的处理方法，其特征在于：步骤(1)中进入RTO蓄热室的顺酐废气比例为10-80％，其余进入TO炉。
4.根据权利要求1所述的一种顺酐生产废气的处理方法，其特征在于：步骤(1)中进入RTO蓄热室的顺酐废气比例为50-70％。
5.根据权利要求4所述的一种顺酐生产废气的处理方法，其特征在于：步骤(1)中经过废气预热器后预热后的顺酐废气温度为250-320℃。
6.根据权利要求1所述的一种顺酐生产废气的处理方法，其特征在于：步骤(1)中经过废气预热器后预热后的顺酐废气温度为200-350℃。
7.根据权利要求1所述的一种顺酐生产废气的处理方法，其特征在于：步骤(2)中所述的RTO炉热氧化室出来的烟气一路去RTO炉蓄热室，其比例为10-90％。
8.根据权利要求7所述的一种顺酐生产废气的处理方法，其特征在于：步骤(2)中所述的RTO炉热氧化室出来的烟气一路去RTO炉蓄热室，其比例为30-80％。
9.根据权利要求1所述的一种顺酐生产废气的处理方法，其特征在于：所述TO炉的焚烧温度为800-1000℃。
10.根据权利要求9所述的一种顺酐生产废气的处理方法，其特征在于：所述的TO炉的停留时间1-3秒。
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