CN1519049A - 含有氧和可燃组分的废气的燃烧方法 - Google Patents

含有氧和可燃组分的废气的燃烧方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种在燃烧室中燃烧含有氧和可燃组分的废气的方法,该废气来源于无机或有机化合物的非均相催化气相氧化,该方法包括将废气加热到从200℃至与非均相催化气相氧化中最热温度对应并高于200℃的温度之间的温度,并在这一温度下将废气供应到该燃烧器头部。

Description

含有氧和可燃组分的废气的燃烧方法
发明领域
本发明涉及在燃烧室中燃烧含有氧和可燃组分的废气的方法,该废气来源于无机或有机化合物的非均相催化气相氧化。
技术背景
含有可燃组分与氧的废气是在许多不同的非均相催化氧化过程中形成的。由于氧化剂(氧)和可燃组分的同时存在,此类废气的热提纯,即它们的燃烧,需要专门的安全措施,特别是安全地和可靠地避免反闪。
关于提纯废气的氧化过程、尤其催化和热提纯过程的综述可以见于J.M.Klobucar,Chem.Eng.,2002年2月,62-67页。
在催化废气的净化中,废气是在空气和催化剂存在下在通常200-650℃的温度下以催化方式转化成对环境更友好的化合物。催化剂的使用使得比废气单纯燃烧低得多的操作温度成为可能,导致在总能量平衡和材料选择上的诸多优点。催化方式废气提纯的缺点与催化剂的使用紧密相关。这些催化剂通常含有贵金属,例如钯或铂,因此在与各种化合物接触时倾向于发生可逆的或不可逆的损害。如果预期存在此类化合物(称作催化剂毒物),一般在上游提供保护床。因为催化剂对于催化方式废气提纯过程的可靠和长时间操作仅仅具有有限的工作寿命,即使在催化剂毒物不存在的情况下也是如此,所以,氧化反应器必须双份构建。此外,对于具有高含量的可燃组分的废气,还存在着过高反应温度和反闪的风险,以及对催化剂和对装置的损害的风险。
在废气的热提纯中,废气是在空气存在下在通常800-1000℃的温度下在有或没有所谓追加燃料的情况下燃烧而形成对环境更友好的化合物,一般是水和二氧化碳。一般,在直接火焰氧化器、同流换热式氧化器和再生氧化器之间有区别。
对于直接火焰氧化器,需要提纯的未预热废气在火焰中被空气燃烧,该火焰是由追加燃料例如天然气或油所产生。为了避免反闪,一般在燃烧室的进口有高速通路,在该通路中废气进料的流速高于反闪速率。直接火焰氧化器的缺点是补加燃料的消耗高,尤其在低浓度的可燃组分时,因为需要燃烧的废气是在较冷下输入和因此必须首先借助于补加燃料的燃烧而达到所希望的燃烧温度。
在同流换热式氧化器中,需要提纯的未预热废气利用在氧化器中理想自热燃烧的废热来预热和然后在实际的燃烧室中用空气燃烧。该预热一般以这样的方式来进行:在进入燃烧室中之前,废气进料首先流过热交换器,后者在另一侧用热的烟道气体来操作。如果可燃组分的含量对于自热燃烧是不足够的,则缺少的能量可以通过辅助燃烧器来引入。仅仅通过该预热使得大体上自热燃烧成为可能,因为需要燃烧的废气早已趁热流入该燃烧室中。然而,确切地说这也具有关键的缺点。因为随着废气的温度提高,它的点火容易性也提高,所以有反闪到热交换器中的风险和进而有比较严重损害的危险。可燃组分的浓度越高和流速越低,这一危险就越明显。因此,尤其对于具有高浓度可燃组分和/或在组成和速率上有较大波动的废气,同流换热式氧化器的安全使用无法确保。
在再生型氧化器中,需要提纯的未预热废气利用热的贮热介质被预热并在下游燃烧室中在理想条件下自热式燃烧。热的烟道气体然后在刚好处于再生模式下的第二种贮热介质之上通过和因此加热升温。如果首先提及的贮热介质已经处于不再确保所需燃烧的那一温度下,则这种流动横跨(crossed over),第二种加热的贮热介质用于加热升温。如果可燃组分的含量对于自热燃烧是不足够的,缺少的能量可以通过辅助燃烧器来引入。同样在再生型氧化器中,大体上自热燃烧仅仅通过该预热成为可能。正如以上对于同流换热式氧化器早已描述的,对于再生型氧化器,含有高浓度的可燃组分的废气也有这样的危险:氧化反应在贮热介质的床中失控,即导致不受控制的温度升高,这将损害该装置。还有反闪进入热交换器中的危险和进而造成比较严重损害的危险。因此,尤其对于具有高浓度可燃组分和/或在组成和速率上有较大波动的废气,再生型氧化器的安全使用无法确保。另外,由于再生型氧化器具有至少两个贮热室,它们中的每一个被设计来加热未预热废气,所以该氧化器是非常大型的,而且就装置而言是高花费的。
为了安全地防止反闪,在供应给氧化器的废气中,一般取决于危险的潜力,使用多个彼此无关的安全措施,如火焰阻隔和/或废气的稀释和/或分析仪器,该仪器安装在上游和分析废气的点燃性能。这方面的综述可以参观例如G.-G.Brger等,VDI-Berichte,No.286,1977,131-134页中,K.Schampel等,Gas wrme international 27,1978,11月,629-635页中,和W.Hüning,Chem.-Ing.-Tech.57,1985,850-857页中。已知的火焰阻隔是例如液封,火焰消除器,幕,爆燃阻止器,高速途径,新鲜空气的进给或供应燃烧室中的防反闪喷嘴。该废气可以适当地用例如空气来稀释。因此,在最后提到的参考文献中,在图5中,是液封、有高速通路的新鲜空气供应、爆燃阻止器以及供应该燃烧室的防反闪喷嘴的结合。虽然高速通路的使用在当所需的最小速度得以维持时确实使得反闪的可靠防止成为可能,但是,它的关键缺点是:通过将附加的空气输入来维持所需的流速,废气的总量增加和因此在一些情况下,在燃烧之前用于加热它的能量需要量会增加。
因此,本发明的目的是寻找一种提纯含有氧和可燃组分的废气的方法,它不具有上述的缺点,确保安全的长期运转,从能量上来说是大体上自给的,即使当所产生的废气显著地降至爆炸下限之下时也是如此,尤其也能毫无任何问题地与变化的废气速率和变化的废气组成相适应。
发明内容
我们已经发现这一目的可以通过在燃烧室中燃烧含有氧和可燃组分的废气的方法来实现,该废气来源于无机或有机化合物的非均相催化气相氧化,它包括将废气加热到从200℃至与非均相催化气相氧化中最热温度对应并高于200℃的温度之间的温度,并在这一温度下将废气供应到该燃烧器头部。
对于本发明的目的,燃烧是指在废气中存在的可燃组分与氧的热反应,该反应通常在700-1200℃的温度范围中进行。该燃烧是在所要燃烧的废气已引入其中的燃烧室中进行。在可燃组分的适当高含量和/或废气进料的适当高温度下,自热燃烧是可能的。自热燃烧体现特征于所需要的燃料仅仅来源于所要燃烧的废气。如果可燃组分的含量和/或废气的温度是相应低的,则辅助或补充燃烧器的使用是必须的。这可以是单独的燃烧器或整体组合到上述燃烧器头部并用附加燃料例如天然气或油来操作,并供给为了燃烧所需要的剩余能量。一般,自热式操作的燃烧室也带有补充燃烧器,尤其为了有可能启动该装置和对于废气进料有波动或干扰的情况下确保连续的燃烧。
在燃烧中,该废气进料主要转化成对环境更加友好的化合物。如果该废气仅仅含有含氢、含碳和/或含氧的化合物作为可燃组分,则这些一般反应形成水和二氧化碳。如果该废气另外含有其它元素例如氯或硫,则这些转化成氯或硫的更稳定化合物,例如氯化氢,氯的氧化物或硫氧化物。由氧化反应获得的气体被称作烟道气。
用于本发明方法中的废气来源于无机或有机化合物的非均相催化气相氧化。非均相催化气相反应是本领域中技术人员已知的。在非均相催化气相氧化中,需要氧化的起始原料在气态下与含有氧的气体一起通过含有非均相催化剂的合适反应器并在通常200-600℃范围的高温下氧化成有价值的想望产品和副产品。因为该氧化反应一般是高度放热的,所以一般盐浴冷却的管壳式反应器用于此反应。从反应器中排出的反应气体因此含有有价值的想望产品、可能的副产品、未反应的起始原料、在反应中形成的气态反应水和剩余未反应的氧。一般从反应器中排出的反应气体被冷却并分离出有价值的产品。有价值的产品可以以许多方式分离出来。合适的可能方法是例如吸收在溶剂中、冷凝或升华。取决于非均相催化气相氧化过程的实施方案和类型,在有价值的产品的分离之后,还可以接着进行附加的步骤,例如除去或减少反应水,洗涤,萃取或蒸馏。另外,当然也有可能将仍然含有残留未反应的起始原料的气体的一部分再循环到反应器中(再循环模式)。需要通过燃烧来处理的剩余气体被称作废气。需要强调的是,在本发明的上下文中,需要燃烧的废气来源于何种非均相催化气相反应并不是关键的,前提条件是废气含有氧和可燃组分。
在本发明方法中必要的是,该废气被加热到从200℃至与非均相催化气相氧化中最热温度对应并高于200℃的温度之间的温度,并在这一温度下加入到燃烧器头部。该燃烧器头部是装置的一部分,用于将废气加入到燃烧室中并形成火焰。一般,燃烧器头部具有用于气体分布和涡流、火焰保持的装置,和如果合适的话具有整体组合的点火机构,以及火焰检测器。优选地,在本发明的方法中,使用防止反闪的燃烧器头部,例如描述在G.-G.Brger等,VDI-Berichte No.286,1977,133页,图5和相关文本中。
该温度范围的下限也使得具有低的可燃组分含量的废气的自热燃烧成为可能,因为由于在火焰附近的预热,在该情况下为了加热至点火温度而仅仅需要较少量的热量。没有相应的预热,对于具有低的可燃组分含量的废气,在一些情形下在火焰中释放的热不再能足以将废气加热到点火温度,这导致火焰熄灭。在实践中,这就意味着补加燃料的使用。
原则上,认为对于提高废气温度,具有降低含量的可燃组分的废气也可以自热式燃烧。因此优选的是这样一种方法,其中该废气被加热到从300℃至与非均相催化气相氧化中最热温度对应并高于300℃的温度之间的温度,并在这一温度下加入到燃烧器头部。
特别优选的是这样一种方法,其中该废气被加热到从比与非均相催化气相氧化中最热温度对应的温度低50℃至与非均相催化气相氧化中最热温度对应的温度之间的温度,并在这一温度下加入到燃烧器头部。
该温度范围的上限确保该废气总是处于这样一个温度范围内,即在该范围中,没有附加的点火源的爆炸,和因此排除了在废气系统中的爆炸。该效应最终基于下列事实:在非均相催化气相氧化中,合适的温度早已存在于该反应器中,和反应混合物由于氧化反应和随后有价值产品的分离而将耗尽可燃组分,以及与处于非均相催化气相氧化中最热温度的组分相比,这些混合物因为更高氧化程度而减少能量,因此它的爆炸下限甚至更高。在本文中,爆炸下限是在现有压力和现有气体组成下的限定爆炸极限。
为了完整起见,应该提到的是,在非均相催化气相氧化中的最热温度一般也称作热点温度。
由于安全方面的原因,无机或有机化合物的非均相催化气相氧化(所燃烧的废气来源于它)优选是在爆炸下限以下的范围中进行。这意味着,在非均相催化气相氧化过程中的全部各个时刻,在现有温度、现有压力和现有气体组成下,这些条件降低到该爆炸下限之下。
来源于非均相催化气相氧化过程的废气的温度一般低于非均相催化气相氧化的最热温度和一般也低于200℃。因此,在本发明的过程中,该废气一般预热到所需要的温度。该预热可以直接或间接地进行。对于直接预热的情况,热气、优选热的烟道气体在温度控制下掺混到该废气中。对于间接预热的情况,该废气利用热交换器来加热。这可以例如通过热的烟道气体、来自非均相催化气相氧化反应器中的热盐熔体,或通过另一个热源例如过热蒸汽来进行。优选,该废气利用热交换器来加热,后者通过由燃烧释放的烟道气来加热。这允许废气进行能量自给式加热。
利用热交换器加热该废气可以以许多方式来实施,该热交换器通过由燃烧释放的烟道气来加热。例如,可以由在流过热交换器的废气流和流过旁路的废气流之间的比率来控制废气的温度。因此,在这一变型中,一部分的废气流(为了预热它)穿过由烟道气操作的热交换器,而另一部分的烟道气穿过在热交换器周围的旁路。两股料流然后再合并。一般,连续地测量混合物温度,并且通过与所需要的预定温度对比来控制在热交换器和旁路之间的废气比率。如果混合物温度高于预定温度,例如,在最简单的情况下,通过增加穿过旁路的废气流和减少穿过热交换器的废气流来将混合物温度调低,反之亦然。有利地,在离开热交换器的废气流中的温度也连续地测量并利用附加的控制回路被保持在最高与非均相催化气相氧化中最热温度对应的温度下。确保不超过该最高温度的可能措施是例如在热交换器的上游输入冷的和优选低氧含量的气体或者控制流过该热交换器的烟道气的速率或温度。烟道气流过的速率可以例如通过在热交换器上游的烟道气系统中的控制片状阀门和在热交换器周围的供剩余烟道气体积用的相应旁路来控制。流过的烟道气的温度可以例如利用在下游存在的(例如在穿过附加的热交换器之后)较冷烟道气的部分和受控再循环来混合不同温度的烟道气来达到。
优选,在本发明的方法中,在废气中的温度是通过在流过热交换器的废气流和流过旁路的废气流之间的比率来控制,和另外,在热交换器出口的温度是通过流过该热交换器的气流的体积流速来控制。该体积流速可以如上所述例如通过在热交换器上游的烟道气系统中的控制片状阀门和供剩余烟道气体积用的相应旁路来控制。
尽管有上述的措施,为了在本发明方法中获得进一步的安全来实际上排除在废气进料中的反闪,一般使用防止反闪的一个或多个附加安全措施。合适的措施是高速通路,高速阀门,反闪防止器,如液封,火焰消除器,幕,爆燃保护以及诸如供应该燃烧室的无反闪喷嘴之类的措施。它们例如描述在G.-G.Brger等,VDI-Berichte,No.286,1977,131-134页中,在K.Schampel等,Gas wrme international 27,1978,11月,629-635页中,和在W.Hüning,Chem.-Ing.-Tech.57,1985,850-857页中。取决于废气的类型和所需的安全性,这些安全措施中的多个也可以相继联合使用。优选,在燃烧室进口的上游设置反闪防止器,它尤其防止在运转中突然发生故障的情况下的反闪。此外,在一些情况下理想的是,让加热的废气在被引入该燃烧室中之前穿过高速通路或高速阀门,气体流过的流速优选高于反闪速率。在使用高速通路的特别优选的实施方案中,所需要的高气体速度可以通过烟道气的部分再循环来实现。
在本发明方法的特别优选的变型中,所形成的热烟道气体在能量上不仅用来如上所述预热该废气,而且用于加热外部能量载体。能量利用在这里尤其指热水、蒸汽和过热蒸汽的产生。用于烟道气的能量利用和其所需装置的相应过程一般是本领域中技术人员已知的。
在本发明方法中考虑的在废气中的可燃组分原则上是能被氧所氧化和在现状下呈现气态的全部无机或有机化合物,并且来源于无机或有机化合物的非均相催化气相氧化。可燃组分可以是单种化合物或不同化合物的混合物。合适的可燃组分是例如氢气,脂族、芳族或芳脂族烃类,醇类,醛类,酮类,羧酸类,氨或胺类。一般,需要处理的废气含有0.01-10体积%、优选0.01-5体积%和特别优选0.1-2体积%的可燃组分。
优选地,在本发明方法中使用的废气是来源于从正丁烷和/或n-丁烯类到马来酸酐、从邻二甲苯到邻苯二甲酸酐、从丙烯到丙烯酸、从异丁烯到甲基丙烯酸、从1,2-乙二醇到乙二醛、从乙烯到环氧乙烷、从丙烯到丙烯醛、从丙烯和氨到丙烯腈、从烯烃到醛类或酮类、从甲醇到甲醛和/或从甲烷和氨到氢氰酸的非均相催化气相氧化,和特别优选来源于从正丁烷和/n-丁烯类到马来酸酐、从邻二甲苯到邻苯二甲酸酐、从丙烯到丙烯酸、从异丁烯到甲基丙烯酸、从1,2-乙二醇到乙二醛和/或从乙烯到环氧乙烷的非均相催化气相氧化。
附图简述
图1显示了在烟道气/废气热交换器周围具有废气旁路的优选实施方案的简化工艺流程图。
图2显示了在烟道气/废气热交换器周围具有烟道气旁路的优选实施方案的简化工艺流程图。
图3显示了在烟道气/废气热交换器周围具有废气旁路和烟道气旁路的优选实施方案的简化工艺流程图。
图4显示了在烟道气/废气热交换器周围具有废气旁路的和更冷烟道气利用扇(H)来部分再循环的优选实施方案的简化工艺流程图。
具体实施方案
下面参考简化的工艺流程图更详细地描述一些优选实施方案。该装置和阀门由大写字母表示并在叙述中命名。管线是以阿拉伯数字接连地标出。材料流的输入和输出是以罗马数字编号和同样地更详细描述在叙述中。控制和测试设备携带具有连续编号的号数后缀的普通命名法则,其中“T”是温度测量和“C”是控制回路。
来源于非均相催化气相氧化的废气(I)经管线(1)供应。为了预热,废气的子料流经管线(2a)和管线(2b)引导穿过由烟道气操作的热交换器(A)。废气的另一股料流经由旁通阀(T)和管线(3)在热交换器周围绕过并在管线(4)内与经预热的废气合并。然后经由静态反闪防止器(C)(优选幕)通过,并且供应给燃烧室(B)。该燃烧室包括一个或多个燃烧器头部(未显示)和含有辅助燃烧器,尤其用于启动和用于使用无法自热式燃烧的废气,该辅助燃烧器可以作为独立的燃烧器存在或整体组合到上述的一个或多个燃烧器头部中,而且根据需要,可以经由管线(14)用空气(III)和经由管线(15)用燃料(IV)(例如天然气)来操作。在用于其它物质和废气的附加燃烧器也可整体组合在其中的燃烧室中,该废气经氧化转化成烟道气。该烟道气在热的状态下离开燃烧室(B),经由管线(6)进入多个串联的热交换器中。在热交换器(D)中,产生了过热蒸汽(VII)。该烟道气然后经由管线(7)引导穿过该烟道气/废气热交换器(A)和经由管线(10)通过,和在热交换器(E)中产生饱和蒸汽,和在热交换器(F)中产生热水(补给水预热)。能量利用的和冷却的烟道气经由管线(12)通入到堆叠体(G)中并作为烟道气(II)被排放到大气中。在这一点上应指出,对于含有污染物例如硫氧化物或氯化合物的烟道气的情况下,在散发进入大气中之前,各种提纯装置可以进一步在中间连接。热烟道气的能量例如按照在图1中所示,通过使用上述热交换器(F)、(E)和(D)产生蒸汽(VI)和/或过热蒸汽(VII)来利用。可以提到,取决于实施方案,该热交换器(D)也可以整体组合在例如燃烧室中,因此管线(6)可以实际上省略。
在下面,更详细地描述优选实施方案的控制回路。为了清楚起见,在图1中,该控制线被省略。“TC1”测量在热交换器(A)中预热的废气和旁通该热交换器(A)的废气被合并之后的废气温度。这一测量值用于预热废气的温度控制,和根据该预定值,经由阀门(T)来控制在流过热交换器(A)的废气和旁通热交换器(A)的废气之间的比率。“TC2”测量在热交换器(A)中预热的废气的温度,和当达到设定的最大值(该最大值一般根据在非均相催化气相氧化的最热温度来取向)时,就触发能防止超过这一最大值的一些措施。举例提到的合适措施中的一个是冷气例如惰性冲洗气体(为了清楚起见,在图1中没有标明)的控制供应。如果在燃烧室(B)中的温度达到所想望的温度范围的上限,则,为了保持该温度,附加(环境的)空气在燃烧室中的供应可以经“TC3”来激活。这可以例如经由阀门(R)和管线(14)或经由在图1中没有示出的附加装置来进给。此外,还有可能也经由“TC3”来启动该旁通阀(T),为的是降低被引入到燃烧室中的废气的温度。这就需要考虑,尤其当废气具有高含量的可燃组分和因此它的能量含量较高时。此外,在一些情况下也有利的是通过附加的安全措施来追加该控制,例如通过监测热交换器(A)的壁温,通过在上游安装的分析仪器,该分析仪器用于分析在反应器下游的废气的点火容易性,或在分离出有价值产品之后和如果合适的话也在反应器操作的范围中触发安全措施。
图2显示了在烟道气/废气热交换器周围具有烟道气旁路的优选实施方案的简化工艺流程图。与图1中示出的工艺相反,在本实施方案中,废气温度经由热交换器(A)的烟道气旁通控制来控制和全部的废气穿过热交换器(A)。在废气旁通控制中,烟道气的子料流经由烟道气片状阀(U)、管线(8a)和(8b)穿过热交换器(A)。另一股烟道气子料流经由旁通管线(9)环绕该热交换器而通过。在这一实施方案中,“TC1”根据预定值来控制烟道气片状阀(U)和因此控制流过该热交换器(A)的烟道气速率。除了在上述实施方案中提到的措施,“TC3”也可以激活该该烟道气片状阀(U),例如,为了降低被引入到燃烧室中的废气的温度而需要。
图3显示了在烟道气/废气热交换器周围具有废气旁路和烟道气旁路的优选实施方案的简化工艺流程图。在这一实施方案中,在热交换器(A)中预热的废气的所需温度通过使用烟道气片状阀门(U),经由“TC2”利用烟道气旁通控制来设定。供应给燃烧室的废气的混合物温度利用旁通阀(T)由“TC1”来设定。除了在第一次提到的实施方案中提到的措施,“TC3”也可以按照需要不仅激活旁通阀(T)而且也激活该该烟道气片状阀(U),例如为了降低被引入到燃烧室中的废气的温度而需要。
图4最后显示了在烟道气/废气热交换器周围具有废气旁路的和更冷烟道气利用扇(H)来部分再循环的优选实施方案的简化工艺流程图。在这一实施方案中,例如,当在热交换器(A)的下游达到预先设定的最高废气温度时,再循环阀(V)可以经由“TC2”来激活,以便经由管线(16)将更冷的烟道气再循环到该热交换器中。除了在第一次提到的实施方案中提到的措施,根据需要,“TC3”可以不仅激活旁通阀(T)而且也激活该再循环阀(V),例如,为了降低被引入到燃烧室中的废气的温度而需要。
本发明的方法使得含有氧和可燃组分的废气在燃烧室中燃烧并确保安全的长期运转,其中该废气来源于无机或有机化合物的非均相催化气相氧化。从能量方面考虑,即使当各种条件显著地落在所产生的废气的爆炸下限之下时,本发明的方法也是大体上自热的,和尤其甚至毫无任何问题地与正在变化的废气速率和正在变化的废气组成相适应。通过将废气加热到至少与该温度范围下限对应的温度,促进了自热式燃烧,甚至对于具有低含量的可燃组分的废气也是如此,因为由于在火焰区域中的预热,为了加热到点火温度仅仅需要较少量的热量。该温度范围的上限确保该废气总是在这样一个温度范围中,在该范围中,没有附加的点火源的爆炸,和因此在废气系统中的爆炸得以排除。此外,本发明的方法在实施和操作上是比较简单的。

Claims (8)

1.一种在燃烧室中燃烧含有氧和可燃组分的废气的方法,该废气来源于无机或有机化合物的非均相催化气相氧化,该方法包括将废气加热到从200℃至与非均相催化气相氧化中最热温度对应并高于200℃的温度之间的温度,并在这一温度下将废气供应到该燃烧器头部。
2.根据权利要求1的方法,其中该废气被加热到从300℃至与非均相催化气相氧化中最热温度对应并高于300℃的温度之间的温度,并在这一温度下将废气加入到燃烧器头部。
3.根据权利要求1的方法,其中该废气被加热到从比与非均相催化气相氧化中最热温度对应的温度低50℃至与非均相催化气相氧化中最热温度对应的温度之间的温度,并在这一温度下将废气加入到燃烧器头部。
4.根据权利要求1的方法,其中无机或有机化合物的非均相催化气相氧化是在低于爆炸下限的范围中进行。
5.根据权利要求1的方法,其中该废气利用热交换器来加热,后者通过由燃烧释放的烟道气来加热。
6.根据权利要求5的方法,其中废气的温度通过在流过热交换器的废气流和流过旁路的废气流之间的比率来控制。
7.根据权利要求5或6任一项的方法,其中在热交换器出口的温度利用流过热交换器的烟道气的体积流速来控制。
8.根据权利要求1的方法,其中使用的废气来源于从正丁烷和/n-丁烯到马来酸酐、从邻二甲苯到邻苯二甲酸酐、从丙烯到丙烯酸、从异丁烯到甲基丙烯酸、从1,2-乙二醇到乙二醛和/或从乙烯到环氧乙烷的非均相催化气相氧化。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106823719A (zh) * 2017-03-29 2017-06-13 中国天辰工程有限公司 一种笑气的一体式自热分解系统及方法
CN106902623A (zh) * 2017-03-29 2017-06-30 中国天辰工程有限公司 一种笑气的热处理系统及方法
CN112178655A (zh) * 2019-07-02 2021-01-05 銧硕科技有限公司 蓄热式微波热处理设备及有机挥发气体处理系统

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101749717B (zh) * 2010-03-02 2011-04-27 苏州汇科机电设备有限公司 电子窑炉的废气处理装置
CN102305550A (zh) * 2011-07-26 2012-01-04 浙江省长兴精工电炉制造有限公司 一种井式炉的废气净化装置
CN102865585A (zh) * 2012-09-21 2013-01-09 上海凯鸿环保工程有限公司 封闭加热系统及加热方法
US20140255285A1 (en) * 2013-03-08 2014-09-11 Bechtel Hydrocarbon Technology Solutions, Inc. Hybrid Thermal Oxidizer Systems and Methods
CN103657404A (zh) * 2013-12-06 2014-03-26 上海凯鸿环保工程有限公司 尾气催化燃烧处理系统
CN105841187A (zh) * 2016-04-18 2016-08-10 中国石油化工股份有限公司 一种火炬燃烧效率控制装置
CN105953244A (zh) * 2016-06-24 2016-09-21 深圳市三丰环保科技有限公司 一种废气燃烧装置
CN110779031A (zh) * 2019-10-10 2020-02-11 苏州联滔环保设备有限公司 一种高效废气催化燃烧工艺

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3988423A (en) * 1974-10-11 1976-10-26 Sumitomo Chemical Company, Limited Method for removing harmful materials from waste gas
DE2643732C3 (de) * 1976-09-29 1981-02-19 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung von Abgasen
US4144313A (en) * 1976-06-04 1979-03-13 Bayer Aktiengesellschaft Method of purifying gases by combustion
NL8300587A (nl) * 1982-03-12 1983-10-03 Kali Chemie Ag Werkwijze voor het behandelen van afvoergas.
DE3421611A1 (de) * 1984-06-09 1985-12-12 EC Erdölchemie GmbH, 5000 Köln Verfahren zur vernichtung (totaloxidation) von niederkalorischen gasgemischen
US5297954A (en) * 1993-03-11 1994-03-29 Haden Schweitzer Corporation Volatile organic compound abatement system
US5837205A (en) * 1996-05-07 1998-11-17 Megtec Systems, Inc. Bypass system and method for regenerative thermal oxidizers
US5823770A (en) * 1997-02-26 1998-10-20 Monsanto Company Process and apparatus for oxidizing components of a feed gas mixture in a heat regenerative reactor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106823719A (zh) * 2017-03-29 2017-06-13 中国天辰工程有限公司 一种笑气的一体式自热分解系统及方法
CN106902623A (zh) * 2017-03-29 2017-06-30 中国天辰工程有限公司 一种笑气的热处理系统及方法
CN106823719B (zh) * 2017-03-29 2019-10-25 中国天辰工程有限公司 一种笑气的一体式自热分解系统及方法
CN106902623B (zh) * 2017-03-29 2019-10-25 中国天辰工程有限公司 一种笑气的热处理系统及方法
CN112178655A (zh) * 2019-07-02 2021-01-05 銧硕科技有限公司 蓄热式微波热处理设备及有机挥发气体处理系统

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