CN201815242U - 有机废气催化氧化净化处理系统装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种有机废气催化氧化净化处理系统装置，包括两个并列设置的催化氧化反应器，有机废气通过管道分配至两个并列设置的催化氧化反应器，有机废气分配管路上设置阀门，每个催化氧化反应器的出口管路上设置阀门，以实现将任一个催化氧化反应器隔离。与现有技术相比，本实用新型采用双催化氧化系统运行，增加操作的灵活性和可靠性，适应于污染物浓度波动较大的特殊废气，在其中一套装置由于故障或检修停车时，另一套装置仍能正常运转，确保废气达标排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种有机废气净化处理装置，特别是有机废气催化氧化净化处理装置。
背景技术
在有机化学工业、石油加工等领域中，经常产生含有机污染物的废气，其中的有机污染物浓度较低，不利于回收利用，但直接排放又会对环增产生较大污染，因此需要有效的净化处理方法和装置。大多数生产装置中，含有机污染物废气的浓度和气量均是不稳定的，特别是遇到异常情况时，排放废气的量和组成均会产生巨大的波动，给后续的废气净化处理装置的稳定运转带来明显的影响。例如橡胶生产过程中排放的废气中的主要污染组分为环己烷、己烷、甲苯等挥发性有机污染物，气量大，而且随着生产工艺的变动，污染物的浓度变化和气量变化较大。
催化氧化法可以在较低的温度(200～400℃)下，通过催化剂的作用，将废气(含空气)中的可燃组分(一氧化碳和挥发性有机物)氧化为CO2和H2O，从而达到净化气体的目的。与其它有机废气处理方法比较，催化氧化法具有操作温度低、处理效率高、能耗低以及操作安全等优点。但是如果废气中污染物浓度过高或波动范围较大或气量波动太大，会对催化氧化装置造成冲击，影响其正常运行，甚至导致故障停车。
针对废气的气量波动，主要在设计时考虑一定的设计富余量，一般按可能的最大气量的一个百分比设计装置的处理能力，该处理能力通常明显高于正常操作时的废气气量，因此，废气净化装置正常操作时，一般存在装置的处理负荷低于设计处理能力。
针对浓度波动较大的挥发性有机废气的处理，许多专利提出了处理技术，基本上采用本于吸附(吸收)-解吸的浓度均化技术。CN00110703.8提出了一种净化方法，首先需要封闭废气排放源，使废气从固定的废气排出口进入废气净化处理系统，废气净化处理系统由“浓度均化器-脱硫处理器-催化氧化器”三部分组成。浓度均化器内装吸附性较强的物质，脱硫处理器装填Fe2O3或ZnO型脱硫剂，催化氧化反应器内装贵金属型催化剂。通过三段组合工艺，使有机废气被完全催化氧化，达到净化废气的目的。实施结果表明，这种净化方法对石化企业污水处理场排放的含有低浓度硫化氢和/或有机硫的有机废气，净化效果很好，催化剂的寿命长，装置运转平稳。CN01274679.7提出了一种低浓度有机废气的净化系统，采用吸附-浓缩-催化氧化处理的方法。该有机废气净化处理系统，主要是由吸附床、催化氧化装置和调节控制设备组成，系统的有机废气吸附、催化氧化净化和吸附剂脱附再生等全部操作过程均可自动控制完成。该设备处理有机废气能力为1000～50000m3/h，如多台吸附床组合使用，可处理更大风量的有机废气。该系统可用于各种排放条件下的工业有机废气治理。CN03211736.1公开了一种催化氧化有机废气的一体化处理装置，它是由风机、催化氧化反应器、电气控制柜、热管换热器等组成的一体化装置；催化氧化反应器内装有远红外电加热管及催化剂；催化氧化反应器外装有空气循环管；风机为调速风机；热管换热器为双程且内装有翅片化热管，正常运行中，通过调速风机控制风量和热管换热器对热量的回收，催化氧化反应无需加热而自动进行，其传热效率高，节约能源，并保证了该装置的稳定运行。
上述现有技术均使用单一的催化氧化反应系统，如果出现故障或检修停车，则不能对生产中的废气进行处理。
发明内容
本实用新型提供一种有机废气催化氧化净化处理系统装置，可以解决因装置故障或检修等情况时，保证对有机废气进行不间断的有效净化处理。
本实用新型有机废气催化氧化净化处理系统装置包括两个并列设置的催化氧化反应器，有机废气通过管道分配至两个并列设置的催化氧化反应器，有机废气分配管路上设置阀门，每个催化氧化反应器的出口管路上设置阀门，以实现将任一个催化氧化反应器隔离。
本实用新型有机废气催化氧化净化处理系统装置中，在催化氧化反应器之前设置换热器和加热器，用于将有机废气升温至催化氧化所需的温度。换热器采用有机废气与催化氧化反应器排放尾气换热方式。加热器采用电加热器、高温蒸汽加热器、导热油加热器等任意形式。
本实用新型中，设置管路，依次连接换热器、加热器和催化氧化反应器。两个并列设置的催化氧化反应器分别设置换热器和加热器。也可以两个并列设置的催化氧化反应器共用一个换热器，分别设置加热器。也可以两个并列设置的催化氧化反应器共用一个换热器和一个加热器。
本实用新型中，两个并列设置的催化氧化反应器采用相同规模，正常操作时，每个催化氧化反应器处理有机废气总量的50％，当其中的某一个催化氧化反应器停车或检修时，全部废气进入另一个催化氧化反应器。
本实用新型中，换热器之前设置阻火器。
本实用新型有机废气催化氧化净化处理系统装置具有如下特点：
(1)采用双反应器运行，增加了操作的灵活性和可靠性
催化氧化反应器由双系统组成，在正常设计情况下，双系统同时运转；当其中的某一套系统出现故障检修时，可以通过另一系列将废气全部处理，增加了废气处理的灵活性和可靠性。
(2)可适应废气污染物浓度波动范围较大等特殊工况
在正常工况下，反应后的高温气体，通过热管式气-气换热器回收热能，换热后达标废气直接通过烟囱排放，废气进气可达到催化氧化反应启动温度，不用另外通过加热器，装置可实现自维持操作。
在废气烃浓度较低的工况下，废气中烃类物质的氧化反应产生的热量较少，通过热管式气-气换热器回收热能后，无法达到催化氧化反应需要的启动温度，此时，加热器自动控制加大负荷补充热量不足，可实现催化氧化正常反应。
在废气浓度超过催化氧化反应器的进气浓度工况，则在加热器之前添加稀释空气，以降低废气浓度；稀释空气的添加可以是手动控制，也可以是自动控制，自动控制的信号来自催化氧化反应器出口温度，确保反应器稳定运行。
经实验研究发现，本实用新型双催化氧化反应器装置中，在总规模与一套催化氧化反应器相同的情况下，由于设计催化氧化装置时考虑气量波动时保留的富余量较大，在正常操作时，采用其中的一个催化氧化反应器也可以达到废气净化处理要求。因此，采用双催化氧化反应器保证因装置故障或检修等情况时，对有机废气进行不间断的有效净化处理。
附图说明
图1是本实用新型废气处理装置一种构成示意图。
图2是本实用新型废气处理装置另一种构成示意图。
图3是本实用新型废气处理装置的第三种构成示意图。
其中：1-有机废气管路，2-换热器，21-并列第一换热器，22-并列第二换热器，3-加热器，31-并列第一加热器，32-并列第二加热器，41-并列第一催化氧化反应器，42-并列第二催化氧化反应器，5-空气管路。
具体实施方式
本实用新型中，如图1所示，废气首先经过阻火器进入气换热器与催化氧化反应产物进行换热，再经过加热器加热后，进入催化氧化反应器进行催化氧化反应，反应产物经换热器换热回收热量后通过排气烟囱排放到大气中。
如图2所示，本实用新型的两个并列催化氧化反应器可以共用换热器和加热器。如图3所示，本实用新型的两个并列催化氧化反应器可以共用一个换热器，分别设置加热器。
催化氧化反应器可以使用本领域常规的催化剂，如催化剂采用蜂窝型贵金属催化剂，载体为蜂窝陶瓷体，其上承载贵金属Pt、Pd以及CeO2等活性组分。
催化氧化反应器的入口床层温度范围一般为200～350℃，使用空速范围为5000～60000h-1。根据有机废气中所含有机物的种类及浓度来调整催化剂的使用温度及空速，一方面要使有机废气有较好的净化效果，另一方面又要避免有机废气在催化床层反应时放热较多而导致催化剂因高温失活。
下面结合实例进一步阐明本实用新型的方案和效果。
实施例1
一股热塑性丁苯橡胶(SBS)生产装置排放的尾气，采用双催化氧化系统工艺进行处理。催化剂由铂(Pt)、钯(Pd)贵金属及铈(Ce)、镧(La)、锆(Zr)等金属氧化物制备。在正常工况下废气浓度为5000mg/m3，双催化氧化系统和其中单独一套催化氧化系统的处理效果如表1所示，可以看出，催化氧化反应器出口的总烃浓度均在100mg/m3以下，总烃去除率在98％以上。说明双系统和单一系统均能在正常工况下保证废气的达标排放。使用双系统，能够确保在其中一套装置出现故障或检修停车时，仍然能够保证废气达标排放。
表1正常工况时双系统和单一系统的处理效果
实施例2
一股环氧丙烷/苯乙烯联产装置排放的废气，采用双催化氧化系统进行处理。催化氧化采用蜂窝状贵金属催化氧化催化剂，催化剂为含Pt 0.26wt％、Pd0.13wt％。在正常工况下废气污染物浓度为2900mg/m3，双催化氧化系统和其中单独一套催化氧化系统的处理效果如表2所示，可以看出，催化氧化反应器出口的总烃浓度均在100mg/m3以下，总烃去除率大于98％。
表2正常工况时双系统和单一系统的处理效果
当废气污染物浓度增加至9000mg/m3时，单独一套催化氧化系统已无法承受，引入空气稀释后，双系统仍可达标排放。但当污染物浓度增至最高的19200mg/m3时，即使加稀释空气，单系统都不能正常开车，双系统仍能处理，但不能保证处理效果。这种恶劣工况很少发生，全年不超过30分钟，使用双催化氧化系统，能够应付这些突发工况，保证装置能够连续运转。
Claims (9)
1.一种有机废气催化氧化净化处理系统装置，其特征在于：包括两个并列设置的催化氧化反应器，有机废气通过管道分配至两个并列设置的催化氧化反应器，有机废气分配管路上设置阀门，每个催化氧化反应器的出口管路上设置阀门，以实现将任一个催化氧化反应器隔离。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：在催化氧化反应器之前设置换热器和加热器。
3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于：加热器采用电加热器、高温蒸汽加热器或导热油加热器。
4.按照权利要求2所述的装置，其特征在于：设置管路，依次连接换热器、加热器和催化氧化反应器。
5.按照权利要求4所述的装置，其特征在于：两个并列设置的催化氧化反应器分别设置换热器和加热器。
6.按照权利要求4所述的装置，其特征在于：两个并列设置的催化氧化反应器共用一个换热器，分别设置加热器。
7.按照权利要求4所述的装置，其特征在于：两个并列设置的催化氧化反应器共用一个换热器和一个加热器。
8.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：两个并列设置的催化氧化反应器采用相同规模。
9.按照权利要求2所述的装置，其特征在于：换热器之前设置阻火器。
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