CN212057321U - 一种萘法苯酐生产系统的废气净化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种萘法苯酐生产系统的废气净化设备，包括废气收集管、预热器、热解炉和烟囱，预热器包括第一预热腔和第二预热腔，第一预热腔内安装有螺旋换热管，第二预热腔内安装有多根加热管，第二预热腔的下部连通有进气主管；热解炉包括第一蓄热腔、第二蓄热腔和燃烧腔，燃烧腔的顶部排气口与螺旋换热管相连，第一蓄热腔和第二蓄热腔的上侧安装有燃烧器，第一蓄热腔和第二蓄热腔内设置有气体分布板、下层蓄热体和上层蓄热体，第一蓄热腔底部的第一三通阀上安装有第一进气支管和第一出气支管，第二蓄热腔底部的第二三通阀上和第二出气支管。本设备具有结构合理、操作简单方便、经济投入低、净化处理效果好、效率高、节能又环保的优点。

Description

一种萘法苯酐生产系统的废气净化设备

技术领域

本实用新型属于煤化工生产技术领域，具体涉及一种萘法苯酐生产系统的废气净化设备。

背景技术

苯酐又称邻苯二甲酸酐、酞酐C8H4O3，英文简写为PA，是邻苯二甲酸分子内脱水形成的环状酸酐。苯酐作为一种重要的有机化工原料，主要用于生产塑料增塑剂、醇酸树脂、染料、不饱和树脂以及某些医药和农药。萘法是采用萘为原料，将汽态的萘与空气混合后通入到反应器内，在钒系催化剂下反应生成苯酐。在采用萘法生产苯酐的过程中，会产生大量苯酐、萘、顺酐、苯甲酸和一氧化碳等尾气，这些废气如不经处理就直接排放，会给环境造成污染的同时也严重的危害人体健康。在现有的技术中，苯酐产生的尾气大多采用蓄热焚烧的处理方式，也就是将废气通入焚烧炉内，在高温下将其焚烧分解成无害的二氧化碳和水，但是由于目前的焚烧炉只采用单一的燃烧炉进行加热，其燃烧炉内的温度不均匀，废气进入焚烧炉内后的燃烧时间短，难以在焚烧炉内进行充分的燃烧就排出燃烧炉，导致废气处理的效果差，同时，燃烧后的烟气中还含有大量的余热，直接排放不仅造成热能的浪费，而且会对环境造成一定的热污染，无形中还会增加废气处理的成本。因此，研制开发一种结构合理、操作简单方便、经济投入低、净化处理效果好、效率高、节能又环保的萘法苯酐生产系统的废气净化设备是客观需要的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构合理、操作简单方便、经济投入低、净化处理效果好、效率高、节能又环保的萘法苯酐生产系统的废气净化设备。

本实用新型的目的是这样实现的，包括废气收集管、预热器、热解炉和烟囱，预热器的箱体内部竖直安装有隔板，隔板将预热器的内腔分隔成第一预热腔和第二预热腔，隔板的上部设置有连通第一预热腔和第二预热腔的连通孔，废气收集管设置在第一预热腔的下部，第一预热腔的内部安装有螺旋换热管，第二预热腔的内部竖直安装有多根加热管，每根加热管内均安装有电加热丝，第二预热腔的下部设置有废气出口，废气出口上连接有进气主管，进气主管上安装有氧气旁通管，氧气旁通管上安装有旁通阀；热解炉的炉体底部中央设置有凸起，凸起一侧的炉体内腔为第一蓄热腔，另一侧为第二蓄热腔，第一蓄热腔和第二蓄热腔上方的炉体内腔为燃烧腔，燃烧腔的顶部设置有顶部排气口，顶部排气口通过余热回收管与螺旋换热管的进口相连，螺旋换热管的出口连接有排气主管，排气主管的出口连接有吸附器，第一蓄热腔和第二蓄热腔的上侧分别安装有燃烧器，第一蓄热腔和第二蓄热腔内从下到上依次设置有气体分布板、下层蓄热体和上层蓄热体，第一蓄热腔的底部安装有第一进气口，第一进气口上安装有第一三通阀，第一三通阀的其中一个通口通过第一进气支管与进气主管连通，第一三通阀的另一个连通口通过第一出气支管与排气主管连通，第二蓄热腔的底部安装有第二进气口，第二进气口上安装有第二三通阀，第二三通阀的其中一个通口通过第二进气支管与进气主管连通，第二三通阀的另一个连通口通过第二出气支管与排气主管连通；吸附器的出气口通过引风机与烟囱连通。

进一步的，所述排气主管与吸附器的下部连通，所述引风机与吸附器的上部连通，在排气主管与引风机之间的吸附器内部依次设置有催化吸附剂、喷雾管、活性炭吸附板和紫外线杀菌灯，所述喷雾管与设置在吸附器外部的储水槽相连，所述活性炭吸附板的数量至少为2块，所述紫外线杀菌灯的数量为3～5个。

进一步的，所述进气主管上安装有第三进气支管，所述第三进气支管上安装有鼓风机，所述鼓风机的出口分别连接有第一反吹管和第二反吹管，所述第一反吹管与气体分布板下侧的第一蓄热腔连通，所述第二反吹管与气体分布板下侧的第二蓄热腔连通，所述第一反吹管和第二反吹管上均安装有控制阀。

进一步的，所述气体分布板由多块半球形弧板拼接而成，每块弧板上均布加工有多个分布孔。

进一步的，下层蓄热体为鞍环形状结构的陶瓷蓄热体，所述上层蓄热体为长方体结构的陶瓷蓄热体。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：一是收集的苯酐废气在第一预热腔内与螺旋换热管实现热量交换后，再进入第二预热腔内，利用加热管对其再次加热，使其达到催化裂解反应所需的温度；二是设置的热解炉结构合理，分别控制两个蓄热腔交替对预热后的苯酐废气进行催化裂解，不仅可以对蓄热腔进行有效的蓄热，减少热解炉内部的热量流失，减少燃烧器对燃料的消耗，而且能够延长苯酐废气在燃烧腔内停留时间，让废气在燃烧腔内进行充分的燃烧，该结构的热解炉对废气的处理效果显著，处理效率高，经使用后发现，对废气的脱除率能够达到95%以上；三是设置的余热回收管能有效的利用催化裂解过程中产生的热量对废气进行加热，实现热能的回收再利用，在降低能耗的情况下，还能降低废气的处理成本。本实用新型具有结构合理、操作简单方便、经济投入低、净化处理效果好、效率高、节能又环保的优点，易于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图中:1-废气收集管,2-预热器,3-螺旋换热管,4-隔板,5-余热回收管,6-加热管,7-电加热丝,8-热解炉,9-顶部排气口,10-燃烧腔,11-燃烧器,12-第一蓄热腔,13-上层蓄热体,14-下层蓄热体，15-气体分布板,16-排气主管,17-废气出口,18-进气主管,19-第一进气支管,20-凸起，21-第一出气支管,22-第一三通阀,23-鼓风机,24-第一反吹管,25-第二反吹管,26-第二蓄热腔,27-第三进气支管,28-第二三通阀,29-第二进气支管,30-第二出气支管, 31-吸附器, 32-催化吸附层,33-储水槽,34-喷雾管，35-烟囱,36-活性炭吸附板,37-引风机,38-紫外线灯。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型包括废气收集管1、预热器2、热解炉8和烟囱35，烟囱35采用现有尾气排放使用的结构，预热器2为催化裂解后的高温烟气与苯酐废气提供热量交换产生的场所，热解炉8对预热后的苯酐废气进行热解燃烧，所述预热器2的箱体内部竖直安装有隔板4，所述隔板4将预热器2的内腔分隔成第一预热腔和第二预热腔，所述隔板4的上部设置有连通第一预热腔和第二预热腔的连通孔，所述废气收集管1设置在第一预热腔的下部，所述第一预热腔的内部安装有螺旋换热管3，螺旋换热管3的换热面积大，对苯酐废气的加热效果好，所述第二预热腔的内部竖直安装有多根加热管6，每根加热管6内均安装有电加热丝7，所述加热管7的为直管，电加热丝7可以对苯酐废气进行再次加热，使其快速达到裂解燃烧反应所需的温度，所述第二预热腔的下部设置有废气出口17，所述废气出口17上连接有进气主管18，所述进气主管18上安装有氧气旁通管，氧气旁通管上安装有旁通阀,利用氧气旁通管通入氧气能够加快废气的裂解速度。

所述热解炉8的炉体底部中央设置有凸起20，所述凸起20一侧的炉体内腔为第一蓄热腔12，另一侧为第二蓄热腔26，所述第一蓄热腔12和第二蓄热腔26上方的炉体内腔为燃烧腔10，所述燃烧腔10的顶部设置有顶部排气口9，所述顶部排气口9通过余热回收管5与螺旋换热管3的进口相连，所述螺旋换热管3的出口连接有排气主管16，所述排气主管16的出口连接有吸附器31，所述第一蓄热腔12和第二蓄热腔26的上侧分别安装有燃烧器11，燃烧器11为现有技术，其采用的燃烧气体为天然气或者煤气，所述第一蓄热腔12和第二蓄热腔26内从下到上依次设置有气体分布板15、下层蓄热体14和上层蓄热体13，气体分布板15起到均布气体的作用，优选地，所述气体分布板15由多块半球形弧板拼接而成，每块弧板上均布加工有多个分布孔，下层蓄热体14和上层蓄热体13用于对预热后的废气进行再次分布，使废气在下层蓄热体14和上层蓄热体13的截面上分配更均匀，且可以解决废气偏流的问题，提高了废气的燃烧效率、脱除效率，优选地，所述下层蓄热体14为鞍环形状结构的陶瓷蓄热体，所述上层蓄热体13为长方体结构的陶瓷蓄热体，所述第一蓄热腔12的底部安装有第一进气口，所述第一进气口上安装有第一三通阀22，所述第一三通阀22的其中一个通口通过第一进气支管19与进气主管18连通，所述第一三通阀22的另一个连通口通过第一出气支管21与排气主管16连通，所述第二蓄热腔26的底部安装有第二进气口，所述第二进气口上安装有第二三通阀28，所述第二三通阀28的其中一个通口通过第二进气支管29与进气主管18连通，所述第二三通阀28的另一个连通口通过第二出气支管30与排气主管16连通；

所述吸附器31的出气口通过引风机37与烟囱35连通。

本实用新型的工作过程是：先利用燃烧器11对燃烧腔10和两个蓄热腔进行加热，加热过程中产生的高温烟气通过顶部排气口9排出后，再通过余热回收管5进入到螺旋换热管3内，之后通过废气收集管1将苯酐废气通入到第一预热腔内，苯酐废气在第一预热腔内与螺旋换热管3内的高温烟气进行换热，换热降温后的烟气通过排气主管16进入到吸附器31内，而升温预热后苯酐废气通过连通孔进入到第二预热腔中，通过加热管6内的电加热丝7进行再次加热后，达到催化裂解温度的苯酐废气通过废气出口17进入到进气主管18内，此时，控制第一三通阀22和第二三通阀28的阀芯动作，使第一进气支管19与第一蓄热腔12连通、第二进气支管29与第二蓄热腔26断开，第一出气支管21与第一蓄热腔12断开、第二出气支管30与第二蓄热腔26连通，让进气主管18内的苯酐废气通过第一进气支管19进入到第一蓄热腔12内，在气体分布板15的作用下，苯酐废气沿着气体分布板15均匀扩散，扩散后的苯酐废气经下层蓄热体14和上层蓄热体13的再次分布后，进入燃烧腔10内热解燃烧，燃烧产生的一部分气体从顶部排气口9排出，另一部分进入到第二蓄热腔26中，并给第二蓄热腔26加热使其蓄热后从第二出气支管30排出，经过3～5分钟的燃烧后，切换第一三通阀22和第二三通阀28的阀芯，使第一进气支管19与第一蓄热腔12断开、第二进气支管29与第二蓄热腔26连通，第一出气支管21与第一蓄热腔12连通、第二出气支管30与第二蓄热腔26断开，参照上述苯酐废气的加热过程，苯酐废气在第二蓄热腔26内加热后进入燃烧腔10燃烧，产生的高温净化尾气一部分从顶部排气口9排出,另一部分给第一蓄热腔12蓄热后再从第一出气支管21排出进入排气主管16，即完成一次循环燃烧，采用两个蓄热腔交替裂解燃烧的结构，不仅可以对蓄热腔进行有效的蓄热，减少热解炉内部的热量流失，减少燃烧器对燃料的消耗，而且能够延长苯酐废气在燃烧腔内停留时间，让废气在燃烧腔10内进行充分的燃烧。

进一步的，所述排气主管16与吸附器31的下部连通，所述引风机37与吸附器31的上部连通，在排气主管16与引风机37之间的吸附器31内部依次设置有催化吸附剂32、喷雾管34、活性炭吸附板36和紫外线杀菌灯38，所述喷雾管34与设置在吸附器31外部的储水槽33相连，所述活性炭吸附板36的数量至少为2块，所述紫外线杀菌灯38的数量为3～5个，废气经过裂解燃烧后，废气中夹杂的不易燃烧成分随后进入到吸附器31内，经过喷雾管34和催化吸附的作用后，溶于水的有机成分就被喷淋水脱除，经过喷淋后废气经过活性炭吸附板36的吸附和紫外线杀菌灯38的吸附和杀菌后，对废气的脱除率能够达到100%。

进一步的，所述进气主管18上安装有第三进气支管27，所述第三进气支管27上安装有鼓风机23，所述鼓风机23的出口分别连接有第一反吹管24和第二反吹管25，所述第一反吹管24与气体分布板15下侧的第一蓄热腔12连通，所述第二反吹管25与气体分布板15下侧的第二蓄热腔26连通，所述第一反吹管24和第二反吹管25上均安装有控制阀，当第一蓄热腔12工作时，可以将进气主管18内的苯酐废气通过第二反吹管25送入到第二蓄热腔26内,对第二蓄热腔26进行加热保温，防止第二蓄热腔26内热量散失，反之第二蓄热腔26工作时，可以将进气主管18内的苯酐废气通过第一反吹管24送入到第一蓄热腔12内, 对第一蓄热腔12进行加热保温，防止第一蓄热腔12内热量散失。

Claims (5)

1.一种萘法苯酐生产系统的废气净化设备，包括废气收集管（1）、预热器（2）、热解炉（8）和烟囱（35），其特征在于：

所述预热器（2）的箱体内部竖直安装有隔板（4），所述隔板（4）将预热器（2）的内腔分隔成第一预热腔和第二预热腔，所述隔板（4）的上部设置有连通第一预热腔和第二预热腔的连通孔，所述废气收集管（1）设置在第一预热腔的下部，所述第一预热腔的内部安装有螺旋换热管（3），所述第二预热腔的内部竖直安装有多根加热管（6），每根加热管（6）内均安装有电加热丝（7），所述第二预热腔的下部设置有废气出口（17），所述废气出口（17）上连接有进气主管（18），所述进气主管（18）上安装有氧气旁通管，氧气旁通管上安装有旁通阀；

所述热解炉（8）的炉体底部中央设置有凸起（20），所述凸起（20）一侧的炉体内腔为第一蓄热腔（12），另一侧为第二蓄热腔（26），所述第一蓄热腔（12）和第二蓄热腔（26）上方的炉体内腔为燃烧腔（10），所述燃烧腔（10）的顶部设置有顶部排气口（9），所述顶部排气口（9）通过余热回收管（5）与螺旋换热管（3）的进口相连，所述螺旋换热管（3）的出口连接有排气主管（16），所述排气主管（16）的出口连接有吸附器（31），所述第一蓄热腔（12）和第二蓄热腔（26）的上侧分别安装有燃烧器（11），所述第一蓄热腔（12）和第二蓄热腔（26）内从下到上依次设置有气体分布板（15）、下层蓄热体（14）和上层蓄热体（13），所述第一蓄热腔（12）的底部安装有第一进气口，所述第一进气口上安装有第一三通阀（22），所述第一三通阀（22）的其中一个通口通过第一进气支管（19）与进气主管（18）连通，所述第一三通阀（22）的另一个连通口通过第一出气支管（21）与排气主管（16）连通，所述第二蓄热腔（26）的底部安装有第二进气口，所述第二进气口上安装有第二三通阀（28），所述第二三通阀（28）的其中一个通口通过第二进气支管（29）与进气主管（18）连通，所述第二三通阀（28）的另一个连通口通过第二出气支管（30）与排气主管（16）连通；

所述吸附器（31）的出气口通过引风机（37）与烟囱（35）连通。

2.根据权利要求1所述的一种萘法苯酐生产系统的废气净化设备，其特征在于：所述排气主管（16）与吸附器（31）的下部连通，所述引风机（37）与吸附器（31）的上部连通，在排气主管（16）与引风机（37）之间的吸附器（31）内部依次设置有催化吸附剂（32）、喷雾管（34）、活性炭吸附板（36）和紫外线杀菌灯（38），所述喷雾管（34）与设置在吸附器（31）外部的储水槽（33）相连，所述活性炭吸附板（36）的数量至少为2块，所述紫外线杀菌灯（38）的数量为3～5个。

3.根据权利要求1所述的一种萘法苯酐生产系统的废气净化设备，其特征在于：所述进气主管（18）上安装有第三进气支管（27），所述第三进气支管（27）上安装有鼓风机（23），所述鼓风机（23）的出口分别连接有第一反吹管（24）和第二反吹管（25），所述第一反吹管（24）与气体分布板（15）下侧的第一蓄热腔（12）连通，所述第二反吹管（25）与气体分布板（15）下侧的第二蓄热腔（26）连通，所述第一反吹管（24）和第二反吹管（25）上均安装有控制阀。

4.根据权利要求1所述的一种萘法苯酐生产系统的废气净化设备，其特征在于：所述气体分布板（15）由多块半球形弧板拼接而成，每块弧板上均布加工有多个分布孔。

5.根据权利要求1所述的一种萘法苯酐生产系统的废气净化设备，其特征在于：所述下层蓄热体（14）为鞍环形状结构的陶瓷蓄热体，所述上层蓄热体（13）为长方体结构的陶瓷蓄热体。

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