CN215428223U

CN215428223U - 一种用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统

Info

Publication number: CN215428223U
Application number: CN202121437042.3U
Authority: CN
Inventors: 赵宏; 袁桃; 高立东
Original assignee: 苏州迈沃环保工程有限公司
Current assignee: Suzhou Zhongmai New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-25
Filing date: 2021-06-25
Publication date: 2022-01-07
Anticipated expiration: 2031-06-25

Abstract

本实用新型揭示了一种用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，包括催化氧化设备以及依次连通设置的可燃气浓度控制罐、氧含量控制罐、热回收设备，且可燃气浓度控制罐和氧含量控制罐上还分别连通设置有氮气质量控制器和空气质量控制器；所述热回收设备的气体输出口与催化氧化设备的气体输入口通过第一管道相连接，所述催化氧化设备的净化气体输出口与热回收设备的净化气体输入口通过第二管道相连接，且所述催化氧化设备包括催化氧化设备主体，在催化氧化设备主体的内部沿待催化气体的流动方向依次设置有脱腈催化剂层和脱烃催化剂层。本实用新型提供的用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，能够有效净化废气，取得优异的尾气净化效果。

Description

一种用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统

技术领域

本实用新型属于工业尾气净化技术领域，具体涉及一种用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统。

背景技术

某锂电池原材料制造过程中，在烧结过程中，会产生废气，组分中包含氨气、甲烷、氰化氢、乙腈、氢气、乙烷、二氧化碳、丙烯腈、丙腈、甲基丙烯腈、异丁腈、琥珀腈、戊二腈、苄腈、苯乙腈等；其中的腈化物都是剧毒污染物，这类含氰/腈废气都是危害生物健康的剧毒污染物，必须进行严格处理，避免对人们造成危害和二次污染。目前国内外脱除工业含腈废气中，常用的处理方法为热力燃烧法或催化燃烧法。

热力燃烧法在吸收塔尾气中加入辅助燃料在反应器中进行反应，使其所含可燃物氧化分解，该法需要添加辅助燃料，且反应在很高温度下运行，不仅使用费用较高，还会造成二次污染。

催化燃烧法是在催化剂的作用下，使吸收塔尾气中的可燃物在较低温度(200～400℃)下反应达到完全氧化分解，一般不需要添加辅助燃料，是治理有机废气污染的有效方法。催化燃烧法净化效率高、应温度低、不产生二次污染，且还具有装置结构紧凑、操作方便、运转费用低、催化剂寿命长等优点，因而被广泛采用。

目前工业上使用催化燃烧法处理丙烯腈尾气主要有两种不同的方法，即贵金属催化剂组合选择性催化还原催化剂(SCR)、Cu-ZSM-5分子筛为主的催化剂两种类型；目前技术所使用的催化剂大多数为贵金属催化剂，这类催化剂比较昂贵，工业应用受到一定限制，而且现有技术中大多都存在一定的缺陷。

针对烧结炉尾气的特点，结合原有对含腈化物处理方法的优缺点，研发一种用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统是非常有必要的，即利用脱腈催化剂和脱烃催化剂的特点开发一种催化氧化设备分别脱除尾气中的含腈化物和烃类有机组分，达到尾气净化的作用。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，以克服现有技术中存在的不足。

为实现前述目的，本实用新型实施例采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，包括可燃气浓度控制罐、氧含量控制罐、热回收设备和催化氧化设备，所述可燃气浓度控制罐、氧含量控制罐和热回收设备依次连通设置，且所述可燃气浓度控制罐和氧含量控制罐上还分别连通设置有氮气质量控制器和空气质量控制器；所述热回收设备的气体输出口与催化氧化设备的气体输入口通过第一管道相连接，所述催化氧化设备的净化气体输出口与热回收设备的净化气体输入口通过第二管道相连接；其中，所述催化氧化设备包括催化氧化设备主体，在所述催化氧化设备主体的内部沿待催化气体的流动方向依次设置有脱腈催化剂层和脱烃催化剂层。

进一步地，所述可燃气浓度控制罐上还连通设置有可燃气浓度仪和氮气补充管道，所述氮气补充管道至少用于使空气可燃气体浓度在爆炸范围25％以下，所述可燃气浓度仪至少用于监测可燃气的浓度。

进一步地，所述氧含量控制罐上还连通设置有氧含量浓度仪和空气补充管道，所述空气补充管道至少用于使氧含量控制罐中的氧含量达到8％-10％，所述氧含量浓度仪至少用于监测氧含量浓度。

进一步地，所述脱腈催化剂层是由若干呈圆柱型颗粒，且负载过渡金属的微孔分子筛堆积而成。

更进一步地，所述脱烃催化剂层设有阵列布置的催化剂通孔，所述催化剂通孔内壁上负载有堇青石蜂窝材料或包含贵金属和混合稀土的微孔分子筛。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，将含腈化物尾气经可燃气浓度控制罐补入氮气，稀释尾气中各类爆炸性气体组份，使其控制在爆炸下限的25％安全浓度范围以下；混合尾气接着进入氧含量控制罐，混入压缩空气调至氧含量～8％左右，进入催化氧化设备，先后经两次催化剂脱腈催化剂、脱烃催化剂床层氧化反应，可以使废气得到有效净化，取得优异的尾气净化效果；此外，热回收设备回收利用催化氧化设备反应后排出的高温净化气的热量，预热升温混合尾气，能进一步提高净化反应效率。

(2)本实用新型用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，其中，催化氧化设备采用两层催化剂，在一个反应设备内实现一步脱除，即尾气进来首先经过第一层催化剂，对含氮类物质进行选择性催化分解，使其转化为氮气、氮氧化物、二氧化碳和水，然后经过第二层催化剂，主要用来脱除剩余的烃类物质；两层催化剂，采用两种不同的组分，针对两种不同的反应，但同时又不各自独立，互相配合，最终达到将废气净化的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施方式中用于烧结炉含氰化物尾气的净化系统的结构示意图。

附图标记说明：1.空气质量控制器；2.氮气质量控制器；3.可燃气浓度仪；4.可燃气浓度控制罐；5.氧含量浓度仪；6.氧含量控制罐；7.压力表；8.箱式烧结炉；9.催化氧化设备；91.催化氧化设备主体；92.脱腈催化剂层；93.脱烃催化剂层；10.气气换热器；11.第一管道，12.第二管道；13.净化气体排出管，14、氮气补充管道，15、空气补充管道。

具体实施方式

通过应连同所附图式一起阅读的以下具体实施方式将更完整地理解本实用新型。本文中揭示本实用新型的详细实施例；然而，应理解，所揭示的实施例仅具本实用新型的示范性，本实用新型可以各种形式来体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本实用新型的代表性基础。

在一些优选实施例中，所述热回收设备包括反应热回收器，所述反应热回收器为气气换热器。

在一些优选实施例中，所述热回收设备上还设有与热回收设备连通的净化气体排出管。

在一些优选实施例中，所述用于烧结炉含腈尾气的净化系统，还包括用于产生废气源的废气源设备，所述废气源设备与所述可燃气浓度控制罐连通设置。

在一些更为优选的实施例中，所述废气源设备包括烧结炉，优选的，所述烧结炉可以包括箱式烧结炉，但不局限于此。

在一些更为优选的实施例中，所述废气源设备上还连通设置有压力表，其至少用于监测废气源设备的压力。

在一些优选实施例中，所述可燃气浓度控制罐上还连通设置有可燃气浓度仪和氮气补充管道，所述氮气补充管道至少用于使空气可燃气体浓度在爆炸范围25％以下，所述可燃气浓度仪至少用于监测可燃气的浓度。

在一些优选实施例中，所述氧含量控制罐上还连通设置有氧含量浓度仪和空气补充管道，所述空气补充管道至少用于使氧含量控制罐中的氧含量达到8％-10％，所述氧含量浓度仪至少用于监测氧含量浓度。

在一些优选实施例中，所述脱腈催化剂层是由若干呈圆柱型颗粒，且负载过渡金属的微孔分子筛堆积而成；采用的脱腈催化剂具有高N₂选择性，特别适用于含氮类物质(腈化物、氨气等)的催化氧化反应。

具体实施过程中，脱腈催化剂按正常操作要求使用，寿命为2-4年，脱腈催化剂层的作用是高选择性的将腈类废气转化为水、二氧化碳和氮气；将氨气转化为氮氧化物，催化氧化反应如下：

4C₃H₃N+15O₂＝12CO₂+6H₂O+2N₂

4NH₃+5O₂＝4NO+6H₂O

2NO+O₂＝2NO₂

在一些优选实施例中，所述脱烃催化剂层设有阵列布置的催化剂通孔，所述催化剂通孔内壁上负载有堇青石蜂窝材料或包含贵金属和混合稀土的微孔分子筛。

具体实施过程中，脱烃催化剂按正常操作要求使用，寿命一般为2～4年，脱烃催化剂层的作用是将在脱腈催化剂上未转化的烃类转化为水和二氧化碳，催化氧化反应如下：

2C₃H₆+9O₂＝6CO₂+6H₂O

C₃H₈+5O₂＝3CO₂+4H₂O

2CO+O₂＝2CO₂

实施过程中，催化氧化设备采用两层催化剂，在一个反应设备内实现一步脱除，即尾气进来首先经过第一层催化剂，对含氮类物质进行选择性催化分解，使其转化为氮气、氮氧化物、二氧化碳和水，然后经过第二层催化剂，主要用来脱除剩余的烃类物质；两层催化剂，采用两种不同的组分，针对两种不同的反应，但同时又不各自独立，互相配合，最终达到将废气净化的目的。

实施例

参阅图1，本实用新型实施例提供了一种用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，包括催化氧化设备9以及依次连通设置的可燃气浓度控制罐4、氧含量控制罐6以及气气换热器10，气气换热器10的气体输出口与催化氧化设备9的气体输入口通过第一管道11相连接，催化氧化设备9的净化气体输出口与气气换热器10的净化气体输入口通过第二管道12相连接，且气气换热器10上还设有与气气换热器10连通的净化气体排出管13。

本实施例中，含腈化物尾气来源于箱式烧结炉8，箱式烧结炉8与可燃气浓度控制罐4连通设置，且箱式烧结炉8上还连通设置有压力表7，其至少用于监测废气源设备的压力。

可燃气浓度控制罐4和氧含量控制罐6上还分别连通设置有氮气质量控制器2和空气质量控制器1，可燃气浓度控制罐4上还连通设置有可燃气浓度仪3和氮气补充管道14，氮气补充管道14至少用于使空气可燃气体浓度在爆炸范围25％以下，可燃气浓度仪3至少用于监测可燃气的浓度；氧含量控制罐6上还连通设置有氧含量浓度仪5和空气补充管道15，空气补充管道15至少用于使氧含量控制罐6中的氧含量达到8％-10％，氧含量浓度仪5至少用于监测氧含量浓度；其中，氮气质量控制器2根据可燃气浓度仪3调节氮气补充管道14的氮气流量，控制可燃气浓度低于混合气体爆炸下限的25％；空气质量控制器1根据氧含量浓度仪5调节空气补充管道15的空气流量，控制氧含量8％～10％，以达到最佳净化效果。

在本实施例中，催化氧化设备9包括催化氧化设备主体91，在催化氧化设备主体91的内部沿待催化气体的流动方向依次设置有脱腈催化剂层92和脱烃催化剂层93；脱腈催化剂层92是由若干呈圆柱型颗粒，且负载过渡金属的微孔分子筛堆积而成；脱烃催化剂层93设有阵列布置的催化剂通孔，催化剂通孔内壁上负载有堇青石蜂窝材料或包含贵金属和混合稀土的微孔分子筛。

本实用新型实施例的用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，工作过程如下：将含腈化物尾气经可燃气浓度控制罐4补入氮气，稀释尾气中各类爆炸性气体组份，使其控制在爆炸下限的25％安全浓度范围以下；混合尾气接着进入氧含量控制罐6，混入压缩空气调至氧含量～8％左右，进入气气换热器10预热，再进入催化氧化设备9，先后经两次催化剂脱腈催化剂、脱烃催化剂床层氧化反应，可以使废气得到有效净化，取得优异的尾气净化效果。

尽管已参考说明性实施例描述了本实用新型，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本实用新型的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本实用新型的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本实用新型的教示。因此，本文并不打算将本实用新型限制于用于执行本实用新型的所揭示特定实施例，而是打算使本实用新型将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。

Claims

1.一种用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，其特征在于包括可燃气浓度控制罐、氧含量控制罐、热回收设备和催化氧化设备，所述可燃气浓度控制罐、氧含量控制罐和热回收设备依次连通设置，且所述可燃气浓度控制罐和氧含量控制罐上还分别连通设置有氮气质量控制器和空气质量控制器；所述热回收设备的气体输出口与催化氧化设备的气体输入口通过第一管道相连接，所述催化氧化设备的净化气体输出口与热回收设备的净化气体输入口通过第二管道相连接；其中，所述催化氧化设备包括催化氧化设备主体，在所述催化氧化设备主体的内部沿待催化气体的流动方向依次设置有脱腈催化剂层和脱烃催化剂层。

2.根据权利要求1所述的用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，其特征在于：所述热回收设备包括反应热回收器，所述反应热回收器为气气换热器。

3.根据权利要求1或2所述的用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，其特征在于：所述热回收设备上还设有与热回收设备连通的净化气体排出管。

4.根据权利要求1所述的用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，其特征在于，还包括：用于产生废气源的废气源设备，所述废气源设备与所述可燃气浓度控制罐连通设置。

5.根据权利要求4所述的用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，其特征在于：所述废气源设备包括烧结炉。

6.根据权利要求4所述的用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，其特征在于：所述废气源设备上还连通设置有压力表，其至少用于监测废气源设备的压力。

7.根据权利要求1所述的用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，其特征在于：所述可燃气浓度控制罐上还连通设置有可燃气浓度仪和氮气补充管道，所述氮气补充管道至少用于使空气可燃气体浓度在爆炸范围25％以下，所述可燃气浓度仪至少用于监测可燃气的浓度。

8.根据权利要求1所述的用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，其特征在于：所述氧含量控制罐上还连通设置有氧含量浓度仪和空气补充管道，所述空气补充管道至少用于使氧含量控制罐中的氧含量达到8％-10％，所述氧含量浓度仪至少用于监测氧含量浓度。

9.根据权利要求1所述的用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，其特征在于：所述脱腈催化剂层是由若干呈圆柱型颗粒，且负载过渡金属的微孔分子筛堆积而成。

10.根据权利要求1所述的用于烧结炉含腈化物尾气的净化系统，其特征在于：所述脱烃催化剂层设有阵列布置的催化剂通孔，所述催化剂通孔内壁上负载有堇青石蜂窝材料或包含贵金属和混合稀土的微孔分子筛。