CN220861054U - 氰化钠含氢尾气净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种氰化钠含氢尾气净化装置，属于氰化钠尾气净化技术领域，包括主净化系统和吸附剂再生系统，主净化系统包括依次连通的水冷却器、气液分离器、吸附加热器、吸附塔、脱氧加热器和脱氧塔，吸附塔为多个，多个吸附塔并联；吸附剂再生系统包括再生换热器和再生气管路，再生气管路连通再生换热器的出口端；多个吸附塔均与再生气管路连接。本实用新型提供的氰化钠含氢尾气净化装置，减少了液态水对吸附剂的影响；并借助再生换热器和再生气管路将吸附剂进行再生，以实现吸附剂的循环利用，解决了更换吸附剂产生的固体危险废物难处理的问题；多个吸附塔切换连接吸附剂再生系统可以实现长期不停机工作，提高了尾气的净化效率。

Description

氰化钠含氢尾气净化装置

技术领域

本实用新型属于氰化钠尾气净化技术领域，更具体地说，是涉及一种氰化钠含氢尾气净化装置。

背景技术

目前国内生产氰化钠产生的尾气主要成分为氢气，含氢尾气多采用锅炉焚烧的方式生产蒸汽或经净化后作为合成氨工艺的主要原料。锅炉焚烧的方式仅仅利用了含氢尾气中的热能，存在大量的能源浪费；而含氢尾气净化工艺和方法存在吸附剂使用寿命短、固体废物难处理、气体净化不彻底等问题。

现有技术中，常见的氰化钠尾气生产氨合成气采用变压吸附的方法进行净化，如专利号CN113213422A中公开的内容里，常规吸附剂无法去除尾气中的苯、萘、蒽等芳香族化合物，导致后续换热器列管结晶甚至堵塞，不得不停产进行清理；常规吸附剂由于受到尾气中水分影响，导致使用寿命短，频繁的停产更换吸附剂，严重影响产量，更产生大量的固体危险废物，难以处理，实用性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种氰化钠含氢尾气净化装置，旨在解决吸附剂需要频繁停产更换，影响产量，更产生大量的固体危险废物的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种氰化钠含氢尾气净化装置，包括：

主净化系统，包括依次连通的水冷却器、气液分离器、吸附加热器、吸附塔、脱氧加热器和脱氧塔，所述吸附塔为多个，多个所述吸附塔并联，所述吸附塔内填充有吸附剂；

吸附剂再生系统，包括再生换热器和再生气管路，所述再生气管路连通所述再生换热器的出口端；多个所述吸附塔均与所述再生气管路连接。

作为本申请另一实施例，所述吸附塔的进口端和出口端均设有第一阀门和第二阀门，所述第一阀门与所述主净化系统的管路连通；所述第二阀门与所述再生气管路连通。

作为本申请另一实施例，多个所述吸附塔之间具有串联管路，多个所述吸附塔的进口均连接在所述串联管路的第一端，多个所述吸附塔的出口均连接在所述串联管路的第二端。

作为本申请另一实施例，所述串联管路上设有启闭阀。

作为本申请另一实施例，所述再生气管路包括进气段和出气段，所述进气段和所述出气段分别连通所述串联管路的两端。

作为本申请另一实施例，所述脱氧塔的出口端连通输气管，所述输气管的出口连通所述脱氧加热器的换热进口，所述脱氧加热器的换热出口连接有排气管。

作为本申请另一实施例，所述输气管与所述排气管上均设有第一流量阀。

作为本申请另一实施例，所述脱氧塔内设有多个填料装填区，相邻两个所述填料装填区之间均设有气体分布器。

作为本申请另一实施例，所述吸附剂再生系统还包括：

余热循环进气管，所述余热循环进气管连通所述脱氧塔的出口端和所述再生换热器的换热进口端；

余热循环出气管，所述余热循环出气管连通所述再生换热器的换热出口端。

作为本申请另一实施例，所述余热循环进气管和所述余热循环出气管上均设有第二流量阀。

本实用新型提供的氰化钠含氢尾气净化装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型氰化钠含氢尾气净化装置通过降温冷却分离液态水再升温的方式降低尾气中的水饱和度，减少液态水对吸附剂的影响，同时维持吸附塔床层的温度，提高吸附塔的吸附效果；采用可再生吸附剂，并借助再生换热器和再生气管路将吸附剂进行再生，以实现吸附剂的循环利用，解决了更换吸附剂产生的固体危险废物难处理的问题；设置多个吸附塔切换连接吸附剂再生系统可以实现长期不停机工作，提高了尾气的净化效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的氰化钠含氢尾气净化装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的吸附装置的结构示意图。

图中：1、水冷却器；2、气液分离器；3、吸附加热器；4、吸附塔A；5、吸附塔B；6、再生换热器；7、脱氧加热器；8、脱氧塔；9、进气阀；10、第一阀门10号阀门；11、第一阀门11号阀门；12、第一阀门12号阀门；13、第一阀门13号阀门；14、第二阀门14号阀门；15、第二阀门15号阀门；16、第二阀门16号阀门；17、第二阀门17号阀门；18、启闭阀18号阀门；19、启闭阀19号阀门；20、第一流量阀20号阀门；21、第二流量阀21号阀门；22、第一流量阀22号阀门；23、第二流量阀23号阀门；24、氧含量自动调节阀门；80、惰性氧化铝瓷球；81、活性氧化铝；82、球形微晶吸附剂；83、柱状微晶吸附剂；84、气体分布器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1及图2，现对本实用新型提供的氰化钠含氢尾气净化装置进行说明。所述氰化钠含氢尾气净化装置，包括主净化系统和吸附剂再生系统，主净化系统包括依次连通的水冷却器1、气液分离器2、吸附加热器3、吸附塔、脱氧加热器7和脱氧塔8，吸附塔为多个，多个吸附塔并联，吸附塔内填充有吸附剂；吸附剂再生系统包括再生换热器6和再生气管路，再生气管路连通再生换热器6的出口端；多个吸附塔均与再生气管路连接。

氰化钠含氢尾气(简称尾气)首先进入水冷却器1内进行冷却降温，再进入气液分离器2，利用气液分离器2分离出冷凝水；尾气继而进入吸附加热器3被加热，被加热后的尾气进入吸附塔内被吸附，用以去除氰化钠含氢尾气的水分、硫化物、碳氢化合物；被吸附后的尾气经过脱氧加热器7的壳程被第二次加热后进入脱氧塔8，尾气中的氢和氧在脱氧塔8内进行反应，达到去除氧气的目的。

首先，水冷却器1可选用列管式换热器，尾气进入水冷却器1的壳程中被列管式换热器内的低温介质换热降温；在列管式换热器内所充入的低温介质可为低温水。尾气在降温后进入气液分离器2，气液分离器2内设有丝网除沫器，低温的尾气在经过丝网除沫器时可分离出冷凝水，降低尾气中的水的含量。

其次，在尾气进行吸附前首先经过降温冷却尾气分离液态水后再将其通过吸附加热器3进行升温，吸附加热器3可选用列管式换热器。尾气在升温后可以降低其内部的水的饱和度，进而减少液态水对吸附塔内的吸附剂的影响；升温后的尾气通入吸附塔内，可以与吸附剂进行换热，以维持吸附塔床层的温度，提高吸附塔的吸附效果。

吸附塔内的吸附剂可采用活性氧化铝81和疏水型的微晶吸附剂的组合，该吸附剂可彻底解决水分对吸附效果的影响，提高吸附剂的使用寿命。选择可再生型微晶吸附剂，利用高温解析的原理再生微晶吸附剂，实现吸附剂的重复利用，解决了更换吸附剂产生的固体危险废物难处理的问题。尾气处理过程中通过两种微晶吸附剂的共同作用，吸附氰化钠含氢尾气中硫化物、碳氢化合物，吸附后杂质总含量低于0.1ppm，吸附效果好，解决尾气净化不彻底的问题。

接着，被吸附后的尾气进入脱氧加热器7被二次加热后进入脱氧塔8，而后去往压缩机系统；在脱氧塔8内，利用贵金属催化剂的催化作用使氧气与氢气反应，到达去除氧气的目的，产生大量的热量。

在吸附过程中，吸附塔为多个，多个吸附塔并联设置，可切换连通主净化系统。且每个吸附塔均连接再生气管路，以借助再生换热器6对吸附塔内的吸附剂进行再生。多个吸附塔在工作时可通过切换连通主净化系统和吸附剂再生系统以实现吸附剂的循环利用；多个吸附塔交替连通吸附剂再生系统可以实现长期不停机工作。

以两个并联设置的吸附塔为例，两个吸附塔切换连通至主净化系统中，两个吸附塔切换开启。当其中一个吸附塔连通至主净化系统中时，另一个吸附塔可与吸附剂再生系统连通，再生换热器6产生的高温的再生气通过再生气管路进入吸附塔内，对吸附塔内已失效的吸附剂进行再生处理。

本实用新型提供的氰化钠含氢尾气净化装置，与现有技术相比，通过降温冷却分离液态水再升温的方式降低尾气中的水饱和度，减少液态水对吸附剂的影响，同时维持吸附塔床层的温度，提高吸附塔的吸附效果；采用可再生吸附剂，并借助再生换热器6和再生气管路将吸附剂进行再生，以实现吸附剂的循环利用，解决了更换吸附剂产生的固体危险废物难处理的问题；设置多个吸附塔切换连接吸附剂再生系统可以实现长期不停机工作，提高了尾气的净化效率。

可选的，吸附塔内设有多层填料区域，装填的填料包括惰性氧化铝瓷球80、活性氧化铝81和两种微晶吸附剂，用以去除氰化钠含氢尾气的水分、硫化物、碳氢化合物，硫化物包括但不仅限于硫化氢、羰基硫、二硫化碳、硫醇、硫醚等含硫物质。碳氢化合物包括但不仅限于烷烃、烯烃、炔烃、脂环烃、苯、萘、蒽、其余芳香烃等化合物。

上述两种微晶吸附剂包括球状微晶吸附剂和柱状微晶吸附剂83，两种微晶吸附剂为疏水性吸附剂，用以减少水分对吸附效果的影响；两种吸附剂均为可再生型微晶吸附剂。

上述吸附塔内的吸附剂在失效后切换连通吸附剂再生系统，吸附剂再生系统中的再生换热器6采用列管式换热器，用以加热再生气，然后将高温的再生气通入吸附塔内，利用高温解析的原理实现吸附剂的再生和重复利用，解决了更换吸附剂产生的固体危险废物难处理的问题。再生换热器6的进口连通有进气管，进气管上连通有进气阀9；再生换热器6的出口连通有再生气管路。

在一些可能的实施例中，请参阅图1，吸附塔的进口端和出口端均设有第一阀门和第二阀门，第一阀门与主净化系统的管路连通；第二阀门与再生气管路连通。

吸附塔的进口端连接有进气管，其中进气管上设有用于连通再生气管路的第一分支管路，其中进气管的端部与主净化系统的管路连通，且在第一分支管路的接点和主净化系统的管路之间的管段上设有第一阀门；第一分支管路上设有第二阀门。同理，在吸附塔的出口端连接有出气管，出气管上设有用于连通再生气管路的第二分支管路，其中出气管的端部与主净化系统的管路连通，且在第二分支管路的接点和主净化系统的管路之间的管段上设有第一阀门，第二分支管路上设有第二阀门。

两个第一阀门和两个第二阀门均为启闭阀。

当需要对吸附塔内的吸附剂进行再生时，可切换吸附塔的连通状态，实现吸附塔的并联，吸附塔可实现单塔运行。当吸附塔再生结束时，可同时开启多个吸附塔，多个吸附塔并联同步运行。

为提高吸附效果，可将多个吸附塔串联使用，实现多次吸附。即在多个吸附塔之间设有串联管路，多个吸附塔的进口均连接在串联管路的第一端，多个吸附塔的出口均连接在串联管路的第二端。

多个吸附塔在不需要连通吸附剂再生系统时，可借助串联管路实现多个吸附塔的串联。

以两个吸附塔为例，当两个吸附塔中存在一个需要连通吸附剂再生系统时，串联管路为封闭状态，两个吸附塔一个连通主净化系统，另一个进行吸附剂再生。当两个吸附塔均不需要进行吸附剂再生时，开启串联管路，同时关闭其中一个吸附塔的出口端的第一阀门和另一个吸附塔的入口端的第一阀门，此时两个吸附塔在串联管路的作用下实现串联。可选的，串联管路连接于第一阀门和吸附塔的进口/出口之间。串联管路上具有启闭阀，以控制串联管路的启闭状态。

在一些可能的实施例中，请参阅图1，再生气管路包括进气段和出气段，进气段和出气段分别连通串联管路的两端。

再生气管路连接吸附塔两端的两个第二阀门，以实现将高温的再生气通入吸附塔内并将换热后的气体自吸附塔的内部排出。将再生管路的局部管路与串联管路重合，可实现对串联管路的合理利用。

再生气管路的进气段与串联管路的第一端连通，再生气管路的出气段与串联管路的第二端连通，而吸附塔的第一分支管路和第二分支管路分别连通在串联管路的两个端部，可减少管路布置，节约系统安装空间。当需要排出吸附剂再生系统中的残留的再生气时，可开启串联管路上的启闭阀门，借助串联管路将再生气排出系统。

在一些可能的实施例中，请参阅图1，脱氧塔8的出口端连通输气管，输气管的出口连通脱氧加热器7的换热进口，脱氧加热器7的换热出口连接有排气管。

尾气在经吸附塔吸附后进行脱氧加热器7进行二次加热，加热后的尾气进入脱氧塔8内进行脱氧。脱氧塔8内进行脱氧反应会产生大量的热能，因此经脱氧塔8后排出的气体为高温气体，高温气体经输气管输出，而输气管的出口连通脱氧加热器7的换热进口，即在脱氧塔8内脱氧反应产生的高温气体被通入脱氧加热器7内作为热源对经吸附塔排出的尾气进行换热形成低温气体，低温气体自排气管排出。排气管连通压缩机系统。脱氧塔8内产生的热能被脱氧加热器7重复利用，实现了余热回收，实现节约能源的目的。

可选的，脱氧塔8为多层填料脱氧塔8，装填的脱氧催化剂包括但不仅限于铂催化剂、钯催化剂、铂钯合金催化剂等贵金属催化剂，用以减少氨气、硫化物、含氧化合物对催化剂的影响。多层填料塔设有多个填料装填区，相邻两个填料装填区的间隙安装气体分布器84，用以使气体均匀分布，防止气体偏流。脱氧装置设有氧含量自动调节阀门24，根据脱氧塔8内的床层温度自控调节氰化钠含氢尾气中的含量，用以提高脱氧催化剂的催化效果，提高脱氧催化剂的使用寿命。可选的，氧含量自动调节阀门24设于脱氧加热器7的前侧或者脱氧加热器7与脱氧塔8之间。

可选的，输气管与排气管上均设有第一流量阀。输气管上的第一流量阀用于控制进入脱氧加热器7内的高温的气体的量。输气管上具有第一流量阀20号阀门，排气管上具有第一流量阀22号阀门。

在一些可能的实施例中，请参阅图1，为提高脱氧塔8产生的热量的利用率，可将脱氧塔8所产生的高温气体通入吸附剂再生系统中的再生换热器6内作为热源加热再生气。

具体地，吸附剂再生系统还包括余热循环进气管和余热循环出气管；余热循环进气管连通脱氧塔8的出口端和再生换热器6的换热进口端；余热循环出气管连通再生换热器6的换热出口端。即高温气体自余热循环进气管进入再生换热器6内，高温气体与再生气在再生换热器6内进行换热，高温气体在换热后形成低温气体，低温气体自余热循环出气管排出，而再生气在升温后通入吸附塔。

将脱氧塔8内产生的热能被再生换热器6利用，实现了余热回收，实现节约能源的目的。

可选的，余热循环进气管和输气管借助三通管件连接，余热循环出气管与排气管借助三通管件连通。余热循环进气管和余热循环出气管上均设有第二流量阀。

上述两个第一阀门、两个第二阀门、启闭阀形成自动转换阀门组，在装置运行过程中，自动转换阀门组按照设定的设定时序运行。

以两个吸附塔分别为吸附塔A4和吸附塔B5为例，运行至再生时序时，吸附塔A4入口端的第一阀门11号阀门、吸附塔A4出口端的第一阀门13号阀门关闭，吸附塔B5的两个第一阀门10号阀门、第一阀门12号阀门开启，吸附塔B5实现单塔运行；此时，吸附塔B5的第二阀门14号阀门、第二阀门16号阀门关闭；吸附塔A4的第二阀门15号阀门、第二阀门17号阀门开启，进气阀9号阀门开启，吸附塔A4连通吸附剂再生系统；与此同时，余热循环进气管和余热循环出气管上的第二流量阀21号阀门、第二流量阀23号阀门均开启再生气进入再生加热器管程被加热升温后进入吸附塔A4，对吸附塔A4内的吸附剂进行再生，再生时序完成后再生换热器6上所连接的余热循环进气管和余热循环出气管上的第二流量阀21号阀门、第二流量阀23号阀门自动关闭，对吸附塔A4内的吸附剂进行冷却降温，冷却时序完成后进气阀9号阀门自动关闭。同理，当需要对吸附塔B5再生时，吸附塔A4入口端的第一阀门11号阀门、吸附塔A4出口端的第一阀门13号阀门开启，吸附塔B5的第一阀门10号阀门、第一阀门12号阀门关闭，吸附塔A4单塔运行，其他阀门开启状态如上。待两次单塔运行结束后，开启双塔并联运行时序，此时吸附剂再生系统为关闭状态，吸附塔A4入口端的第一阀门11号阀门、吸附塔A4出口端的第一阀门13号阀门开启，吸附塔B5的两个第一阀门10号阀门、第一阀门12号阀门开启，吸附塔A4和吸附塔B5并联使用无异常后，进入双塔串联运行时序。双塔串联运行时序中，串联管路上的启闭阀18号阀门、启闭阀19号阀门开启，吸附塔B5入口端的第一阀门10号阀门、吸附塔A4出口端的第一阀门13号阀门关闭，实现吸附塔A4和吸附塔B5串联使用。以上时序重复循环使用，实现吸附剂的不断再生。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.氰化钠含氢尾气净化装置，其特征在于，包括：

主净化系统，包括依次连通的水冷却器(1)、气液分离器(2)、吸附加热器(3)、吸附塔、脱氧加热器(7)和脱氧塔(8)，所述吸附塔为多个，多个所述吸附塔并联，所述吸附塔内填充有吸附剂；

吸附剂再生系统，包括再生换热器(6)和再生气管路，所述再生气管路连通所述再生换热器(6)的出口端；多个所述吸附塔均与所述再生气管路连接。

2.如权利要求1所述的氰化钠含氢尾气净化装置，其特征在于，所述吸附塔的进口端和出口端均设有第一阀门和第二阀门，所述第一阀门与所述主净化系统的管路连通；所述第二阀门与所述再生气管路连通。

3.如权利要求2所述的氰化钠含氢尾气净化装置，其特征在于，多个所述吸附塔之间具有串联管路，多个所述吸附塔的进口均连接在所述串联管路的第一端，多个所述吸附塔的出口均连接在所述串联管路的第二端。

4.如权利要求3所述的氰化钠含氢尾气净化装置，其特征在于，所述串联管路上设有启闭阀。

5.如权利要求3所述的氰化钠含氢尾气净化装置，其特征在于，所述再生气管路包括进气段和出气段，所述进气段和所述出气段分别连通所述串联管路的两端。

6.如权利要求1所述的氰化钠含氢尾气净化装置，其特征在于，所述脱氧塔(8)的出口端连通输气管，所述输气管的出口连通所述脱氧加热器(7)的换热进口，所述脱氧加热器(7)的换热出口连接有排气管。

7.如权利要求6所述的氰化钠含氢尾气净化装置，其特征在于，所述输气管与所述排气管上均设有第一流量阀。

8.如权利要求1所述的氰化钠含氢尾气净化装置，其特征在于，所述脱氧塔(8)内设有多个填料装填区，相邻两个所述填料装填区之间均设有气体分布器(84)。

9.如权利要求1所述的氰化钠含氢尾气净化装置，其特征在于，所述吸附剂再生系统还包括：

余热循环进气管，所述余热循环进气管连通所述脱氧塔(8)的出口端和所述再生换热器(6)的换热进口端；

余热循环出气管，所述余热循环出气管连通所述再生换热器(6)的换热出口端。

10.如权利要求9所述的氰化钠含氢尾气净化装置，其特征在于，所述余热循环进气管和所述余热循环出气管上均设有第二流量阀。