含有機物的氮氣的凈化處理工藝、凈化處理反應(yīng)器及凈化處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種含有機物的氮氣的凈化處理工藝，包括以下步驟：1)第一原料氣在催化劑的作用下進行反應(yīng)，消耗有機物，得到第一中間氣；所述第一原料氣的溫度為190～210℃；2)將所述第一中間氣與第二原料氣混合后，在催化劑的作用下反應(yīng)，進一步消耗有機物，得到處理后的氮氣；所述第二原料氣的溫度為30～50℃所述第一原料氣和第二原料氣均為含有機物的氮氣和空氣的混合氣，且有機物濃度相同。本發(fā)明中的工藝不僅能夠有效的去除氮氣中的有機物，將氮氣中有機物的濃度降至20ppm以下，還節(jié)省了循環(huán)壓縮機和降溫設(shè)備，大大降低了成本，利于工業(yè)化的推廣。本發(fā)明還提供了一種凈化處理反應(yīng)器和凈化處理系統(tǒng)。
【專利說明】
含有機物的氮氣的凈化處理工藝、凈化處理反應(yīng)器及凈化處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于廢氣處理回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含有機物的氮氣的凈化處理工藝、凈化處理反應(yīng)器及凈化處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]己二酸(Adipicacid)，又稱肥酸，是一種重要的有機二元酸，能夠發(fā)生成鹽反應(yīng)、酯化反應(yīng)和酰胺化反應(yīng)等，并能與二元胺或二元醇縮聚成高分子聚合物等。己二酸是工業(yè)上具有重要意義的二元羧酸，在化工生產(chǎn)、有機合成工業(yè)、醫(yī)藥、潤滑劑制造等方面都有重要作用，產(chǎn)量居所有二元羧酸中的第二位。
[0003]在己二酸的生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量含有高濃度有機物的氮氣，有機物主要是環(huán)己烷、環(huán)己醇和環(huán)己酮。目前，在己二酸行業(yè)中，該種氮氣通常直接排放至大氣，不僅浪費了大量的氮氣資源，其中的高濃度有機物還對環(huán)境造成了污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種含有機物的氮氣的凈化處理工藝及凈化處理系統(tǒng)，本發(fā)明中的凈化處理工藝能夠有效去除氮氣中的有機物，回收氮氣，既能達到環(huán)保要求，又能循環(huán)利用氮氣。
[0005]本發(fā)明提供含有機物的氮氣的凈化處理工藝，包括以下步驟:
[0006]I)第一原料氣在催化劑的作用下進行反應(yīng)，消耗有機物，得到第一中間氣;所述第一原料氣的溫度為190?210°C ；
[0007]2)將所述第一中間氣與第二原料氣混合后，在催化劑的作用下反應(yīng)，進一步消耗有機物，得到處理后的氮氣;所述第二原料氣的溫度為30?50°C
[0008]所述第一原料氣和第二原料氣均為含有機物的氮氣和空氣的混合氣，且有機物濃度相同。
[0009]優(yōu)選的，還包括:
[0010]以此類推，將第(n-2)中間氣與第(n-1)原料氣混合后，在催化劑作用下反應(yīng)，得到第(η-1)中間氣；
[0011]將第(η-1)中間氣與第η原料氣混合后，在催化劑的作用下反應(yīng)，得到處理后的氮氣，
[0012]其中，3彡η彡10;
[0013]所述第一原料氣、第二原料氣、……和第η原料氣均為含有機物的氮氣和空氣的混合氣，且有機物濃度相同；
[0014]上述步驟中的催化劑成分相同。
[0015]優(yōu)選的，所述第一原料氣的流量為4500?5500Nm3/h;所述第二原料氣的流量為4000 ?5000Nm3/h。
[0016]優(yōu)選的，當3彡η<10時，所述第三原料氣的流量為500?700Nm3/h;
[0017]所述第三原料氣的溫度為30?50°C。
[0018]優(yōu)選的，通過對含有機物的氮氣和空氣的混合氣進行加熱，得到第一原料氣，具體步驟為:
[0019]將步驟2)得到的處理后的氮氣與含有機物的氮氣和空氣的混合氣進行換熱，同時實現(xiàn)對處理后的氮氣的冷卻和對含有機物的氮氣和空氣的混合氣的加熱。
[0020]本發(fā)明提供一種含有機物的氮氣的凈化處理反應(yīng)器，包括密封筒體，其特征在于，所述密封筒體的底部設(shè)置有出料口，所述密封筒體沿其軸向由上至下分成至少兩個彼此連通的催化反應(yīng)區(qū)，每個所述催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)均設(shè)置有:
[0021]氣體分布器，用于向?qū)?yīng)的所述催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)通入含有有機物的原料氣；
[0022]催化劑填料筒，位于所述氣體分布器的下方，用于裝填催化有機物反應(yīng)的催化劑。
[0023]本發(fā)明提供一種含有機物的氮氣的凈化處理系統(tǒng)，包括:
[0024]催化反應(yīng)器，所述催化反應(yīng)器為上文中的凈化處理反應(yīng)器；
[0025]第一換熱器，所述第一換熱器設(shè)置有第一熱媒進口和第一熱媒出口，所述第一熱媒進口與所述催化反應(yīng)器出料口相連接；
[0026]第二換熱器，所述第二換熱器設(shè)置有第二熱媒進口和第二熱媒出口，所述第二熱媒進口與所述第一換熱器的第一熱媒出口相連接；
[0027]冷卻器，所述冷卻器設(shè)置有進氣口和出氣口，所述進氣口與所述第二換熱器的第二熱媒出口相連接。
[0028]優(yōu)選的，還包括過濾器，所述過濾器設(shè)置有進氣口和出氣口，所述過濾器的進氣口用于通入含有有機物的原料氣，所述過濾器的出氣口與所述催化反應(yīng)器的氣體分布器相連接。
[0029]優(yōu)選的，還包括氣體分離器，所述氣體分離器設(shè)置有進氣口和出氣口，所述氣體分離器的進氣口與所述冷卻器的出氣口相連接。
[0030]優(yōu)選的，還包括加熱器;所述加熱器設(shè)置有第三冷媒進口和第三冷媒出口；
[0031 ]所述密封筒體頂部設(shè)置有頂部氣體分布器；
[0032]所述第二換熱器還設(shè)置有第二冷媒進口和第二冷媒出口，所述第二冷媒進口用于通入含有有機物的原料氣，所述第二冷媒出口與所述加熱器的第三冷媒進口相連接，所述加熱器的第三冷媒出口與所述頂部氣體分布器相連接。
[0033]本發(fā)明提供一種含有機物的氮氣的凈化處理工藝，包括以下步驟:I)第一原料氣在催化劑的作用下進行反應(yīng)，消耗有機物，得到第一中間氣;所述第一原料氣的溫度為190?210°C;2)將所述第一中間氣與第二原料氣混合后，在催化劑的作用下反應(yīng)，進一步消耗有機物，得到處理后的氮氣;所述第二原料氣的溫度為30?50°C所述第一原料氣和第二原料氣均為含有機物的氮氣和空氣的混合氣，且有機物濃度相同。本發(fā)明現(xiàn)將原料氣進行催化反應(yīng)后，消耗掉一部分有機物，然后再與新的原料氣混合，新的原料氣對已經(jīng)反應(yīng)后的原料氣進行降溫，同時，反應(yīng)后的原料氣對新的原料氣中的有機物濃度進行稀釋，混合后的原料氣再進行催化反應(yīng)，進一步消耗有機物，降低混合原料氣中有機物的濃度，依次類推，每次反應(yīng)后的原料氣與新的原料氣混合后進行催化反應(yīng)，逐步的進行有機物的稀釋、消耗以及降溫，最后得到降低至濃度要求的氮氣。本發(fā)明中的工藝不僅能夠有效的去除氮氣中的有機物，將氮氣中有機物的濃度降至20ppm以下，同時由于采用了上述階梯式反應(yīng)的工藝，還節(jié)省了循環(huán)壓縮機和降溫設(shè)備，大大降低了成本，利于工業(yè)化的推廣。
【附圖說明】
[0034]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0035]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種催化反應(yīng)器的頂部氣體分布器的剖視圖；
[0037]圖3為圖2中的頂部氣體分布器的俯視圖；
[0038]圖4為本發(fā)明實施例提供的一種催化反應(yīng)器的中間氣體分布器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖5為圖4中的中間氣體分布器的俯視圖；
[0040]圖6為圖5中B-B截面的剖視圖；
[0041 ]在圖1-圖6中，I為筒體、2為底部封頭、3為頂部封頭、4為進氣口、5為出料口、6為頂部氣體分布器、61為喇叭噴管、62為環(huán)形錐狀氣流通道、7為催化劑填料筒、8為中間氣體分布器、81為主流通管、82為分支管、83為出氣孔、9為人孔、A為催化反應(yīng)區(qū)；
[0042]圖7為本發(fā)明實施例中含有機物的氮氣的凈化處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖8為本發(fā)明實施例中含有機物的氮氣的凈化處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖7?8中，F(xiàn)為過濾器，F(xiàn)l為過濾器進氣口，F(xiàn)2為過濾器出氣口； R為催化反應(yīng)器，Rl為第一原料氣進氣口，R2為第二原料氣進氣口，R3為第三原料氣進氣口，R4為出料口 ；V1為空氣水分離器，Vll為分離器進氣口，V12為分離器出氣口；El為第一換熱器，Ell為第一熱媒進口，E12為第一熱媒出口，E13為第一冷媒進口，E14為第一冷媒出口 ；E2為第二換熱器，E21為第二熱媒進口，E22為第二熱媒出口，E23為第二冷媒進口，E24為第二冷媒出口；E3為加熱器，E31為第三冷媒進口，E32為第三冷媒出口，E33為第三熱媒進口，E34為第四熱媒出口；C為冷卻器，Cl為冷卻器進氣口，C2為冷卻器出氣口，C3為冷卻介質(zhì)進口，C4為冷卻介質(zhì)出口；V2為氣體分離器，V21為氣體分離器進氣口，V22為氣體分離器出氣口，V23為污水出口。
【具體實施方式】
[0045]本發(fā)明提供了一種含有機物的氮氣的凈化處理工藝，包括以下步驟:
[0046]I)第一原料氣在催化劑的作用下進行反應(yīng)，消耗有機物，得到第一中間氣;所述第一原料氣的溫度為190?210°C ；
[0047]2)將所述第一中間氣與第二原料氣混合后，在催化劑的作用下反應(yīng)，進一步消耗有機物，得到處理后的氮氣;所述第二原料氣的溫度為30?50°C
[0048]所述第一原料氣和第二原料氣均為含有機物的氮氣和空氣的混合氣，且有機物濃度相同。
[0049]本發(fā)明先將一路溫度較高的原料氣在催化劑作用下進行催化反應(yīng)，消耗掉大部分有機物，然后再將第一中間氣與第二路溫度較低的原料氣混合，在催化劑作用下進行催化反應(yīng)，該種方法在降低中間氣溫度的同時稀釋了第二路原料氣的有機物濃度，省去了循環(huán)壓縮機和降溫設(shè)備。
[0050]在本發(fā)明提供的凈化處理工藝的原理之下，本發(fā)明不限制反應(yīng)的步數(shù)，即本發(fā)明對中間氣與原料氣的混合次數(shù)沒有限制。
[0051]在上述第一原料氣、第二原料氣……和第η原料氣進行催化反應(yīng)之前，本發(fā)明優(yōu)選對其進行過濾，去除上述原料氣中IMi以上的顆粒，在本發(fā)明中，所述第一原料氣、第二原料氣、……和第η原料氣的成分相同，均為含有機物的氮氣和空氣的混合氣，在本發(fā)明中，所采用的含有機物的氮氣中包括以下體積分數(shù)的組分:環(huán)己烷0.15 %、環(huán)己醇0.5 %、環(huán)己酮0.5%和96.4%氮氣。所述空氣優(yōu)選為壓縮空氣，本發(fā)明優(yōu)選將需要凈化處理的含有機物的氮氣與壓縮空氣混合，得到上述原料氣，本發(fā)明優(yōu)選先將所述壓縮空氣進行凈化，去除壓縮空氣中的凝聚的水分和油分等雜質(zhì)，再與所述待處理的含有機物的氮氣混合。
[0052]在本發(fā)明中，所述催化劑優(yōu)選為貴金屬催化劑，優(yōu)選為鈀系催化劑;所述催化劑的作用主要是催化氮氣中的高濃度有機物如環(huán)己烷、環(huán)己醇和環(huán)己酮等反應(yīng)，使之去除。本發(fā)明對所述催化劑的用量沒有特殊的限制。
[0053]在本發(fā)明中，所述第一原料氣的流量優(yōu)選為4500?5500Nm3/h，更優(yōu)選為4800?5200Nm3/h，最優(yōu)選為5000?5100Nm3/h;所述第一原料氣的溫度優(yōu)選為190?210°C，更優(yōu)選為200?205°C。所述第一原料氣在催化劑的作用下反應(yīng)后，反應(yīng)溫升在350?450 °C左右，優(yōu)選為390?420°C，本發(fā)明優(yōu)選通過對原料氣加熱，得到所述第一原料氣。經(jīng)過上述催化反應(yīng)后，此時已消耗掉一部分第一原料氣內(nèi)的有機物，得到第一中間氣。在本發(fā)明中，第一原料氣的催化反應(yīng)中，對應(yīng)于1000Nm3的氣體處理總量，該步驟催化劑用量優(yōu)選為0.9?1.0m3，更優(yōu)選為0.92?0.95m3。
[0054]本發(fā)明將所述第一中間氣與第二原料氣混合后，在催化劑的作用下反應(yīng)，得到第二中間氣，在本發(fā)明中，所述第二原料氣的成分和來源與所述第一原料氣的成分和來源一致。所述第二原料氣的流量優(yōu)選為4000?5000Nm3/h，更優(yōu)選為4200?4800Nm3/h，最優(yōu)選為4400?4500Nm3/h ；所述第二原料氣的溫度優(yōu)選為30?50°C，更優(yōu)選為35?45 V，最優(yōu)選為40°C。所述第二原料氣與第一中間氣混合后，能夠有效的降低第一中間氣的溫度，同時第一中間氣稀釋了第二原料氣中有機物的整體濃度，因此，此時的反應(yīng)溫升為100?160°C之間，優(yōu)選為120?140°C。在本發(fā)明中，第二原料氣的催化反應(yīng)中，對應(yīng)于1000Nm3的氣體處理總量，該步驟催化劑用量優(yōu)選為1.5?1.6m3，更優(yōu)選為1.54?1.56m3。
[0055]得到第二中間氣后，本發(fā)明將所述第二中間氣與第三原料氣混合，在催化劑的作用下反應(yīng)，得到處理后的氮氣，在本發(fā)明中，所述第三原料氣的成分和來源與所述第一原料氣的成分和來源一致。所述第三原料氣的流量優(yōu)選為500?700Nm3/h，更優(yōu)選為550?650Nm3/h，最優(yōu)選為600?620Nm3/h ；所述第三原料氣的溫度優(yōu)選為30?50°C，更優(yōu)選為35?45°C，最優(yōu)選為40°C。在本發(fā)明中，第三原料氣的催化反應(yīng)中，對應(yīng)于1000Nm3的氣體處理總量，該步驟催化劑用量優(yōu)選為1.2-1.3m3,更優(yōu)選為1.23?1.25m3。
[0056]經(jīng)過本發(fā)明中的上述工藝處理后，得到的處理后的氮氣中有機物的總含量小于20ppm，氮氣含量約為95?96 %，更優(yōu)選為95.2%,其余為水、CO2和氧氣，得到的處理后的氮氣經(jīng)后續(xù)變壓吸附裝置進一步提純后可達到氮氣含量99.99%。
[0057]上述工藝是本發(fā)明優(yōu)選了n = 3的情況，即將原料氣一共分為三路:第一原料氣、第二原料氣和第三原料氣，從第一原料氣開始催化反應(yīng)，中間氣依次與第二原料氣和第三原料氣混合繼續(xù)催化反應(yīng)，就能夠?qū)崿F(xiàn)氮氣中有機物含量小于20ppm的目標，根據(jù)實際氮氣中有機物的濃度、催化劑的選擇以及對氮氣的凈化目標要求的不同，可以選擇n = 4、5、6、7、8、
9、10甚至更大，也就是說，在第三原料氣與第二中間氣混合催化反應(yīng)后，如果還需要進一步降低氮氣中有機物的濃度，還可以將得到的第三中間氣與第四原料氣混合，繼續(xù)催化反應(yīng)，依次類推，直至氮氣中有機物濃度達到要求。對于此種情況，由于原理相似，本申請不再進行過多的闡述和說明。
[0058]經(jīng)過上述催化反應(yīng)后，得到的處理后的氮氣溫度較高，在400?550°C左右，優(yōu)選為480?500°C，該溫度下的氮氣不能直接利用，需要將其冷卻后再進行回收再利用，同時，考慮到上文中的第一原料氣需要加熱，有鑒于此，本發(fā)明利用處理后的氮氣與所述含有機物氮氣和空氣的混合氣進行換熱，同時實現(xiàn)對處理后氮氣的冷卻和第一原料氣的加熱，本發(fā)明對工藝內(nèi)的熱量進行了巧妙的利用，進一步的節(jié)約了成本。
[0059]本發(fā)明中的工藝通過上述方法有效的控制了反應(yīng)過程中的溫升，相對于有些通過循環(huán)壓縮機打循環(huán)的方式降低反應(yīng)物濃度來控制溫升的手段，本發(fā)明不僅節(jié)約成本，且效果良好，在己二酸行業(yè)中屬于首例。
[0060]本發(fā)明還提供了一種含有機物的氮氣的凈化處理反應(yīng)器，包括密封筒體，所述密封筒體的底部設(shè)置有出料口，所述密封筒體沿其軸向由上至下分成至少兩個彼此連通的催化反應(yīng)區(qū)，每個所述催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)均設(shè)置有:
[0061 ]氣體分布器，用于向?qū)?yīng)的所述催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)通入含有有機物的原料氣；
[0062]催化劑填料筒，位于所述氣體分布器的下方，用于裝填與有機物反應(yīng)的催化劑。
[0063]請參考圖1，本發(fā)明實施例提供了一種凈化處理反應(yīng)器，包括密封筒體，密封筒體的底部設(shè)置有出料口 5，密封筒體沿其軸向由上至下分成至少兩個彼此連通的催化反應(yīng)區(qū)A，每個催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)均設(shè)置有氣體分布器和催化劑填料筒7;其中，氣體分布器用于向其所在的催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)通入含有有機物的原料氣;催化劑填料筒7位于同一個催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)的氣體分布器的下方，用于裝填與有機物反應(yīng)的催化劑。
[0064]上述催化反應(yīng)器的工作原理和工作過程是:開始時，先將達到催化反應(yīng)溫度的含有有機物的原料氣從位于上部的第一層催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)的氣體分布器進入第一層催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)，原料氣向下經(jīng)過第一層催化劑填料筒7中，原料氣中的有機物與第一層催化劑填料筒7內(nèi)填裝的催化劑進行催化反應(yīng)，消耗掉部分有機物。經(jīng)過第一層催化反應(yīng)后的原料氣繼續(xù)向下移動，進入位于下部的第二層催化反應(yīng)區(qū)A，與此同時，通過第二層催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)的氣體分布器將常溫的新的原料氣送入到第二催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)，新的原料氣與經(jīng)過第一層催化反應(yīng)的原料氣混合后一起進入第二層催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)的催化劑填料筒7內(nèi)進行再次的催化反應(yīng)，進一步消耗有機物。在第二層催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)，新的原料氣對第一層反應(yīng)后的原料氣進行降溫，同時，第一層反應(yīng)后的原料氣對新的原料氣中的有機物濃度進行稀釋。依次類推，上一層反應(yīng)后的原料氣進入下一層催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)，與下一層進來的新的原料氣混合，并在下一層中進一步進行催化反應(yīng)，逐層進行有機物的稀釋和消耗，以及降溫，最后得到降低至濃度要求的回收氣體，回收氣體從密封筒體底部的出料口 5排出。
[0065]可以看出，本發(fā)明中的凈化處理反應(yīng)器通過由上至下依次經(jīng)過至少兩次催化反應(yīng)，通過下層的新的原料氣對上一層反應(yīng)后的原料氣進行降溫，上一層的原料氣可以稀釋下一層新的原料氣的有機物濃度，能夠?qū)崿F(xiàn)含有有機物的回收氣體的有效回收。同時，不需要設(shè)置循環(huán)壓縮機，從而降低了回收氣體的回收成本，通過自身進行溫度的控制，不需要額外的設(shè)備進行降溫，因此，進一步降低了成本。
[0066]如圖1所示，在本實施例中，密封筒體包括筒體1、頂部封頭3和底部封頭2，筒體I的上下兩端分別與頂部封頭3和底部封頭2密封連接。頂部封頭3和底部封頭2均與筒體I可拆卸地連接，能夠方便內(nèi)部部件的安裝布置。
[0067]進一步地，在本實施例中，筒體I由至少兩個筒段密封組裝而成，每個催化劑填料筒7對應(yīng)設(shè)置于一個筒段內(nèi)。通過將筒體I分段，可以更加方便地安裝內(nèi)部零部件，最后再將筒體I整體組裝。當然，筒體I還可以是一體結(jié)構(gòu)，只是安裝制造不方便。
[0068]在本實施例中，頂部封頭3的頂部安裝有一個氣體分布器，該氣體分布器為頂部氣體分布器6，頂部封頭3的頂端開設(shè)有進氣口 4，頂部氣體分布器6的上端與進氣口 4連通。頂部氣體分布器6是上部第一層催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)的氣體分布器，將頂部氣體分布器6設(shè)置于頂部封頭3的頂部，方便進氣，節(jié)省空間。頂部氣體分布器6用于通入達到催化反應(yīng)溫度的原料氣。當然，第一層催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)的氣體分布器還可以設(shè)置于筒體I上，只要能夠?qū)崿F(xiàn)進氣即可。
[0069]如圖2和圖3所示，本實施例提供了一種具體的頂部氣體分布器6，其包括多個同軸套裝的喇叭噴管61，相鄰兩個喇叭噴管61之間形成環(huán)形錐狀氣流通道62。喇叭噴管61的較小一端與進氣口 4連通，原料氣從較小的一端進入頂部氣體分布器6，通過環(huán)形錐狀氣流通道62的擴口結(jié)構(gòu)將原料氣均勻分布于下方的催化劑填料筒7內(nèi)。該頂部氣體分布器6吊裝于頂部封頭3的頂部。當然，頂部氣體分布器6還可以是其它結(jié)構(gòu)，如由多個呈輻射狀的管組成，每個管上開設(shè)有多個噴氣孔，只要能夠?qū)崿F(xiàn)原料氣的均勻分布即可。并不局限于本實施例所列舉的結(jié)構(gòu)形式。
[0070]如圖1、圖4-圖6所示，在本實施例中，設(shè)置于筒體I內(nèi)的氣體分布器為中間氣體分布器8，中間氣體分布器8包括主流通管81和若干個分支管82;其中，主流通管81的一端穿過筒體I的筒壁外部，此端開口，另一端封閉且固定于筒體I內(nèi)；所有的分支管82均連通設(shè)置于主流通管81上，每個分支管82的管壁上開設(shè)有多個出氣孔83。優(yōu)選地，分支管82水平布置于主流通管81的兩側(cè)，且分支管82的軸線與主流通管81的軸線垂直，分支管82的末端封閉，出氣孔83開設(shè)于分支管82的下側(cè)管壁上，出氣孔83的軸線與經(jīng)過分支管82軸線的豎直面之間存在一定的夾角，優(yōu)選為20°?45°。能夠?qū)⒃蠚飧鶆虻胤植加谙路降拇呋瘎┨盍贤?中。當然，中間氣體分布器8還可以是其它結(jié)構(gòu)，如進口設(shè)置于筒體I的側(cè)面，筒體I內(nèi)部的部分為水平布置的至少兩圈環(huán)形管，環(huán)形管上設(shè)置有出氣孔，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)原料氣的均勻分布。
[0071 ]更進一步地，如圖5所示，在本實施例中，上述的中間氣體分布器8為分體組裝結(jié)構(gòu)，即主流通管81為分段組裝結(jié)構(gòu)，每段上均安裝若干個分支管82，通過法蘭將分段的主流通管81組裝。這樣的結(jié)構(gòu)更加方便制造。當然，中間氣體分布器8還可以為一體結(jié)構(gòu)。
[0072]如圖1所示，為了方便為催化反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行維護，在本實施例中，密封筒體上開設(shè)有若干人孔9。優(yōu)選地，每個催化反應(yīng)區(qū)A的密封筒體的筒壁上均開設(shè)有人孔9，頂部封頭的頂部還設(shè)置有人孔9。
[0073]在本實施例中，催化反應(yīng)器的催化反應(yīng)區(qū)A的數(shù)量可以為三個、四個或五個。優(yōu)選為三個，通過三層催化反應(yīng)，能夠有效降低回收氣體中的有機物濃度，使有機物濃度降小于20ppm。當然，催化反應(yīng)區(qū)A的數(shù)量還可以是兩個，只要能夠完成有機物的催化反應(yīng)，達到要求的濃度即可。
[0074]如圖1所示，在本實施例中，催化劑填料筒7吊裝于密封筒體內(nèi)，通過在筒體I內(nèi)壁上設(shè)置支撐臺，將催化劑填料筒7掛裝與支撐臺上，實現(xiàn)吊裝。在本發(fā)明中，將所述催化劑填料筒設(shè)置為吊裝，可將催化劑的填料筒與反應(yīng)器器壁隔開，少量冷的原料氣會在吊裝的填料筒和反應(yīng)器器壁之間流動，起到保護外壁、使外壁溫度不超溫的作用，保證整個反應(yīng)的安全進行。
[0075]本發(fā)明中的催化反應(yīng)器可應(yīng)用于含有高濃度有機物的氮氣的催化反應(yīng)，以得到較為純凈的氮氣。當然，還可應(yīng)用于其他含有有機物的待回收氣體的催化反應(yīng)。
[0076]本發(fā)明還提供了一種含有有機物的氮氣的凈化處理系統(tǒng)，包括:
[0077]催化反應(yīng)器，所述催化反應(yīng)器為上文所述的凈化處理反應(yīng)器；
[0078]第一換熱器，所述第一換熱器設(shè)置有第一熱媒進口和第一熱媒出口，所述第一熱媒進口與所述催化反應(yīng)器出料口相連接；
[0079]第二換熱器，所述第二換熱器設(shè)置有第二熱媒進口和第二熱媒出口，所述第二熱媒進口與所述第一換熱器的第一熱媒出口相連接；
[0080]冷卻器，所述冷卻器設(shè)置有進氣口和出氣口，所述進氣口與所述第二換熱器的第二熱媒出口相連接。
[0081]參見圖7?8，圖7為本發(fā)明實施例中含有機物的氮氣的凈化處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8為本發(fā)明實施例中含有機物的氮氣的凈化處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7?8中，F(xiàn)為過濾器，F(xiàn)l為過濾器進氣口，F(xiàn)2為過濾器出氣口；R為催化反應(yīng)器，Rl為第一原料氣進氣口，R2為第二原料氣進氣口，R3為第三原料氣進氣口，R4為出料口 ；V1為空氣水分離器，Vll為分離器進氣口，V12為分離器出氣口 ；E1為第一換熱器，Ell為第一熱媒進口，E12為第一熱媒出口，E13為第一冷媒進口，E14為第一冷媒出口；E2為第二換熱器，E21為第二熱媒進口，E22為第二熱媒出口，E23為第二冷媒進口，E24為第二冷媒出口 ；E3為加熱器，E31為第三冷媒進口，E32為第三冷媒出口，E33為第三熱媒進口，E34為第四熱媒出口；C為冷卻器，Cl為冷卻器進氣口，C2為冷卻器出氣口，C3為冷卻介質(zhì)進口，C4為冷卻介質(zhì)出口；V2為氣體分離器，V21為氣體分離器進氣口，V22為氣體分離器出氣口，V23為污水出口。
[0082]在本發(fā)明實施例中，所述空氣水分離器Vl設(shè)置有分離器進氣口Vl和分離器出氣口V2，所述分離器進氣口用于通入壓縮空氣，壓縮空氣在所述空汽水分離器中得到初步的凈化，將壓縮空氣中凝聚的水分和油分去除，然后從所述分離器出氣口 V2排出，用于下一步的流程，與待處理的含有機物的氮氣混合形成原料氣。本發(fā)明對所述空氣水分離器的種類沒有特殊的限制，具體的，在本發(fā)明的實施例中，可采用DN500 X 2000mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的空氣水分離器，其設(shè)計壓力為1.810^(80°(:)，操作壓力為1.410^(40°(:)。
[0083 ] 在本發(fā)明實施例中，所述過濾器F設(shè)置有過濾器進氣口 Fl和過濾器出氣口 F2，所述過濾器進氣口 Fl與所述分離器處理口 V2相連接，上述從空氣水分離器Vl中排出的經(jīng)過凈化的壓縮空氣與待處理的含有機物的氮氣混合后形成原料氣，然后從所述過濾器進氣口 Fl通入所述過濾器，所述過濾器用于去除原料氣中Iym以上的固體顆粒，經(jīng)過濾的原料氣經(jīng)過濾器出氣口F2排出，用于后續(xù)催化反應(yīng)器的催化反應(yīng)。本發(fā)明對所述過濾器的種類沒有特殊的限制，具體的，在本發(fā)明的實施例中，可采用DN500 X 1500mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的過濾器，其設(shè)計壓力為1.2MPa(80°C)，操作壓力為0.9MPa(40°C)。
[0084]在本發(fā)明實施例中，所述催化反應(yīng)器R頂部設(shè)置有第一原料氣進氣口Rl，側(cè)面分別設(shè)置有第二原料進氣口 R2和第三原料進氣口 R3，底部設(shè)置有出料口 R4，所述進氣口 R2和R3與所述過濾器出口 F2相連接，所述進氣口 Rl與所述頂部氣體分布器相連通，進氣口 R2和R3與所述中間氣體分布器相聯(lián)通。原料氣從所述過濾器出口排出口，分成三路，一路原料氣依次經(jīng)過第二換熱器和加熱器加熱后，形成第一原料氣，從所述催化反應(yīng)器的第一原料進氣口 Rl進入，剩余兩路原料氣調(diào)節(jié)流量后分別從第二原料進氣口 R2和第三原料進氣口 R3進入，在所述催化反應(yīng)器中進行催化反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，從所述催化反應(yīng)器的出料口 R4排出，以便進行進一步的冷卻。所述催化反應(yīng)器設(shè)計空速優(yōu)選為2000?3000h—I更優(yōu)選為2200?2800h_1，最優(yōu)選為2500?26001^ ；在本發(fā)明的實施例中，可采用DN1600 X 5400、材質(zhì)為304不銹鋼的催化反應(yīng)器，其設(shè)計壓力為I.2MPa(550°C)，操作壓力為0.9MPa(200?500°C)。
[0085]在本發(fā)明中，所述第一換熱器El設(shè)置有第一熱媒進口E11、第一熱媒出口E12，、第一冷媒進口E13和第一冷媒出口E14。所述第一熱媒進口El I與所述催化反應(yīng)器的出料口R4相連接，用于通入處理后的氮氣，所述進口 E13和出口 E14分別通入和排出用于冷卻處理后氮氣的冷卻介質(zhì)，如冷凝水，經(jīng)過冷卻介質(zhì)冷卻的處理后的氮氣通過所述第一熱媒出口E12排出，用于后續(xù)流程，進一步的進行冷卻。在本發(fā)明的實施例中，所述第一換熱器可采用DN600/1200X4000mm、材質(zhì)為碳素鋼(SS)的汽水換熱器，其設(shè)計壓力為1.2MPa，操作壓力為
0.846MPa(473°C)S0.6MPa(90°C)。
[0086]在本發(fā)明中，所述第二換熱器E2設(shè)置有第二熱媒進口E21、第二熱媒出口E22、第二冷媒進口 E23和第二冷媒出口 E24，所述第二熱媒進口 E21與所述第一換熱器的第一熱媒出口 El2相連接，用于通入初步冷卻的處理后的氮氣;所述第一冷媒進口 E23與所述催化反應(yīng)器中的過濾器出氣口 F2相連接，用于通入過濾后的一路原料氣，原料氣溫度較低，而初步冷卻后的處理后的氮氣溫度較高，這兩種氣體在所述第二換熱器中進行換熱，同時降低了處理后氮氣的溫度和升高了原料氣的溫度，所述處理后的氮氣從第二熱媒出口E22排出，用于后續(xù)流程中進一步的冷卻，所述經(jīng)加熱的原料氣從第二冷媒出口E24排出，用于進一步的加熱。在本發(fā)明的實施例中，所述第二換熱器可采用DN600X4000mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的氣氣換熱器，其設(shè)計壓力為 1.210^(200°(:/250°(:)，操作壓力為0.8310^(180°(:)或0.910^(39
0Oo
[0087]在本發(fā)明實施例中，所述加熱器E3設(shè)置有第三冷媒進口E31、第三冷媒出口E32、第三熱媒進口E33和第三熱媒出口E34。所述第三冷媒進口E31與所述第二換熱器的第二冷媒出口 E24相連接，用于通入經(jīng)初步加熱的原料氣，所述進口 E33和出口 E34分別用于通入和排出加熱介質(zhì)如蒸汽，以實現(xiàn)對原料氣的進一步加熱升溫，達到所述第一原料氣的溫度。所述出口 E32與所述催化反應(yīng)器的第一原料氣進口 Rl相連接，經(jīng)加熱后的原料氣從所述第三冷媒出口 E32排出，通過第一原料氣進口 Rl通入所述催化反應(yīng)器內(nèi)，進行催化反應(yīng)。在本發(fā)明的實施例中，所述加熱器可采用DN500 X 3000mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的蒸汽加熱器，其設(shè)計壓力為I.2MPa(250°C)或4.2MPa(300°C)，操作壓力為0.89MPa/3.8MPa( (135?250°C)。
[0088]在本發(fā)明中，所述冷卻器C設(shè)置有冷卻器進氣口Cl、冷卻器出氣口C2、冷卻介質(zhì)進口 C3和冷卻介質(zhì)出口 C4。所述冷卻器進氣口 Cl與所述第二換熱器的第二熱媒出口 E22相連接，用于通入處理后的氮氣，所述C3和C4分別用于通入和排出冷卻介質(zhì)如循環(huán)水，以便對所述處理后的氮氣進一步冷卻，冷去后的氮氣通過冷卻器出氣口C2排出，用于后續(xù)的流程。在本發(fā)明的實施例中，所述冷卻器可采用DN600 X 4500mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的水冷卻器，其設(shè)計壓力為 1.0MPa(80°C)或1.2MPa(200°C)。
[0089]在本發(fā)明中，所述氣體分離器V2頂部設(shè)置有氣體分離器進氣口V21、側(cè)面設(shè)置有氣體分離器出氣口 V22，底部設(shè)置有污水出口 V23，所述氣體分離器進氣口與所述冷卻器出氣口 C2相連接，用于通入已達到冷卻溫度要求的氮氣，所述氮氣在氣體分離器V2中進行水氣分離后，氮氣從頂部的出氣口 V22排出，可就地放空，也可回收利用，進一步創(chuàng)造經(jīng)濟價值，污水從底部的污水出口V23排出，去污水池。在本發(fā)明的實施例中，所述氣體分離器可采用DN1000 X 3600mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的過程氣分離器，其設(shè)計壓力為1.2MPa(80°C)，操作壓力^0.85MPa(40°C)o
[0090]本發(fā)明中的凈化處理系統(tǒng)不僅巧妙設(shè)計了催化反應(yīng)器，使其在不采用循環(huán)壓縮機的條件下實現(xiàn)了對氮氣的凈化處理，而且還充分利用了該工藝流程中物料之間的熱能交換，進一步降低了成本。本發(fā)明中的凈化處理系統(tǒng)既能達到環(huán)保的要求，并能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。產(chǎn)INm3氮氣大約節(jié)省整體裝置成本2元，該裝置因為沒有循環(huán)壓縮機等動力設(shè)備，運行成本很低，I年收回投資，經(jīng)濟效益可觀。
[0091]本發(fā)明將上文中的工藝流程與凈化處理系統(tǒng)相結(jié)合進一步說明本發(fā)明的工作流程:800Nm3/h壓縮空氣經(jīng)空氣水分離器Vl經(jīng)行初步凈化后，與1000NmVh，0.9Mpa，40 °C含有
0.2%高濃度環(huán)己烷、環(huán)己醇、環(huán)己酮的氮氣混合后進入過濾器F，去除Imi以上的固體顆粒，過濾后的原料氣分成三路，其中一路經(jīng)第一換熱器El預(yù)熱至130?160°C，然后通過加熱器E3加熱至150?250°C左右，從催化反應(yīng)器R的頂部進口 Rl進入，參與反應(yīng)，另兩路原料氣經(jīng)調(diào)節(jié)計量后從催化反應(yīng)器R側(cè)面的進口 R2和R3通入氣體分布器，進入反應(yīng)器參與反應(yīng)，反應(yīng)后的氮氣溫度約450?500 °C，經(jīng)第一換熱器El冷卻至150?200°C進入第二換熱器，與第一原料氣進行換熱，進一步冷卻至120?150°C，然后進入冷卻器C，進一步降溫至30?50°C，降溫后的氮氣去氣體分離器V2，氮氣經(jīng)分離調(diào)壓后去界外。
[0092]其中，反應(yīng)器的設(shè)計空速2500h—1，150?250°(:、4500?5500_3/11的第一原料氣從頂部進氣口進入，在反應(yīng)器第一床層進行反應(yīng)放熱后，反應(yīng)溫升大約350?450°C，之后與一路30?50°C，4000?5000Nm3/h的第二原料氣混合，使得最終第一床層反應(yīng)溫度在320°C，然后進入第二床層，由于第一床層反應(yīng)了大部分有機物，與第二原料氣混合后，有機物整體濃度已經(jīng)降低，所以第二床層反應(yīng)溫升120?160°C，之后與一路30?50°C，500?700Nm3/h的第三原料氣混合進入第三床層，第三床層設(shè)計為產(chǎn)品把關(guān)層，反應(yīng)器出口有機物含量小于20ppmo
[0093]為了進一步說明本發(fā)明，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的一種含有機物的氮氣的凈化處理工藝、凈化處理反應(yīng)器及凈化處理系統(tǒng)進行詳細描述，但不能將其理解為對本發(fā)明保護范圍的限定。
[0094]在以下實施例中，采用圖1?8中的裝置進行氮氣的回收和凈化，其中，空氣水分離器為DN500 X 2000mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的空氣水分離器，其設(shè)計壓力為1.8MPa(80°C )，操作壓力為1.4MPa(40°C);過濾器為DN500X 1500mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的過濾器，其設(shè)計壓力為
1.2MPa(80°C )，操作壓力為0.9MPa(40°C);催化反應(yīng)器為DN1600 X 5400、材質(zhì)為304不銹鋼的催化反應(yīng)器，其設(shè)計壓力為1.2MPa(550°C)，操作壓力為0.9MPa(200?500°C);第一換熱器為DN600/1200 X 4000mm、材質(zhì)為碳素鋼(SS)的汽水換熱器，其設(shè)計壓力為1.2MPa，操作壓力為0.84610^(473°(:)或0.610^(90°(:);第二換熱器為0郵00\4000_、材質(zhì)為碳鋼(05)的氣氣換熱器，其設(shè)計壓力為I.2MPa(200°C/250°C )，操作壓力為0.83MPa(180°C )或0.9MPa(39 °C);加熱器為DN500 X 3000mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的蒸汽加熱器，其設(shè)計壓力為1.2MPa(250°C)或4.2MPa(300°C)，操作壓力為0.89MPa/3.8MPa( (135?250°C );冷卻器為DN600 X4500mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的水冷卻器，其設(shè)計壓力為1.0MPa (80 °C)或1.2MPa (200 °C);氣體分離器為DN1000 X 3600mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的過程氣分離器，其設(shè)計壓力為1.2MPa(80°C)，操作壓力為0.85MPa (40 °C)。
[0095]待處理的氮氣中含有環(huán)己烷0.15%、環(huán)己醇0.5%、環(huán)己酮0.5%和96.4%氮氣。
[0096]催化劑為鈀系催化劑。
[0097]實施例1
[0098]800Nm3/h壓縮空氣經(jīng)空氣水分離器初步凈化后，與1000Nm3/h，0.9Mpa，40 V的待處理氮氣在管道中混合后進入過濾器，去除Iym以上的固體顆粒。
[0099]過濾后的原料氣從過濾器中排出后分為三路，其中一路進入第二換熱器預(yù)熱至150°C，然后通過蒸汽加熱器加熱至200°C，調(diào)節(jié)流量為5000Nm3/h，從催化反應(yīng)器的頂部進口通入頂部氣體分布器，在第一床層進行反應(yīng)，在催化劑的催化作用下將有機物消耗掉，在第一床層的反應(yīng)溫升為390°C;然后第二路40°C、流量為4400Nm3/h的原料氣從側(cè)面進氣口進入，與反應(yīng)后的原料氣混合，在第二床層催化劑的作用下進一步催化反應(yīng)，第二床層的反應(yīng)溫升為140°C;然后第三路40°C、流量為600Nm3/h的原料氣從側(cè)面進氣口進入，與上一床層的反應(yīng)氣體混合，在第三床層的催化劑催化作用下反應(yīng)，得到處理后的氮氣，處理后的氮氣中有機物含量小于20ppm，氮氣含量為95.2%,其余為水、二氧化碳和氧氣。
[0100]從反應(yīng)器底部出料口排除的氮氣溫度為480°C，進入第一換熱器經(jīng)冷凝水冷卻至180°C，然后進入第二換熱器，在第二換熱器中與第一路原料氣換熱，進一步冷卻至140 °C，接著進入冷卻器，采用循環(huán)水將氮氣冷卻至40°C，降溫后的氮氣去氣體分離器，氮氣經(jīng)分離調(diào)壓后去界外，不合格氣體去火炬。
[0101]實施例2
[0102]800Nm3/h壓縮空氣經(jīng)空氣水分離器初步凈化后，與1000Nm3/h，0.9Mpa，40 V的待處理氮氣在管道中混合后進入過濾器，去除Iym以上的固體顆粒。
[0103]過濾后的原料氣從過濾器中排出后分為三路，其中一路進入第二換熱器預(yù)熱至150°C，然后通過蒸汽加熱器加熱至200°C，調(diào)節(jié)流量為5300Nm3/h，從催化反應(yīng)器的頂部進口通入頂部氣體分布器，在第一床層進行反應(yīng)，在催化劑的催化作用下將有機物消耗掉，在第一床層的反應(yīng)溫升為400°C;然后第二路30°C、流量為4000Nm3/h的原料氣從側(cè)面進氣口進入，與反應(yīng)后的原料氣混合，在第二床層催化劑的作用下進一步催化反應(yīng)，第二床層的反應(yīng)溫升為140°C;然后第三路30°C、流量為700Nm3/h的原料氣從側(cè)面進氣口進入，與上一床層的反應(yīng)氣體混合，在第三床層的催化劑催化作用下反應(yīng)，得到處理后的氮氣，處理后的氮氣中有機物含量小于20ppm。
[0104]從反應(yīng)器底部出料口排除的氮氣溫度為480°C，進入第一換熱器經(jīng)冷凝水冷卻至180°C，然后進入第二換熱器，在第二換熱器中與第一路原料氣換熱，進一步冷卻至140 °C，接著進入冷卻器，采用循環(huán)水將氮氣冷卻至40°C，降溫后的氮氣去氣體分離器，氮氣經(jīng)分離調(diào)壓后去界外，不合格氣體去火炬。
[0105]實施例3
[0106]800Nm3/h壓縮空氣經(jīng)空氣水分離器初步凈化后，與1000Nm3/h，0.9Mpa，40 V的待處理氮氣在管道中混合后進入過濾器，去除Iym以上的固體顆粒。
[0107]過濾后的原料氣從過濾器中排出后分為三路，其中一路進入第二換熱器預(yù)熱至150°C，然后通過蒸汽加熱器加熱至170°C，調(diào)節(jié)流量為4600Nm3/h，從催化反應(yīng)器的頂部進口通入頂部氣體分布器，在第一床層進行反應(yīng)，在催化劑的催化作用下將有機物消耗掉，在第一床層的反應(yīng)溫升為390°C;然后第二路50°C、流量為4900Nm3/h的原料氣從側(cè)面進氣口進入，與反應(yīng)后的原料氣混合，在第二床層催化劑的作用下進一步催化反應(yīng)，第二床層的反應(yīng)溫升為140°C;然后第三路50°C、流量為500Nm3/h的原料氣從側(cè)面進氣口進入，與上一床層的反應(yīng)氣體混合，在第三床層的催化劑催化作用下反應(yīng)，得到處理后的氮氣，處理后的氮氣中有機物含量小于20ppm，氮氣含量95.3%,其余為水、二氧化碳和氧氣。
[0108]從反應(yīng)器底部出料口排除的氮氣溫度為480°C，進入第一換熱器經(jīng)冷凝水冷卻至180°C，然后進入第二換熱器，在第二換熱器中與第一路原料氣換熱，進一步冷卻至140 °C，接著進入冷卻器，采用循環(huán)水將氮氣冷卻至40°C，降溫后的氮氣去氣體分離器，氮氣經(jīng)分離調(diào)壓后去界外，不合格氣體去火炬。
[0109]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.含有機物的氮氣的凈化處理工藝，包括以下步驟: 1)第一原料氣在催化劑的作用下進行反應(yīng)，消耗有機物，得到第一中間氣;所述第一原料氣的溫度為190?210°C; 2)將所述第一中間氣與第二原料氣混合后，在催化劑的作用下反應(yīng)，進一步消耗有機物，得到處理后的氮氣;所述第二原料氣的溫度為30?50°C 所述第一原料氣和第二原料氣均為含有機物的氮氣和空氣的混合氣，且有機物濃度相同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈化處理工藝，其特征在于，還包括: 以此類推，將第(n-2)中間氣與第(η-1)原料氣混合后，在催化劑作用下反應(yīng)，得到第(η-1)中間氣； 將第(η-1)中間氣與第η原料氣混合后，在催化劑的作用下反應(yīng)，得到處理后的氮氣， 其中，3彡η彡10; 所述第一原料氣、第二原料氣、……和第η原料氣均為含有機物的氮氣和空氣的混合氣，且有機物濃度相同； 上述步驟中的催化劑成分相同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈化處理工藝，其特征在于，所述第一原料氣的流量為4500?5500Nm3/h； 所述第二原料氣的流量為4000?5000Nm3/h。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的凈化處理工藝，其特征在于，當3<n<10時，所述第三原料氣的流量為500?700Nm3/h ； 所述第三原料氣的溫度為30?50°C。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈化處理工藝，其特征在于，通過對含有機物的氮氣和空氣的混合氣進行加熱，得到第一原料氣，具體步驟為: 將步驟2)得到的處理后的氮氣與含有機物的氮氣和空氣的混合氣進行換熱，同時實現(xiàn)對處理后的氮氣的冷卻和對含有機物的氮氣和空氣的混合氣的加熱。6.含有機物的氮氣的凈化處理反應(yīng)器，包括密封筒體，其特征在于，所述密封筒體的底部設(shè)置有出料口，所述密封筒體沿其軸向由上至下分成至少兩個彼此連通的催化反應(yīng)區(qū)，每個所述催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)均設(shè)置有: 氣體分布器，用于向?qū)?yīng)的所述催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)通入含有有機物的原料氣； 催化劑填料筒，位于所述氣體分布器的下方，用于裝填催化有機物反應(yīng)的催化劑。7.含有機物的氮氣的凈化處理系統(tǒng)，包括: 催化反應(yīng)器，所述催化反應(yīng)器為權(quán)利要求6所述的凈化處理反應(yīng)器； 第一換熱器，所述第一換熱器設(shè)置有第一熱媒進口和第一熱媒出口，所述第一熱媒進口與所述催化反應(yīng)器出料口相連接； 第二換熱器，所述第二換熱器設(shè)置有第二熱媒進口和第二熱媒出口，所述第二熱媒進口與所述第一換熱器的第一熱媒出口相連接； 冷卻器，所述冷卻器設(shè)置有進氣口和出氣口，所述進氣口與所述第二換熱器的第二熱媒出口相連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的凈化處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括過濾器，所述過濾器設(shè)置有進氣口和出氣口，所述過濾器的進氣口用于通入含有有機物的原料氣，所述過濾器的出氣口與所述催化反應(yīng)器的氣體分布器相連接。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的凈化處理反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，還包括氣體分離器，所述氣體分離器設(shè)置有進氣口和出氣口，所述氣體分離器的進氣口與所述冷卻器的出氣口相連接。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的凈化處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括加熱器;所述加熱器設(shè)置有第三冷媒進口和第三冷媒出口 ； 所述密封筒體頂部設(shè)置有頂部氣體分布器； 所述第二換熱器還設(shè)置有第二冷媒進口和第二冷媒出口，所述第二冷媒進口用于通入含有有機物的原料氣，所述第二冷媒出口與所述加熱器的第三冷媒進口相連接，所述加熱器的第三冷媒出口與所述頂部氣體分布器相連接。
【文檔編號】C01B21/04GK106006578SQ201610550698
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月13日
【發(fā)明人】萬冬, 陳恩之, 姜朝輝, 趙風軒, 白鈺麟, 萬熹陽
【申請人】成都普瑞得科技有限公司