專利名稱：丙烯酸廢氣處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢氣處理工藝，尤其涉及一種丙烯酸廢氣處理工藝。
背景技術(shù)：
處理丙烯酸廢氣目前多采用傳統(tǒng)的熱力焚燒廢氣工藝，即在焚燒爐內(nèi)部燃燒燃料氣或燃料油，使?fàn)t內(nèi)溫度達(dá)到700～850℃后加入丙烯酸生產(chǎn)過程中排出的廢氣，使廢氣中的揮發(fā)性有機(jī)物在高溫下氧化分解成為對環(huán)境無害的二氧化碳和水。采用該工藝，基本上實現(xiàn)了氧化分解丙烯酸廢氣中甲醛、乙醛、丙烯、丙烯酸、丙烯醛、一氧化碳等易氧化有機(jī)物，從而達(dá)到廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)的目的，但由于熱力焚燒過程需要大量蒸汽蒸發(fā)廢水，需要大量燃料助燃，使廢氣處理的能耗很高，增加了丙烯酸生產(chǎn)的運(yùn)行費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種丙烯酸廢氣處理工藝，其無需任何輔助燃料、工藝簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、無二次污染、尾氣處理徹底。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種丙烯酸廢氣處理工藝，采用催化氧化工藝，其工藝流程為丙烯酸廢氣與來自空氣鼓風(fēng)機(jī)的空氣(空氣作為稀釋氣體加入)混合加熱后進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器，在催化氧化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，將有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，催化氧化反應(yīng)采用蜂窩陶瓷或蜂窩貴金屬催化劑，反應(yīng)壓力為0～15kPa(G)，反應(yīng)溫度為100～720℃。
本發(fā)明催化反應(yīng)器的入口溫度優(yōu)先控制在150～450℃，最好在300℃，出口溫度優(yōu)先控制在350～750℃，最好在720℃以下。在催化氧化反應(yīng)器入口處有一調(diào)節(jié)反應(yīng)器入口溫度的旁路閥門，在空氣鼓風(fēng)機(jī)入口處有一控制反應(yīng)器出口溫度的旁路閥門。
作為本發(fā)明的優(yōu)先技術(shù)方案，丙烯酸廢氣與空氣混合后，最好經(jīng)廢氣加熱器加熱到催化劑起燃溫度后進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器。廢氣加熱器最好為焊接板式換熱器或熱管換熱器或翅片管換熱器。
作為本發(fā)明的另一優(yōu)先技術(shù)方案，丙烯酸廢氣進(jìn)行催化氧化反應(yīng)后，最好進(jìn)入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量。其中，1.0～3.0MPa(G)飽和蒸汽進(jìn)入蒸汽過熱器，1.0～3.0MPa(G)過熱蒸汽排出蒸汽過熱器，驅(qū)動丙烯酸裝置空氣壓縮機(jī)透平。
催化氧化反應(yīng)器可采用固定床催化氧化反應(yīng)器。
催化氧化工藝可采用蒸汽加熱器、電加熱器、燃油燃燒器、燃?xì)馊紵鬟M(jìn)行系統(tǒng)升溫開工。
催化氧化處理時發(fā)生的主要反應(yīng)如下
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果1、采用催化氧化工藝處理丙烯酸廢氣，生產(chǎn)過程中無需任何輔助燃料，系統(tǒng)操作簡單、可靠，運(yùn)行費(fèi)用低，無二次污染，且尾氣處理徹底；2、采用蒸汽加熱器、電加熱器加熱的方式進(jìn)行系統(tǒng)升溫開工時，尾氣處理過程為無火焰燃燒，可布置在防爆生產(chǎn)場合；3、采用高效熱管換熱器、焊接板式換熱器和翅片管換熱器回收反應(yīng)熱以加熱進(jìn)料廢氣，正常運(yùn)行過程中無需附加燃料；4、非常寬廣的操作范圍，可保證丙烯酸尾氣中有機(jī)物含量變化時，系統(tǒng)能穩(wěn)定操作；5、大尺寸的催化劑，機(jī)械強(qiáng)度高、使用壽命長、阻力降低、無需增壓風(fēng)機(jī)；6、采用矩形催化反應(yīng)器，方便催化劑裝填，減少安裝維修費(fèi)用。


圖1是本發(fā)明丙烯酸廢氣處理工藝流程圖；圖2是本發(fā)明的固定床催化氧化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
如圖1所示，丙烯酸廢氣處理工藝采用催化氧化工藝，其工藝流程為丙烯酸廢氣與所需的經(jīng)過空氣鼓風(fēng)機(jī)1的空氣混合后，經(jīng)廢氣加熱器4加熱后進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器2，進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，將有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，再進(jìn)入蒸汽過熱器3和廢氣加熱器4回收熱量后排入煙囪6。其中，1.0-3.0MPa(G)飽和蒸汽進(jìn)入蒸汽過熱器3，1.0-3.0MPa(G)過熱蒸汽排出蒸汽過熱器3，驅(qū)動丙烯酸裝置空氣壓縮機(jī)透平。開工階段可根據(jù)用戶提供的公用工程條件用開工加熱器5進(jìn)行系統(tǒng)升溫開工。
其中，廢氣加熱器4為焊接板式換熱器或熱管換熱器或翅片管換熱器。開工加熱器5采用蒸汽加熱器、電加熱器、燃油燃燒器或燃?xì)馊紵?。在催化氧化反?yīng)器2入口處設(shè)調(diào)節(jié)反應(yīng)器入口溫度的旁路閥門，在空氣鼓風(fēng)機(jī)1入口處設(shè)控制反應(yīng)器出口溫度的旁路閥門。
催化氧化反應(yīng)器2可采用固定床催化氧化反應(yīng)器。如圖3所示，固定床催化氧化反應(yīng)器由人孔11、人孔12、氣體入口13、氣體出口14及催化劑固定床層15組成。其中，催化劑固定在催化劑固定床層15上，經(jīng)廢氣加熱器4加熱的空氣與丙烯酸廢氣進(jìn)入氣體入口13，催化氧化反應(yīng)后，經(jīng)氣體出口14排出并進(jìn)入蒸汽過熱器3，回收熱量。人孔11與人孔12供維修、清理催化氧化反應(yīng)器時用。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
以下實施例中進(jìn)廢氣加熱器的廢氣條件如下表所示


實施例1丙烯酸廢氣與所需的空氣混合后經(jīng)廢氣加熱器加熱；然后進(jìn)入催化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，采用蜂窩貴金屬催化劑，反應(yīng)壓力為8kPa(G)，反應(yīng)器的入口溫度為300℃，出口溫度為650℃，催化氧化反應(yīng)器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤50mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，進(jìn)入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最后，排入煙囪。采用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉(zhuǎn)化率為90％，丙烯轉(zhuǎn)化率為99％。
實施例2丙烯酸廢氣與所需的空氣混合后經(jīng)廢氣加熱器加熱；然后進(jìn)入催化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，采用蜂窩貴金屬催化劑，反應(yīng)壓力為7kPa(G)，反應(yīng)器的入口溫度為150℃，出口溫度為450℃，催化氧化反應(yīng)器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤80mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，進(jìn)入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最后，排入煙囪。采用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉(zhuǎn)化率為85％，丙烯轉(zhuǎn)化率為98％。
實施例3丙烯酸廢氣與所需的空氣混合后經(jīng)廢氣加熱器加熱；然后進(jìn)入催化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，采用蜂窩貴金屬催化劑，反應(yīng)壓力為5kPa(G)，反應(yīng)器的入口溫度為250℃，出口溫度為520℃，催化氧化反應(yīng)器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤50mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，進(jìn)入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最后，排入煙囪。采用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉(zhuǎn)化率為90％，丙烯轉(zhuǎn)化率為99％。
實施例4丙烯酸廢氣與所需的空氣混合后經(jīng)廢氣加熱器加熱；然后進(jìn)入催化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，采用蜂窩貴金屬催化劑，反應(yīng)壓力為10kPa(G)，反應(yīng)器的入口溫度為200℃，出口溫度為450℃，催化氧化反應(yīng)器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤60mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，進(jìn)入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最后，排入煙囪。采用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉(zhuǎn)化率為87％，丙烯轉(zhuǎn)化率為98％。
實施例5丙烯酸廢氣與所需的空氣混合后經(jīng)廢氣加熱器加熱；然后進(jìn)入催化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，采用蜂窩貴金屬催化劑，反應(yīng)壓力為12kPa(G)，反應(yīng)器的入口溫度為250℃，出口溫度為500℃，催化氧化反應(yīng)器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤70mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，進(jìn)入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最后，排入煙囪。采用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉(zhuǎn)化率為85％，丙烯轉(zhuǎn)化率為99％。
實施例6丙烯酸廢氣與所需的空氣混合后經(jīng)廢氣加熱器加熱；然后，進(jìn)入催化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，采用蜂窩陶瓷催化劑，反應(yīng)壓力為15kPa(G)，反應(yīng)器的入口溫度為220℃，出口溫度為540℃，催化氧化反應(yīng)器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤50mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，進(jìn)入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最后，排入煙囪。采用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉(zhuǎn)化率為90％，丙烯轉(zhuǎn)化率為99％。
實施例7丙烯酸廢氣與所需的空氣混合后經(jīng)廢氣加熱器加熱；然后，進(jìn)入催化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，采用蜂窩陶瓷催化劑，反應(yīng)壓力為9kPa(G)，反應(yīng)器的入口溫度為250℃，出口溫度為600℃，催化氧化反應(yīng)器出口尾氣中甲醛≤20mg/Nm3，乙醛≤80mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，進(jìn)入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最后，排入煙囪。采用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉(zhuǎn)化率為90％，丙烯轉(zhuǎn)化率為99％。
實施例8丙烯酸廢氣與所需的空氣混合后經(jīng)廢氣加熱器加熱；然后，進(jìn)入催化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，采用蜂窩陶瓷催化劑，反應(yīng)壓力為6kPa(G)，反應(yīng)器的入口溫度為300℃，出口溫度為620℃，催化氧化反應(yīng)器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤60mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，進(jìn)入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最后，排入煙囪。采用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉(zhuǎn)化率為90％，丙烯轉(zhuǎn)化率為98.5％。
實施例9丙烯酸廢氣與所需的空氣混合后經(jīng)廢氣加熱器加熱；然后，進(jìn)入催化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，采用蜂窩陶瓷催化劑，反應(yīng)壓力為4kPa(G)，反應(yīng)器的入口溫度為350℃，出口溫度為700℃，催化氧化反應(yīng)器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤80mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，進(jìn)入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最后，排入煙囪。采用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉(zhuǎn)化率為90％，丙烯轉(zhuǎn)化率為99％。
實施例10丙烯酸廢氣與所需的空氣混合后經(jīng)廢氣加熱器加熱；然后，進(jìn)入催化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，采用蜂窩陶瓷催化劑，反應(yīng)壓力為4kPa(G)，反應(yīng)器的入口溫度為400℃，出口溫度為680℃，催化氧化反應(yīng)器出口尾氣中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤60mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，進(jìn)入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量；最后，排入煙囪。采用以上工藝處理丙烯酸廢氣，丙烯酸廢氣轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，其中，丙烷轉(zhuǎn)化率為85％，丙烯轉(zhuǎn)化率為98.5％。
某公司丙烯酸及酯裝置廢氣處理系統(tǒng)2005年3月31日一次投料開車成功，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，丙烯酸廢氣經(jīng)本裝置處理后排出界區(qū)的廢氣達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。丙烯酸廢氣處理系統(tǒng)的開車成功，替代了原有的渣油熱力焚燒系統(tǒng)，每年可節(jié)省渣油2300噸，并可將13噸/時、2.5MPa(G)、220℃的飽和蒸汽過熱到280℃以上，用于透平機(jī)的運(yùn)行動力。
權(quán)利要求
1.一種丙烯酸廢氣處理工藝，其特征在于采用催化氧化工藝，其工藝流程為丙烯酸廢氣與來自空氣鼓風(fēng)機(jī)的空氣混合加熱后，進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，將有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，催化氧化反應(yīng)采用蜂窩陶瓷或蜂窩貴金屬催化劑，反應(yīng)壓力為0～15kPa，反應(yīng)溫度為100～720℃。
2.按權(quán)利要求1所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特征在于所述的催化氧化反應(yīng)器入口溫度為150～450℃，反應(yīng)器出口溫度為350～750℃。
3.按權(quán)利要求2所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特征在于所述的催化氧化反應(yīng)器入口溫度為300℃，反應(yīng)器出口溫度為720℃以下。
4.按權(quán)利要求1所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特征在于所述的催化氧化反應(yīng)器可采用固定床催化氧化反應(yīng)器。
5.按權(quán)利要求1所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特征在于丙烯酸廢氣與空氣混合后，經(jīng)廢氣加熱器加熱到催化劑起燃溫度后進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器。
6.按權(quán)利要求5所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特征在于所述的廢氣加熱器為焊接板式換熱器或熱管換熱器或翅片管換熱器。
7.按權(quán)利要求1所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特征在于所述的催化氧化工藝采用蒸汽加熱器、電加熱器、燃油燃燒器、燃?xì)馊紵鬟M(jìn)行系統(tǒng)升溫開工。
8.按權(quán)利要求1所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特征在于丙烯酸廢氣進(jìn)行催化氧化反應(yīng)后，進(jìn)入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量。
9.按權(quán)利要求8所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特征在于1.0～3.0MPa飽和蒸汽進(jìn)入所述的蒸汽過熱器，1.0～3.0MPa過熱蒸汽排出所述的蒸汽過熱器，驅(qū)動丙烯酸裝置空氣壓縮機(jī)透平。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酸廢氣處理工藝，其特征在于在所述催化氧化反應(yīng)器入口處有一調(diào)節(jié)反應(yīng)器入口溫度的旁路閥門，在所述空氣鼓風(fēng)機(jī)入口處有一控制反應(yīng)器出口溫度的旁路閥門。
全文摘要
本發(fā)明公開一種丙烯酸廢氣處理工藝，適用于處理丙烯酸裝置排出的丙烯酸廢氣。丙烯酸廢氣處理采用催化氧化工藝，丙烯酸廢氣與所需的空氣混合后經(jīng)廢氣加熱器加熱后進(jìn)入催化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，將有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水后進(jìn)入蒸汽過熱器和廢氣加熱器回收熱量后排入煙囪。本發(fā)明無需任何輔助燃料、工藝簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、無二次污染、尾氣處理徹底。
文檔編號B01D53/86GK1903413SQ20051002817
公開日2007年1月31日 申請日期2005年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月27日
發(fā)明者趙小平, 魏立林, 高軍, 劉利, 鞏傳志, 劉學(xué)線 申請人:上海東化環(huán)境工程有限公司