工業(yè)尾氣能量回收的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種工業(yè)尾氣能量回收的方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中能耗較高的問題。本發(fā)明通過采用一種工業(yè)尾氣能量回收的方法，有機物和有害物濃度為10～8000PPM的工業(yè)尾氣經(jīng)過催化處理后，將尾氣中的所述有機物和有害物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，經(jīng)過催化處理后的尾氣進入膨脹機，將尾氣在催化處理過程中產(chǎn)生的熱能通過膨脹機一次膨脹轉(zhuǎn)化為機械能作為空壓機的部分動力驅(qū)動空壓機以降低空壓機的電力消耗，空壓機動力不足部分由電動機補充，經(jīng)過能量回收后的尾氣從膨脹機出口排出的技術(shù)方案較好地解決了上述問題，可用于工業(yè)尾氣能量回收中。
【專利說明】工業(yè)尾氣能量回收的方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種工業(yè)尾氣能量回收的方法，尤其是化工裝置(如苯酚丙酮生產(chǎn)裝置)氧化尾氣能量回收的方法。
技術(shù)背景
[0003]隨著人們對能源消耗和環(huán)保提出日益增高的要求，工業(yè)尾氣的處理引起越來越多的重視。尤其是化工行業(yè)的工業(yè)尾氣，一般都含有有機物和有毒有害物質(zhì)，如果直接排放大氣，勢必會造成環(huán)境污染，而且造成資源浪費。但是如果對其加以回收利用，就必須得出去其中夾帶的雜質(zhì)。比如說，目前國內(nèi)苯酚丙酮生產(chǎn)裝置尾氣中大多含有異丙苯，甲醇，丙酮，甲烷，非芳烴等有毒有害物質(zhì)，嚴重污染了環(huán)境，傳統(tǒng)的有機廢氣凈化方法包括洗滌、吸附法、冷凝法和直接燃燒法等，這些方法常有易產(chǎn)生二次污染、處理效率低、能耗大、易受有機廢氣濃度和溫度限制等缺點。
[0004]CN 200910081333.0中涉及了氧化尾氣處理工藝，其工藝采用催化劑處理尾氣，使尾氣達標后直接排放，并沒有進行能量回收。
[0005]CN 200810039311.3中涉及了一種苯酚丙酮裝置尾氣的催化氧化處理工藝，其氧化尾氣處理采用催化氧化工藝技術(shù)，將苯酚丙酮裝置氧化尾氣所含微量有機物和有害物經(jīng)催化轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，但處理后的高溫高壓尾氣僅僅用于加熱入口待處理的氧化尾氣，換熱后的高溫高壓尾氣也直接通過排放筒排入大氣，同樣不回收其能量。
[0006]CN 200910032946.5中公開了處理大氣量工業(yè)廢氣中有機物的方法，采用對工業(yè)尾氣進行洗滌處理、后進行膨脹作功；作功后的氣體進入吸附床進行吸附處理與解吸，解吸后的氣體在催化劑的存在下進行催化燃燒，燃燒后的工業(yè)廢氣經(jīng)過堿洗處理，去除尾氣中含有的含鹵素化合物，由于先膨脹作功后催化處理，尾氣中的微量有害物容易腐蝕損害膨脹機，工藝流程不合理；而且催化燃燒僅能處理有機物含量為20?999PPM的工業(yè)廢氣，處理范圍小。另外，二次膨脹存在設(shè)備數(shù)目多，工程建設(shè)投資大，日常運行費用高等問題。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中能耗較高的問題，提供一種新的工業(yè)尾氣能量回收的方法。該方法用于中工業(yè)尾氣能量回收，具有能耗較低、投資較小的優(yōu)點。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種工業(yè)尾氣能量回收的方法，有機物和有害物濃度為10?8000PPM的工業(yè)尾氣經(jīng)過催化處理后，將尾氣中的所述有機物和有害物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，經(jīng)過催化處理后的尾氣進入膨脹機，將尾氣在催化處理過程中產(chǎn)生的熱能通過膨脹機一次膨脹轉(zhuǎn)化為機械能作為空壓機的部分動力驅(qū)動空壓機以降低空壓機的電力消耗，空壓機動力不足部分由電動機補充，經(jīng)過能量回收后的尾氣從膨脹機出口排出。
[0010]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，尾氣中有機物和有害物濃度為1000-3000PPM。
[0011]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述催化處理過程為所述尾氣在催化劑的存在下發(fā)生催化氧化，將尾氣中夾帶的有機物、有害物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，所述催化劑選自鉬、鈀任意一種或鉬鈀二種組合的貴金屬蜂窩催化劑。
[0012]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述經(jīng)過催化處理后進入膨脹機的尾氣操作壓力以表壓計為0.02-4.0OMPa，優(yōu)選范圍為0.10-0.80MPa ;排出膨脹機的尾氣的操作壓力以表壓計為0.000-0.080MPa，優(yōu)選范圍為0.000-0.0OlMPa0
[0013]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述進入膨脹機的尾氣操作溫度在O-800°C之間，優(yōu)選范圍為100-400°C之間；排出膨脹機的尾氣操作溫度在O-300°C之間，優(yōu)選范圍為10-100°C之間。
[0014]本發(fā)明將苯酚丙酮裝置催化氧化后的氧化尾氣送入一次膨脹機做功，氧化尾氣的熱能轉(zhuǎn)化為機械能作為部分空壓機的動力用于驅(qū)動空壓機，可降低空壓機20-25%的電耗，降低苯酚丙酮裝置能耗6.35kg標油/噸產(chǎn)品，取得了較好的技術(shù)效果。
[0015]下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的闡述，但不僅限于本實施例。
[0016]
【具體實施方式】
[0017]【實施例1】` 苯酚丙酮裝置的生產(chǎn)規(guī)模為35萬噸/年，其中氧化單元的尾氣中大多含有異丙苯、甲醇、丙酮、甲烷、非芳烴等有機物和有害物。正常生產(chǎn)時，空壓機由膨脹機和電動機共同驅(qū)動?？諌簷C的軸功率為7070KW，空壓機配套電動機需要消耗電力7940KW。采用本發(fā)明的一次膨脹工藝驅(qū)動空壓機，送入催化處理的氧化尾氣所含微量有機物和有害介質(zhì)濃度為3000PPM，經(jīng)過催化氧化后進入膨脹機的氧化尾氣操作壓力為0.12MPaG，排出膨脹機的氧化尾氣操作壓力為0.0005MPaG，進入膨脹機的氧化尾氣操作溫度為120°C，排出膨脹機的氧化尾氣操作溫度為90°C，膨脹機可輸出功率1600KW，電動機通過變頻器調(diào)節(jié)僅輸出功率6340KW,從而降低空壓機20.15%電耗，降低苯酚丙酮裝置能耗6.35kg標油/噸產(chǎn)品。
[0018]【實施例2】
苯酚丙酮裝置的生產(chǎn)規(guī)模為40萬噸/年，正常生產(chǎn)時，空壓機由膨脹機和電動機共同驅(qū)動?？諌簷C的軸功率為8080KW，空壓機配套電動機需要消耗電力8960KW。采用本發(fā)明的一次膨脹工藝驅(qū)動空壓機，送入催化處理的氧化尾氣所含微量有機物和有害介質(zhì)濃度為1000PPM，經(jīng)過催化氧化后進入膨脹機的氧化尾氣操作壓力為3.8MPaG，排出膨脹機的氧化尾氣操作壓力為0.0SMPaG，進入膨脹機的氧化尾氣操作溫度為800°C，排出膨脹機的氧化尾氣操作溫度為300°C，膨脹機可輸出功率1830KW，電動機通過變頻器調(diào)節(jié)僅輸出功率7130KW，從而降低空壓機20.42%電耗，降低苯酚丙酮裝置能耗6.35kg標油/噸產(chǎn)品。
[0019]【實施例3】
苯酚丙酮裝置的生產(chǎn)規(guī)模為40萬噸/年，正常生產(chǎn)時，空壓機由膨脹機和電動機共同驅(qū)動。空壓機的軸功率為8080KW，空壓機配套電動機需要消耗電力8960KW。采用本發(fā)明的一次膨脹工藝驅(qū)動空壓機，送入催化處理的氧化尾氣所含微量有機物和有害介質(zhì)濃度為8000PPM，經(jīng)過催化氧化后進入膨脹機的氧化尾氣操作壓力為0.80MPaG，排出膨脹機的氧化尾氣操作壓力為0.0lMPaG，進入膨脹機的氧化尾氣操作溫度為390°C，排出膨脹機的氧化尾氣操作溫度為95°C，膨脹機可輸出功率2200KW，電動機通過變頻器調(diào)節(jié)僅輸出功率6760KW，從而降低空壓機24.55%電耗。
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)尾氣能量回收的方法，有機物和有害物濃度為10?8000PPM的工業(yè)尾氣經(jīng)過催化處理后，將尾氣中的所述有機物和有害物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，經(jīng)過催化處理后的尾氣進入膨脹機，將尾氣在催化處理過程中產(chǎn)生的熱能通過膨脹機一次膨脹轉(zhuǎn)化為機械能作為空壓機的部分動力驅(qū)動空壓機以降低空壓機的電力消耗，空壓機動力不足部分由電動機補充，經(jīng)過能量回收后的尾氣從膨脹機出口排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述工業(yè)尾氣能量回收的方法，其特征在于所述尾氣中有機物和有害物濃度為1000?3000PPM。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述工業(yè)尾氣能量回收的方法，其特征在于所述催化處理過程為所述尾氣在催化劑的存在下發(fā)生催化氧化，將尾氣中夾帶的有機物、有害物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，所述催化劑選自鉬、鈀任意一種或鉬鈀二種組合的貴金屬蜂窩催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述工業(yè)尾氣能量回收的方法，其特征在于所述經(jīng)過催化處理后進入膨脹機的尾氣操作壓力以表壓計為0.02?4.0OMPa，排出膨脹機的尾氣的操作壓力以表壓計為 0.000 ?0.080MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述工業(yè)尾氣能量回收的方法，其特征在于所述進入膨脹機的尾氣操作溫度在O?800°C之間，排出膨脹機的尾氣操作溫度在O?300°C之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述工業(yè)尾氣能量回收的方法，其特征在于所述經(jīng)過催化處理后進入膨脹機的尾氣操作壓力以表壓計為0.10?0.80MPa，排出膨脹機的尾氣的操作壓力以表壓計為 0.000 ?0.0OlMPa0
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述工業(yè)尾氣能量回收的方法，其特征在于所述進入膨脹機的尾氣操作溫度在100?400°C之間，排出膨脹機的尾氣操作溫度在10?100°C之間。
【文檔編號】B01D53/86GK103446880SQ201310411664
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】楊軍, 姜瀛娟, 馬輝, 何琨 申請人:中石化上海工程有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司