專利名稱：：烴類合成橡膠裝置尾氣的催化氧化處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種在工業(yè)生產(chǎn)烴類合成橡膠過程中尾氣的催化氧化處理工藝。技術(shù)背景烴類合成橡膠主要指使用烴為單體或溶劑進(jìn)行合成的橡膠，例如順丁橡膠、異戊橡膠、丁苯橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠等。烴類合成橡膠尾氣的主要成分為氮氣、氧氣及水蒸汽，同時含有一定量污染環(huán)境的烴類有害成分。由于烴類合成橡膠裝置尾氣有機(jī)物濃度低、流量大，釆用一般尾氣處理工藝不能滿足環(huán)保要求。目前烴類合成橡膠裝置尾氣一般采用煙囪高點直接排放，烴類有害成分對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。另外也有部分烴類合成橡膠裝置采用熱氧化法如熱力焚燒工藝和蓄熱式熱氧化工藝來處理尾氣，但熱力焚燒工藝和蓄熱式熱氧化工藝的缺點是需消耗大量的燃料，運行成本較高，且焚燒排氣量較大，熱氧化過程中會有部分氮氣被氧化成氮氧化物，造成二次污染。
發(fā)明內(nèi)容針對直接排放和熱氧化法的上述不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種工藝簡單、系統(tǒng)阻力小、不需加輔助燃料，運行成本低、無二次污染、尾氣處理徹底的烴類合成橡膠裝置尾氣的催化氧化處理工藝。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種烴類合成橡膠裝置尾氣的催化氧化處理工藝，其創(chuàng)新點在于烴類合成橡膠尾氣經(jīng)過增壓風(fēng)機(jī)增壓后，升溫開工時進(jìn)入加熱器預(yù)加熱、或運行中進(jìn)入尾氣換熱器熱交換加熱，加熱到催化劑起燃溫度后，再進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，以鉑、鈀蜂窩催化劑，在壓力030kPa(G)，入口溫度為10065(TC,出口溫度為20075(TC條件下，將有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，最后進(jìn)入尾氣換熱器回收熱量后經(jīng)煙囪排入大氣。本發(fā)明所述催化氧化反應(yīng)器的入口溫度最好為30(TC;出口溫度最好在50(TC以下。作為本發(fā)明的催化氧化機(jī)理，催化氧化反應(yīng)器中主要發(fā)生了如下化學(xué)反應(yīng)4CmHn+(4m+n)02=4mC02+2nH20+Q所述鉑、鈀蜂窩催化劑指鉑蜂窩金屬催化劑、鈀蜂窩金屬催化劑、鉑蜂窩陶瓷催化劑、鈀蜂窩陶瓷催化劑中的任意一種，或兩種。所述尾氣換熱器為焊接板式換熱器、或熱管換熱器、或翅片管換熱器、或管殼換熱器。所述加熱器為蒸汽加熱器、或電加熱器、或燃油燃燒器、或燃?xì)馊紵鳌Ｋ黾訜崞鞯娜肟谔幱幸徽{(diào)節(jié)催化氧化反應(yīng)器入口溫度的旁路閥門。所述的催化氧化反應(yīng)器釆用固定床催化反應(yīng)器，所述固定床催化反應(yīng)器由二個人孔、氣孔入口、氣體出口及催化劑固定床層組成，所述催化劑固定床位于反應(yīng)器中央。本發(fā)明的積極效果是工藝簡單，將烴類合成橡膠裝置尾氣中有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，無二次污染，尾氣處理徹底，檢測結(jié)果完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)保控制要求；另外，本發(fā)明具有非常寬廣的操作范圍，可保證烴類合成橡膠尾氣中有機(jī)物含量變化時，系統(tǒng)能穩(wěn)定搡作；釆用的催化劑，機(jī)械強(qiáng)度高、使用壽命長、阻力??；最后，本發(fā)明釆用高效熱管換熱器、焊接板式換熱器、管殼式換熱器和翅片管換熱器回收反應(yīng)熱以加熱進(jìn)料尾氣，正常運行過程中無需附加燃料。圖l為本發(fā)明工藝流程圖；圖2為催化氧化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.-增壓風(fēng)機(jī)；2.-催化氧化反應(yīng)器；3.-尾氣換熱器；4.-加熱器；5.-煙囪；6、7.-人孔；8.-氣體入口；9.-氣體出口；10.-催化劑固定床層。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的工藝作進(jìn)一步的闡述。工藝流程圖示于圖l，催化氧化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)如圖2所示，由圖可見，烴類合成橡膠裝置尾氣的催化氧化處理工藝流程，其特征在于烴類合成橡膠尾氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)1增壓后，升溫開工時進(jìn)入加熱器4預(yù)加熱、或運行中進(jìn)入尾氣換熱器3熱交換加熱，加熱到催化劑起燃溫度后，再從氣體入口8進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器2進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，所述催化氧化反應(yīng)器2的催化劑固定床層10中置有鉑、鈀蜂窩催化劑，在壓力0~30kPa(G)，入口溫度為100~650°C，出口溫度為200~750'C條件下，將有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，最后經(jīng)氣體出口9進(jìn)入尾氣換熱器3，回收熱量后從煙囪5排入大氣。圖2中人出入孔6和7是供人員進(jìn)出催化氧化反應(yīng)器2維修、清理內(nèi)部結(jié)構(gòu)時用。所述鉑、鎧蜂窩催化劑指鉑蜂窩金屬催化劑、鈀蜂窩金屬催化劑、鉑蜂窩陶瓷催化劑、鈀蜂窩陶瓷催化劑中的任意一種或兩種。所述尾氣換熱器3為焊接板式換熱器、或熱管換熱器、或翅片管換熱器、或管殼換熱器。所述加熱器4為蒸汽加熱器、或電加熱器、或燃油燃燒器、或燃?xì)馊紵?。為確保催化劑不會燒毀、失效，在所述加熱器4的入口處有一調(diào)節(jié)催化氧化反應(yīng)器2入口溫度的旁路閥門。所述的催化氧化反應(yīng)器2采用固定床催化反應(yīng)器，所述固定床催化反應(yīng)器由二個人孔6、7.、氣孔入口8、氣體出口9及催化劑固定床層10組成，所述催化劑固定床10位于催化氧化反應(yīng)器2的中央。實施例1本發(fā)明烴類合成橡膠裝置尾氣的催化氧化處理工藝的尾氣來源于某公司順丁橡膠裝置，工況條件如表l所示。順丁橡膠裝置尾氣經(jīng)過增壓風(fēng)機(jī)增壓后，升溫開工時進(jìn)入加熱器4預(yù)加熱、運行中進(jìn)入尾氣換熱器3熱交換加熱，加熱到入口溫度為260'C，再進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器2進(jìn)行催化氧化反應(yīng)。催化氧化反應(yīng)器2釆用鉑、鈀蜂窩金屬組合催化劑，上述尾氣與空氣在催化氧化反應(yīng)器2中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，保持壓力約為10kPa(G)，出口溫度約為33(TC,將有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，并釋放出大量的熱，尾氣從氣體出口9進(jìn)入尾氣換熱器3回收熱量后，經(jīng)煙囪5排入大氣中。表l某公司順丁橡膠裝置尾氣組成<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>對處理后的排放氣取樣后送入實驗室進(jìn)行檢測，凈化尾氣中非甲烷總烴的含量檢測結(jié)果如表2所示。表2某省環(huán)境監(jiān)測中心站監(jiān)測數(shù)據(jù)和控制指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注排放濃度為多次采樣的平均值。實施例2催化氧化反應(yīng)器2釆用鉑蜂窩金屬催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為5kPa(G)、入口溫度約為130。C、出口溫度約為250。C，其余同實施例1。經(jīng)檢測，凈化尾氣中非甲烷總烴的含量為100mg/m3，達(dá)到國家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。實施例3本發(fā)明烴類合成橡膠裝置尾氣的催化氧化處理工藝的尾氣來源于某公司異戊橡膠裝置，該尾氣經(jīng)分子篩吸附床吸附濃縮后，工況條件如表3所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>催化氧化反應(yīng)器2釆用鈀蜂窩金屬催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為8kPa(G)、入口溫度約為1WC、出口溫度約為300°C，其余同實施例1。經(jīng)檢測，凈化尾氣中非甲烷總烴的含量為90mg/m3，達(dá)到囯家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。實施例4催化氧化反應(yīng)器2采用鉑蜂窩金屬催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為10kPa(G)、入口溫度約為260。C、出口溫度約為400。C，其余同實施例3。經(jīng)檢測，凈化尾氣中非甲烷總烴的含量為70mg/m3,達(dá)到國家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。實施例5本發(fā)明烴類合成橡膠裝置尾氣的催化氧化處理工藝的尾氣來源于某公司丁苯橡膠裝置，工況條件如表4所示。表4某公司丁苯橡膠裝置尾氣組成<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>催化氧化反應(yīng)器2釆用鉑、鈀蜂窩金屬組合催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為15kPa(G)、入口溫度約為300°C、出口溫度約為50(TC，其余同實施例l。經(jīng)檢測，凈化尾氣中非甲烷總烴的含量為55mg/m3，達(dá)到國家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。實施例6催化氧化反應(yīng)器2釆用鉑、鈀蜂窩陶瓷組合催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為18kPa(G)、入口溫度約為380°C、出口溫度約為56(TC，其余同實施例5。經(jīng)檢測，凈化尾氣中非甲烷總烴的含量為64mg/m3，達(dá)到國家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。實施例7本發(fā)明烴類合成橡膠裝置尾氣的催化氧化處理工藝的尾氣來源于某公司乙丙橡膠裝置，該尾氣經(jīng)活性炭吸附床吸附濃縮后，工況條件如表5所示。表5某公司乙丙橡膠裝置尾氣組成組成摩爾百分比(mol%)氮氣72.98氧氣20.25丁二烯0.05~0.40正己烷0,05~0.50水1.23尾氣流量Nm7h170000尾氣溫度'c20尾氣壓力kPa(G)0催化氧化反應(yīng)器2釆用鈀蜂窩陶瓷催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為20kPa(G)、入口溫度約為430°C、出口溫度約為600°C,其余同實施例1。經(jīng)檢測，凈化尾氣中非甲烷總烴的含量為69mg/m3，達(dá)到國家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。實施例8催化氧化反應(yīng)器2釆用鉑蜂窩陶瓷催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為24kPa(G)、入口溫度約為470°C、出口溫度約為6WC,其余同實施例7。經(jīng)檢測，凈化尾氣中非甲烷總烴的含量為73mg/m3，達(dá)到國家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。實施例9本發(fā)明烴類合成橡膠裝置尾氣的催化氧化處理工藝的尾氣來源于某公司順丁橡膠裝置，工況條件如表6所示。催化氧化反應(yīng)器2釆用鈀蜂窩陶瓷催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為28kPa(G)、入口溫度約為53(TC、出口溫度約為67(TC，其余同實施例1。經(jīng)檢測，凈化尾氣中非甲垸總烴的含量為79mg/m3,達(dá)到囯家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。表6某公司丁基橡膠裝置尾氣組成<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>實施例10催化氧化反應(yīng)器2釆用鉑、鈀蜂窩陶瓷組合催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為30kPa(G)、入口溫度約為62(TC、出口溫度約為74(TC,其佘同實施例9。經(jīng)檢測，凈化尾氣中非甲烷總烴的含量為83mg/m3,達(dá)到國家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。某公司烴類合成橡膠廢氣處理裝置2008年建成投入試用后，受中國環(huán)境監(jiān)測總站的委托，某省環(huán)境監(jiān)測中心站按照中國環(huán)境監(jiān)測總站的要求，對烴類合成橡膠廢氣處理裝置進(jìn)行了現(xiàn)場釆樣監(jiān)測驗收，檢測結(jié)果完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)?？刂埔?。權(quán)利要求1、烴類合成橡膠裝置尾氣的催化氧化處理工藝，其特征在于烴類合成橡膠尾氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)(1)增壓后，升溫開工時進(jìn)入加熱器(4)預(yù)加熱、或運行中進(jìn)入尾氣換熱器(3)熱交換加熱，加熱到催化劑起燃溫度后，再進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器(2)進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，所述催化氧化反應(yīng)器(2)的催化劑固定床層(10)中置有鉑、鈀蜂窩催化劑，在壓力0～30kPa(G)，入口溫度為100～650℃，出口溫度為200～750℃條件下，將有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，最后進(jìn)入尾氣換熱器(3)回收熱量后排入大氣。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述烴類合成橡膠裝置尾氣的催化氧化處理工藝，其特征在于所述鉑、鈀蜂窩催化劑是指鉑蜂窩金屬催化劑、鈀蜂窩金屬催化劑、鉑蜂窩陶瓷催化劑、鈀蜂窩陶瓷催化劑中的任意一種或兩種。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述烴類合成橡膠裝置尾氣的催化氧化處理工藝，其特征在于所述尾氣換熱器(3)為焊接板式換熱器、或熱管換熱器、或翅片管換熱器、或管殼換熱器。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述烴類合成橡膠裝置尾氣的催化氧化處理工藝，其特征在于所述加熱器(4)為蒸汽加熱器、或電加熱器、或燃油燃燒器、或燃?xì)馊紵鳌?、根據(jù)權(quán)利要求1所述烴類合成橡膠裝置尾氣的催化氧化處理工藝，其特征在于在所述加熱器(4)的入口處有一調(diào)節(jié)催化氧化反應(yīng)器(2)入口溫度的旁路閥門。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的烴類合成橡膠裝置尾氣處理工藝，其特征在于在所述的催化氧化反應(yīng)器(2)釆用固定床催化反應(yīng)器,所述固定床催化反應(yīng)器由二個人孔、氣孔入口、氣體出口及催化劑固定床層(10)組成，所述催化劑固定床(10)位于反應(yīng)器中央。全文摘要一種烴類合成橡膠裝置尾氣的催化氧化處理工藝，其創(chuàng)新點在于烴類合成橡膠尾氣經(jīng)過增壓風(fēng)機(jī)增壓后，升溫開工時進(jìn)入加熱器預(yù)加熱、或運行中進(jìn)入尾氣換熱器熱交換加熱，加熱到催化劑起燃溫度后，再進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，以鉑、鈀蜂窩催化劑，在壓力0～30kPa(G)，入口溫度為100～650℃，出口溫度為200～750℃條件下，將有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，最后進(jìn)入尾氣換熱器回收熱量后經(jīng)煙囪排入大氣。本發(fā)明的積極效果是工藝簡單，無二次污染，尾氣處理徹底，檢測結(jié)果完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)環(huán)?？刂埔?；系統(tǒng)能在寬廣的操作范圍內(nèi)穩(wěn)定操作；本發(fā)明采用尾氣換熱器回收排放尾氣中的反應(yīng)熱加熱進(jìn)料尾氣，正常運行過程中無需附加燃料。文檔編號B01D53/86GK101596404SQ20091005414公開日2009年12月9日申請日期2009年6月30日優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日發(fā)明者周揚炎,孟艷秋,偉秦,趙小平,高玉明,魏生桂申請人:上海東化環(huán)境工程有限公司