一种利用单活性中心多相催化剂技术治理乙酰呋喃氧化尾气的方法技术

本发明专利技术提供了一种处理乙酰呋喃氧化反应尾气的装置，所述装置包括反应釜，所述反应釜包括内反应室和与内反应室共轴的外反应室，所述内反应室底部与所述外反应室的底部相连通，所述内反应室的顶部设置有尾气进气通道，所述外反应室的顶部设置有气体排出通道，所述反应釜还包括分别设置在内反应室催化剂床和外反应室催化剂床，所述外反应室还包括设置在催化剂床下方的超声装置、NO探测装置和在催化剂床上方沿周向布置的喷淋装置。本发明专利技术具有以下优点：1、本发明专利技术的装置结构简单，极大降低了制造难度和制造成本。2、本发明专利技术的处理方法使NO的还原率在98.5%以上。

A method of using single active center heterogeneous catalyst technology to treat the tail gas of acetylfuran oxidation

【技术实现步骤摘要】
一种利用单活性中心多相催化剂技术治理乙酰呋喃氧化尾气的方法
本专利技术涉及治理乙酰呋喃氧化尾气的
，特别是涉及一种利用单活性中心多相催化剂技术将乙酰呋喃氧化尾气中的一氧化氮废气转化成为氮气和氧气的方法。
技术介绍
乙酰呋喃氧化反应过程是制备第二代头孢菌素类抗生素头孢呋辛的重要中间体—呋喃铵盐（SMIA）产品的一步重要的化学反应。在此反应过程中，由于化工制备工艺的需要，过程中会产生大量的含有一氧化氮的尾气。一氧化氮对人体和微生物环境具有很强的危害性，如何有效地吸收处理一氧化氮气体，对环境的保护以及工艺的安全性具有重要的意义。目前工业上所采用的生产工艺中均存在一氧化氮处理不尽合理，由一氧化氮而导致的“黄龙”废气外排现象，对环境危害大。国内现有的生产工艺多采用水洗收和酸碱液体吸收的技术，吸收过程不能全部将一氧化氮除尽，又产生大量废稀硝酸、硝酸钠等难以处理的物料，造成二次污染。上述技术显然存在亟待解决的问题。因此，目前需要本领域技术人员迫切解决的技术问题就是：急需开发无环境污染、无腐蚀的新型固体催化剂，并利用此类催化剂开发出在温和条件下，符合绿色环保理念的治理呋喃铵盐氧化尾气的新工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种处理乙酰呋喃氧化反应尾气的装置，所述装置包括反应釜，所述反应釜包括内反应室和与内反应室共轴的外反应室，所述内反应室底部与所述外反应室的底部相连通，所述内反应室的顶部设置有尾气进气通道，所述外反应室的顶部设置有气体排出通道，所述反应釜还包括分别设置在内反应室催化剂床和外反应室催化剂床，所述外反应室还包括设置在催化剂床下方的超声装置、NO探测装置和在催化剂床上方沿周向布置的喷淋装置。进一步的，所述装置还包括设置在尾气进气通道上的动力阀，和设置在气体排出通道上的安全阀。进一步的，所述内反应室底部与外反应室底部通过管道连接，所述管道上设置有至少一个排气孔。进一步的，所述排气孔为至少8个，并在所述管道上均匀分布。进一步的，所述内反应室和所述外反应室包括多层催化剂床。进一步的，所述超声装置为不少于三个，并沿内反应室外壁周向均匀布置。进一步的，所述超声装置不少于六个，并沿内反应室外壁周向和外反应室内壁周向成对均匀布置。进一步的，所述装置还包括多个在所述内反应室的催化床下方沿所述内反应室内壁周向均匀布置的超声装置和在内反应室催化剂床上方沿周向布置的多个喷淋装置。一种采用前述装置处理乙酰呋喃氧化反应尾气的方法，包括如下步骤：1）向催化剂床中布置催化剂，所述催化剂为单活性中心多相催化剂；2）通过尾气进气通道向内反应室中通入加压尾气；3）在NO探测装置发出NO探测信号后，开启喷淋装置和超声装置，控制超声装置频率在35-45kHz。进一步的，所述方法还包括在所述气体排出通道施加泵压吸出外反应室内气体的步骤。进一步的，所述催化剂包括H+-ZSM-5、ZSM-11、TAPO-5、MAPO-8、MnⅢALPO-5中的一种以上。进一步的，所述催化剂床的温度设置为10-50℃。本专利技术的反应体系中通过设置内外反应室分层级还原NO，能够极大提高NO的还原率，此外，本专利技术通过实验发现影响NO还原效率的因素包括NO还原后的O2占据了催化剂的活性孔位，且不易脱离，基于此本专利技术通过将二次进气方式变更为从下至上，由于O2的密度高于NO，由此可以使NO优先与外反应室的催化剂的接触，进一步提高NO的还原率。本专利技术意外的发现，对催化剂施加超声空化处理能够极大提高NO的还原率，可能的推测在于，通过超声空化处理使吸附在催化剂活性孔位的O2能够迅速脱附，进而促进NO还原，然而，当超声频率过低时，空化效果不显著，频率过高，则会导致空化泡来不及崩溃而降低空化效果，基于本专利技术的技术方案，将超声装置频率控制在35-45kHz最为适宜。进一步的，将内反应室底部与外反应室底部通过管道连接，并在所述管道上设置有至少一个排气孔能够有效控制反应气体的回流，进一步提高NO的还原效率。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术的装置结构简单，极大降低了制造难度和制造成本。2、本专利技术的处理方法使NO的还原率在98.5%以上。3、本专利技术外反应室内的催化剂可以通过超声空化处理实时再生，省略了停止尾气处理更换催化剂的工序，极大提高了尾气处理能力。附图说明图1本专利技术其中一实施方式的尾气处理装置结构示意图；图2本专利技术另一实施方式的尾气处理装置结构示意图，其中，1外反应室，2内反应室，3尾气进气通道，4气体排出通道，5内反应室催化剂床，6外反应室催化剂床，7超声装置，8管道，9排气孔具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此：实施例1如图1所示，一种处理乙酰呋喃氧化反应尾气的装置，所述装置包括反应釜，所述反应釜包括内反应室和与内反应室共轴的外反应室，所述内反应室底部与所述外反应室的底部相连通，所述内反应室的顶部设置有尾气进气通道，所述外反应室的顶部设置有气体排出通道，所述反应釜还包括分别设置在内反应室催化剂床和外反应室催化剂床，所述外反应室还包括设置在催化剂床下方的超声装置、NO探测装置和在催化剂床上方沿周向布置的3个喷淋装置，所述超声装置有3个并沿内反应室外壁周向成对均匀布置，所述装置还包括设置在尾气进气通道上的动力阀，和设置在气体排出通道上的安全阀。一种采用前述装置处理乙酰呋喃氧化反应尾气的方法，包括如下步骤：1）向催化剂床中布置催化剂，设置催化剂床的温度为50℃，所述催化剂为TAPO-5；2）通过动力阀向尾气进气通道通入尾气进入内反应室；3）在NO探测装置发出NO探测信号后，开启喷淋装置和超声装置，控制超声装置频率在42kHz；4）在所述气体排出通道施加泵压吸出外反应室内气体。经测定，所述外反应室排出的气体中NO的含量为尾气中NO含量的0.15%，NO的还原率为98.5%。实施例2如图2所示，一种处理乙酰呋喃氧化反应尾气的装置，所述装置包括反应釜，所述反应釜包括内反应室和与内反应室共轴的外反应室，所述内反应室底部与所述外反应室的底部相连通，所述内反应室的顶部设置有尾气进气通道，所述外反应室的顶部设置有气体排出通道，所述反应釜还包括分别设置在内反应室催化剂床和外反应室催化剂床，所述外反应室还包括设置在催化剂床下方的超声装置、NO探测装置和在催化剂床上方沿周向布置的4个喷淋装置，所述超声装置有6个并沿内反应室外壁周向和外反应室内壁周向成对均匀布置，所述装置还包括设置在尾气进气通道上的动力阀，和设置在气体排出通道上的安全阀，所述内反应室底部与外反应室底部通过管道连接，所述管道上设置有六个排气孔，所述内反应室催化剂床和所述外反应室催化剂床各三层，内、外反应室的催化剂总量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理乙酰呋喃氧化反应尾气的装置，其特征在于：所述装置包括反应釜，所述反应釜包括内反应室和与内反应室共轴的外反应室，所述内反应室底部与所述外反应室的底部相连通，所述内反应室的顶部设置有尾气进气通道，所述外反应室的顶部设置有气体排出通道，所述反应釜还包括分别设置在内反应室催化剂床和外反应室催化剂床，所述外反应室还包括设置在催化剂床下方的超声装置、NO探测装置和在催化剂床上方沿周向布置的喷淋装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种处理乙酰呋喃氧化反应尾气的装置，其特征在于：所述装置包括反应釜，所述反应釜包括内反应室和与内反应室共轴的外反应室，所述内反应室底部与所述外反应室的底部相连通，所述内反应室的顶部设置有尾气进气通道，所述外反应室的顶部设置有气体排出通道，所述反应釜还包括分别设置在内反应室催化剂床和外反应室催化剂床，所述外反应室还包括设置在催化剂床下方的超声装置、NO探测装置和在催化剂床上方沿周向布置的喷淋装置。


2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置还包括设置在尾气进气通道上的动力阀，和设置在气体排出通道上的安全阀。


3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述内反应室底部与外反应室底部通过管道连接，所述管道上设置有至少一个排气孔。


4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述内反应室和所述外反应室包括多层催化剂床。


5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述超声装置为不少于三个，并沿内反应室外壁周向均匀布置。


6.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞月星，宋道淮，于海林，代建建，
申请(专利权)人：山东金城柯瑞化学有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37