本发明专利技术涉及一种低温N2O分级混合分解净化系统及方法，所述系统包括至少一个分段式反应塔，所述反应塔自下而上至少包括待处理气进口、第一反应段C1和第二反应段C2，所述待处理气进口与含高浓度N2O的管线相连，在所述含高浓度N2O的管线上还设置有冷空气支管，使所述高浓度N2O先经过冷空气的稀释后，再通过待处理气体进口进入所述反应塔，并通过所述反应塔自下而上进行N2O的脱除反应。采用本发明专利技术的系统及方法，相比于现有技术中在储气装置中用冷空气稀释的情况，能够极大的节省反应器的体积，并且在反应中利用体系自有的热量进行待处理气的预热，达到非常好的热量回收和利用效果，能够满足我国目前对于“碳中和”、“碳达峰”的要求。的要求。的要求。
【技术实现步骤摘要】
一种低温N2O分级混合分解净化系统及方法
[0001]本专利技术涉及化工催化反应领域，尤其涉及一种低温N2O分级混合分解净化系统及方法。
技术介绍
[0002]N2O是第三大温室气体，其温室效应潜值是CO2的310倍，CH4的21倍N2O同时N2O还是平流层中氮氧化物的来源，会导致臭氧层空洞，因而危害环境，成为严重污染环境的气体之一。在己内酰胺和己二酸生产中都会产生含高浓度笑气的尾气，针对这类尾气中笑气的控制与减排已经迫在眉睫。
[0003]目前应用于工业笑气分解主要有氧化物催化剂和分子筛性催化剂，由于笑气分解过程是强放热反应，催化剂床层温度会随着流线方向不断上升，催化剂会出现烧结现象，活性下降明显，严重影响脱除效率。为了降低温升，目前工业装置采用补充空气稀释的方法降低笑气浓度，因此会使废气体积增大3
‑
4倍，反应器体积也随之增大，催化床层压降升高，设备和投资和操作成本提升。因此，开发有效降低稀释空气量的高浓度笑气分解技术是具有市场前景的。
[0004]CN106823719A公开了一种笑气的一体式自热分解系统及方法，包括切断阀、换热器、预热器、反应器和蒸汽发生器；所述切断阀、换热器的冷侧、预热器、反应器、蒸汽发生器和换热器的热侧依次串联构成串联通路；所述蒸汽发生器的连通于所述串联通路中的部分为其管程部分；所述换热器的热侧出口与大气连通；所述串联通路上，所述预热器的路段两端并联了设置有预热器旁路阀的旁路。本专利技术创造能够在处理高浓度笑气的同时降低反应出口温度、副产高品位蒸汽，降低系统对材料的要求，从而降低建设成本与维护成本，还具有良好的操作弹性与调节性能。但该系统及方法，仍然需要先对笑气进行稀释，现有技术中稀释的倍数不低于待处理气体体积的4倍，导致脱除工艺占用空间大，设备维护成本高，存在安全隐患。
[0005]因此，如何能够在低温环境下、并且在不过分稀释含高浓度笑气的尾气的基础上，对含笑气的尾气进行有效处理，成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0006]为解决前述缺陷，本专利技术提供一种低温N2O分级混合分解净化系统，包括至少一个分段式反应塔，所述反应塔自下而上至少包括待处理气进口、第一反应段C1和第二反应段C2，所述待处理气进口与含高浓度N2O的管线相连，在所述含高浓度N2O的管线上还设置有冷空气支管，使所述高浓度N2O先经过冷空气的稀释后，再通过待处理气体进口进入所述反应塔，并通过所述反应塔自下而上进行N2O的脱除反应。
[0007]进一步地，所述含高浓度N2O的管线在进入所述反应塔前先经过预热。
[0008]进一步地，所述第一反应段包括自下而上设置的第一分散器和第一催化剂床层，待处理气体先经过所述第一分散器使其均匀的进入所述反应塔，然后再通过所述第一催化
剂床层进行N2O的脱除反应。
[0009]进一步地，通过所述第一反应段后，待处理气体的温度升高，在所述第一反应段与所述第二反应段之间设置有第一连接段，所述第一连接段与第一物料补充管线进口连接；所述第一物料补充管线进口与所述含高浓度N2O的管线相连，优选地，所述第一物料补充管线进口上还单独设置有冷空气补充管线。
[0010]进一步地，经过所述第一反应段处理后的待处理气体，通过与所述第一物料补充管线进口供给的物料充分混合后，再经过设置于所述第二反反应段自下而上设置的第二分散器均匀分散后，再通过所述第一换热器使物料达到反应温度后，继续在第二催化剂床层进行N2O的脱除反应。
[0011]进一步地，经过第二次N2O的脱除反应后的气体，如达到排放指标，则通过所述反应塔顶部的气体出口连接的管线输送到预热器用于对待反应气体进行预热，再经过余热锅炉对气体中的热量做进一步的回收，达到排放标准的气体直接进行排放。
[0012]进一步地，经过第二次N2O的脱除反应后的气体，如未达到排放指标，则所述反应塔还进一步包括第三反应段(C3)，所述第三反应段自下而上依次包括第二连接段、第三分散器、第二换热器和第三催化反应段，其中，所述第二连接段与第二物料补充管线进口连接，所述第二物料补充管线与所述含高浓度N2O的管线相连，优选地，所述第二物料补充管线进口上还单独设置有冷空气补充管。
[0013]进一步地，经过所述第二反应段处理后的待处理气体，通过与所述第二物料补充管线进口供给的物料充分混合后，再经过设置于所述第三反应段自下而上设置的第三分散器均匀分散后，再通过所述第二换热器使物料达到反应温度后，继续在第三催化剂床层进行N2O的脱除反应。
[0014]进一步地，经过第三次N2O的脱除反应后的气体，如达到排放指标，则通过所述反应塔顶部的气体出口连接的管线输送到预热器用于对待反应气体进行预热，再经过余热锅炉对气体中的热量做进一步的回收，达到排放标准的气体直接进行排放。
[0015]进一步地，经过第三次N2O的脱除反应后的气体，如未达到排放指标，则所述反应塔还进一步包括第四反应段、和/或第五反应段、和/或第六反应段、
……
、直到处理后的气体达到排放指标。
[0016]进一步地，为了实现N2O的彻底处理，也可以将所述分段式反应塔进行串联，使待处理气体依次通过串联设置的各个分段式反应塔；优选地，各个分段式反应塔之间依据需要设置若干个预热装置。
[0017]本专利技术还提供一种利用前述系统进行的N2O分级混合分解方法，包括，基于分段式反应塔的设置情况，计算待处理气进口处N2O的浓度，通过调整所述高浓度N2O的管线中的供气量和所述冷空气支管中的供气量，使所述待处理气进口处的N2O浓度达到起始值；
[0018]所述待处理气经过预热器后，达到反应脱除反应温度后，进入所述段式反应塔的第一反应段，在所述第一分散器先进行均匀分散后，在所述第一催化反应段进行第一次催化脱除反应，反应后的气体由于反应放热而温度升高；
[0019]经过第一反应段处理后的气体，在第一连接段与来自第一物料补充管线的稀释后的N2O混合后，实现N2O浓度的降低和温度的降低，再经过所述第二分散器先进行均匀分散后，在第一换热器进行升温到脱除反应温度后，在所述第二催剂床层进行N2O的脱除反应。
[0020]进一步地，经过第二反应段处理后的气体，如达到排放标准，则经过所述分段式反应塔顶部的气体出口连接的管线输送到预热器用于地待反应气体进行预热，再经过余热锅炉对气体中的热量做进一步的回收，达到排放标准的气体直接进行排放。
[0021]进一步地，经过第二次N2O的脱除反应后的气体，如未达到排放指标，则继续重复N2O的脱除反应，直到待处理气体达到排放标准为止。
[0022]在本专利技术中，催化剂可以选用分子筛基的催化剂，亦可以选择钙钛矿、晶红石等复合氧化物催化剂，亦可以选择金属负载型催化剂等，凡是能够起到笑气脱除功能的催化剂，均可以适用于本专利技术的系统及方法。
[0023]本专利技术的有益效果在于：
[0024]1、本专利技术颠覆性的改进了含笑气尾气的脱除处理工艺，基于本专利技术脱除工艺对尾气进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低温N2O分级混合分解净化系统，其特征在于，包括至少一个分段式反应塔，所述反应塔自下而上至少包括待处理气进口、第一反应段C1和第二反应段C2，所述待处理气进口与含高浓度N2O的管线相连，在所述含高浓度N2O的管线上还设置有冷空气支管，使所述高浓度N2O先经过冷空气的稀释后，再通过待处理气体进口进入所述反应塔，并通过所述反应塔自下而上进行N2O的脱除反应。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述含高浓度N2O的管线在进入所述反应塔前先经过预热。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述第一反应段包括自下而上设置的第一分散器和第一催化剂床层，待处理气体先经过所述第一分散器使其均匀的进入所述反应塔，然后再通过所述第一催化剂床层进行N2O的脱除反应。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，通过所述第一反应段后，待处理气体的温度升高，在所述第一反应段与所述第二反应段之间设置有第一连接段，所述第一连接段与第一物料补充管线进口连接；所述第一物料补充管线进口与所述含高浓度N2O的管线相连，优选地，所述第一物料补充管线进口上还单独设置有冷空气补充管线。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，经过所述第一反应段处理后的待处理气体，通过与所述第一物料补充管线进口供给的物料充分混合后，再经过设置于所述第二反反应段自下而上设置的第二分散器均匀分散后，再通过所述第一换热器使物料达到反应温度后，继续在第二催化剂床层进行N2O的脱除反应。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，经过第二次N2O的脱除反应后的气体，如达到排放指标，则通过所述反应塔顶部的气体出口连接的管线输送到预热器用于对待反应气体进行预热，再经过余热锅炉对气体中的热量做进一步的回收，达到排放标准的气体直接进行排放。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，经过第二次N2O的脱除反应后的气体，如...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈标华，
申请(专利权)人：北京华普蓝天环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。