一种高浓度有机废气的催化燃烧处理方法技术

本发明专利技术提出了一种高浓度有机废气的催化燃烧处理方法，包括（a）高浓度有机废气不设引风机，高浓度有机废气管路出口与空气混合罐连通，空气混合罐设置空气入口和混合废气出口；（b）空气混合罐的混合废气出口管路设置引风机，将混合了空气的高浓度有机废气引入催化燃烧反应系统；（c）催化燃烧反应系统设置换热器、加热器和催化燃烧反应器。本发明专利技术方法流程简单、投资省、净化效果好、经济效益高、装置安全稳定、不影响排气装置正常操作，是一种不增加有机废气排气量的催化燃烧处理方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别是储罐排放有机废气的催化燃烧处理方法，特别是储罐排放高浓度有机废气的催化燃烧处理方法。
技术介绍
在某些石油化工行业的生产过程中，会排放出高浓度的有机废气，这种废气的组成以有机组分为主，比如苯、环己烷、二甲苯等，废气的总烃浓度在几千到几十万mg/m3之间，废气的来源如各种储罐排放的有机废气，一些工业装置排放的有机废气等。这些废气如果不经处理直接排放，不仅会违反国家环保法规，而且这些有害物质在装置区的弥漫扩散，又严重地损害企业职工的身体健康，甚至危及生命。因此，对这类高浓度废气必须采取有效的治理手段。·对此类高浓度废气的处理，催化燃烧是一种有效的处理手段。但储罐及多数排放有机废气的工业装置均是常压排气，虽然催化燃烧过程的压降较小，但仍需要引风设备将有机废气引入催化燃烧装置。对于排气量不稳定的储罐来说，不可能控制引风设备的引气量正好等于储罐的排气量，通常情况下是引风设备的引气量大于储罐的排气量，这就会造成储罐的强制排气发生，即储罐不需要排气时，也会有气体排出，这就造成了储罐内有机物的强制挥发，一方面物料损失增加，另一方面催化燃烧的负荷增加。在采用传统的催化燃烧法处理高浓度有机废气时，从安全考虑，要控制有机物浓度低于25%的爆炸下限；此外，由于有机组分的催化燃烧反应放热较高，直接采用催化燃烧时，会导致催化燃烧反应器的出口温度超高，超出了反应器和催化剂的承受温度，给装置带来安全隐患或者造成装置停车。因此催化燃烧处理时，需要添加适量的稀释空气来降低废气浓度，保证安全，降低反应器的出口温度，保护反应器和催化剂，保证装置的稳定运行。空气稀释过程一般需要使用风机将空气和有机废气引入系统中，引入稀释空气的风机一般有两种设置方式，一是设置一个风机，将有机废气和空气共同引入风机；二是设置两个风机，空气和有机废气分别通过单独设置的风机引入反应系统。空气引用量一般通过检测催化燃烧反应器入口中有机物浓度或催化燃烧反应器出口与入口的温升控制。无论采用哪种方式，都存在对密闭装置的强制排气效果，以及稀释空气流量调节不灵活的问题。CN200310104990. 5公开了一种高浓度有机废气的净化方法，将废气经过预处理后，由风机增压，经过换热器、电加热器升温，然后进入催化燃烧反应器，反应器出口气进入换热器与废气换热，换热后的废气进一步发生蒸汽或生产热水。该专利的主要特点为进入换热器的反应器出口气设置旁路管线并调整旁路管线的气量，使换热器冷气体出口温度低于设定的反应器入口温度，保持加热器在微加热状态；在电加热器设置旁路管线并调整旁路流量，在明显降低气体通过加热器压降的同时，保持反应器进口温度稳定。该专利技术方法具有装置压力降小，废气处理能力大，操作稳定，换热器、反应器等设备工作温度低，使用寿命长等优点。该方法对有机废气单独设置增压风机，对储罐等密闭装置来说，会造成强制排气使储罐内物料损失加大的问题。CN200620126740. O提出了一种高浓度有机废气催化焚烧系统，包括管道连接的废气进气管、补氧风机、废气预热器、启动加热器、催化反应器、余热锅炉；废气预热器设有二级，补氧风机与废气进气管汇集后接入第一级废气预热器，第一级废气预热器、第二级废气预热器、启动加热器、催化反应器、余热锅炉、第一级废气预热器连接成一烟气循环体，循环风机、启动加热器、催化反应器、第二级废气预热器、循环风机组成内循环控温系统，利用循环风机调节循环烟气量来控制催化反应器的反应温度，使催化反应器内温度保持稳定不会超温，确保催化剂的活性，延长催化剂的使用寿命。该方法设置需三个风机，分别是废气进口风机、补氧风机和循环风机，对储罐等密闭装置来说，仍会造成强制排气使储罐内物料损失加大的问题。CN200620119008. O提出了一种高浓度有机废气吸附回收装置，采用活性炭纤维吸附芯和有机蒸汽冷凝器对高浓度有机废气进行回收。CNO1109295. 5提供了一种废气回收方法及其装置，采用洗涤吸收、冻结浓缩、挥发等手段对高浓度废气中的有机组分进行回收。这两件专利采用了吸附、洗涤吸收等手段处理回收高浓度有机废气，相对于上述专利来说，浓度几万mg/m3的有机废气，还不具备回收价值，或者回收价值较低，或者回收的成本较高。
技术实现思路
本专利技术针对储罐等自然排气或排气压力较低的浓度较高的有机废气，提出了一种流程简单、投资省、净化效果好、经济效益高、装置安全稳定、不影响排气装置正常操作、不增加有机废气排气量的催化燃烧处理方法。本专利技术高浓度有机废气的催化燃烧处理方法包括如下内容 Ca)高浓度有机废气不设引风机，高浓度有机废气管路出口与空气混合罐连通，空气混合罐设置空气入口和混合废气出口 ； (b)空气混合罐的混合废气出口管路设置引风机，将混合了空气的高浓度有机废气引入催化燃烧反应系统； (C)催化燃烧反应系统设置换热器、加热器和催化燃烧反应器，换热器采用催化燃烧反应器出口热物流与催化燃烧反应器入口冷物流换热。(d)在催化燃烧反应器正常运行时，引风机的总引风量根据催化燃烧反应器入口有机物浓度进行调节，或者引风机的总引风量根据催化燃烧反应器出口和进口的温度差进行调节。本专利技术方法中，高浓度有机废气一般指有机物浓度为I. 5万 30万mg/m3的有机废气，如具有挥发性有机物料储罐排放废气以及一些工业装置排放的有机废气等。具体如芳烃储罐排放废气、含油污水储罐排放废气、污油储罐排放废气、成品油储罐排放废气、油品脱硫醇装置排放废气、橡胶生产装置排放废气、聚酯装置排放废气、含油污水池排放废气等。对于储罐来说，一般设置安全呼吸阀，保证储罐的安全操作，采用本专利技术方法时，优选将安全呼吸阀套装在排气管路中。本专利技术方法中，空气混合罐为以空气对高浓度有机废气进行稀释的容器，空气混合罐设置高浓度有机废气入口，空气入口和稀释后混合气出口，底部还可以设置液相排放口，排出可能产生的液相。优选设置排气筒与空气混合罐相通，如排气筒设置在空气混合罐的上部，当催化燃烧装置停工检修或发生故障时，有机废气通过排气筒暂时排放，对周围环境影响较小。排气筒的高度根据高浓度有机废气的浓度和种类以及相关环保法规规定的有机物排放强度由本领域技术人员确定。设置与空气混合罐相通的排气筒时，空气入口可以不单独设置，排气筒同时为空气入口，在正常操作时，排气筒为引入空气的通道，非正常操作时，排气筒为有机废气的排空通道。正常操作时，有大量的空气引入空气混合罐中，与有机废气共同引出空气混合罐，因此，不会发生有机废气从空气入口逸散出空气混合罐的现象。优选地，混合气出口在空气混合罐内设置锥形扩散口或套筒形扩散口，高浓度有机废气入口管轴向嵌入锥形扩散口中或套筒形扩散口中，高浓度有机废气入口管与上述两种扩散口之间具有环隙，以增强有机废气的引气效果。本专利技术方法中，当储罐内气相压力超过设定压力时，储罐呼吸阀开启，从罐内排出的气体通过管道进入空气混合罐与空气混合；当储罐内气相压力低于设定压力(负压状态)时,储罐呼吸阀开启，气体混合物从空气混合罐中进入储罐。 本专利技术方法中，排气筒中可以设置吸附剂层或者在空气混罐空气入口位置设置吸附剂层，在正常操作时，对引入的空气进行过滤，非正常操作时，对直接排放的有机废气吸附后排放。吸附剂吸附有机废气后，正常操作时通过长时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高浓度有机废气的催化燃烧处理方法，其特征在于包括如下内容：（a）高浓度有机废气不设引风机，高浓度有机废气管路出口与空气混合罐连通，空气混合罐设置空气入口和混合废气出口；（b）空气混合罐的混合废气出口管路设置引风机，将混合了空气的高浓度有机废气引入催化燃烧反应系统；（c）催化燃烧反应系统设置换热器、加热器和催化燃烧反应器，换热器采用催化燃烧反应器出口热物流与催化燃烧反应器入口冷物流换热；（d）在催化燃烧反应器正常运行时，引风机的总引风量根据催化燃烧反应器入口有机物浓度进行调节，或者引风机的总引风量根据催化燃烧反应器出口和进口的温度差进行调节。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠生，王新，陈玉香，王海波，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：