一种用于甲醛生产的节能环保型尾气处理系统及处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工产品生产领域，具体涉及一种用于甲醛生产的节能环保型尾气处理系统及处理方法。
【背景技术】
[0002]目前，工业上生产的甲醛以上都是以甲醇为原料，采用甲醇空气氧化法制得，主要有两种途径，即采取甲醇催化氧化脱氢法和甲醇单纯氧化法，甲醇氧化脱氢和甲醇单纯氧化都以空气中的氧为氧化剂;而甲醇单纯氧化法则采用空气过量的方式;但是，无论采取哪种方法，都有大量的水生成，均以甲醛水溶液为最终产品，含水量常高达50%以上。
[0003]现有技术中，对于制备甲醛的尾气处理需要通过尾气处理器和尾气加热器，尾气加热器是通过蒸汽进行加热，所需蒸汽是由蒸汽包生成的；制备甲醛过程中产生的热水通入蒸汽包，蒸汽包为尾气处理器提供热水，尾气处理器通过燃烧尾气将热水通入蒸汽包，蒸汽包里的大部分蒸汽通过连接的蒸汽分配器分别并联分配至空气加热器和蒸汽加热器，最后进入混合器再利用，但该尾气处理器的尾气处理工艺并不完善，不能有效利用尾气，且不能对尾气进行除杂、吸附等工艺，对环境造成污染程度大，在混合器中，蒸汽的含量过大，对制备甲醛的后续过程也会造成影响，生产成本居高不下。为了提高甲醛生产过程所产生尾气的利用率、降低成产成本，提高资源利用率，提供一种能解决这些问题的工艺是十分必要的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种用于甲醛生产的节能环保型尾气处理系统及处理方法，能有效利用生产甲醛过程中产生的尾气，减少尾气排放量，降低对环境的污染，同时，提高资源利用率，降低生产成本。
[0005]本发明的技术方案如下:
一种用于甲醛生产的节能环保型尾气处理系统，包括尾气锅炉和混合器，在尾气锅炉和混合器之间连接有蒸汽处理装置，用于处理尾气锅炉产生的水蒸气，该蒸汽处理装置由依次串接的蒸汽包、蒸汽分配器和蒸汽加热器构成，其中蒸汽包与尾气锅炉相连接，蒸汽加热器与混合器相连接；尾气锅炉和混合器之间还设有与蒸汽处理装置并联的烟气处理装置;烟气处理装置由依次串接的水洗塔、汽水分离器、鼓风机、烟气加热器和烟气过滤器构成，其中水洗塔通过烟筒与尾气锅炉相连接，烟气过滤器与混合器相连接。
[0006]上述的混合器中包括甲醇气、水蒸气、空气、烟气。
[0007]优选的，上述的鼓风机是罗茨鼓风机，罗茨鼓风机的优点为:
(1)具有稳定的抽速，能迅速排出突然放出的气体，弥补了油封机械栗和扩散栗的不足，在本发明中能迅速排出进入其机体内的烟气，有利于快速进行下一步操作；
(2)设计先进，结构合理，转子间及转子与栗体间均有间隙，互不接触，不用润滑，摩擦损失小，可用较低的动力获得较大的抽速，有显著的节能效果； (3)栗腔内不发生气体压缩，加之运动件之间有间隙，对本发明中来自汽水分离器中的烟气中的灰尘和水蒸汽不敏感，因此可抽出可凝性蒸汽；
(4)无需进排气阀，结构简单，噪声较低，栗腔内运动件互不接触，不易损坏，维护费用低。
[0008]本发明中的烟筒的高度为10-15m，烟筒底部有引风口，引风口处有自动控制阀组，烟筒的高度与水洗塔的高度相适对应，引风口和自动控制阀组的设计有利于调节从烟筒中流出烟气的流速，控制烟气处理进度，从烟筒排出的烟气温度为90-110°C。
[0009]在上述制备甲醛的工艺基础上有以下步骤:
(1)首先将甲醛生产过程中产生的尾气和经过处理的软水在尾气锅炉中混合；
(2))混合后的尾气和软水在尾气锅炉中加热燃烧产生蒸汽和烟气，其中的蒸汽依次经过蒸汽包、蒸汽分配器最后进入混合器;烟气经过烟筒，有体积分数为10%_50%的烟气排入大气，剩余烟气从烟筒依次经过水洗塔、汽水分离器、鼓风机、烟气加热器、烟气过滤器，最后到达混合器；
(3)到达混合器后的蒸汽和烟气作为制备甲醛的原料循环使用。
[0010]本发明的甲醛生产尾气处理方法，通过烟气过滤器处理后的烟气，温度为90-100-C。
[0011]在上述甲醛生产尾气处理方法中，烟气进入混合器后，混合器中的水蒸汽的体积分数为10%。
[0012]本发明的设计重点是:通过对现有工艺的改进，把烟气中有害固体微尘和有害离子除掉，烟气中主要成分是氮气、水蒸汽，还有1-2%的氧气，0.01-0.1%的甲醛气体，0.Ι-Ο.2% 的 CO2 气体，灰尘、铁离子等微尘，而这些固体微尘和有害离子易于腐蚀罗茨鼓风机的辊子，破坏润滑系统，灰尘进入系统后污染催化剂，使原料甲醛的消耗提高。
[0013]在本发明中，各设备的作用和在设备中的工艺要求如下:
(I)水洗塔的作用:主要是洗掉烟气杂质中的微尘，如铁离子，烟气中有体积分数为90%的水蒸气溶于洗涤水，降低了气体的温度;水洗塔中的重点是控制水的质量、均匀分布性及逆向吸收性，烟气经过清洗除去微尘后，烟气在出口的温度为60°C，杂质体积分数低于
0.01%o
[0014](2)汽水分离器:从水洗塔中出来带水的烟气用该设备脱除85-95%以上水分和部分重杂质，其中重杂质为体积大于80目的颗粒，本设备重点为控制罗茨鼓风机的旋转风速及水洗塔中排水口的位置，
工艺要求:离开汽水分离器后烟气的水分含量不大于10%。
[0015](3)烟气加热器:采用组合式加热装置，工艺要求烟气加热器中加热温度为95-110°C，压力为10_40kpa，加热后烟气进入烟气过滤器。
[0016](4)烟气过滤器:过滤掉微尘和水分，过滤过程中，为了提高烟气过滤器的功能，采用切向进入，工艺要求:离开汽水分离器后烟气的水分含量低于5%，超过80目颗粒微尘为零。
[0017]本发明的具体有利效果是:(I)蒸汽方面:在甲醛生产过程中，水蒸气作为原料，每生产I吨要加入250-350公斤水蒸气，造成资源浪费，每吨甲醛可产生的水蒸气压力为0.4-0.5Mpa，产生630-660公斤水蒸气。使用本发明提供的尾气处理系统后，有50%的水蒸气可进入尾气处理系统中，水蒸气在本发明中作为惰性气体不参加反应，起到改善爆炸极限，提高生产的安全性的作用，带走热量，保证反应温度的稳定，并且该部分水蒸气可进行循环再利用；另一方面，由于水蒸汽利用率的升高，减少了生产甲醛过程中甲醇的输入量，提高了甲醇的利用率；(2)烟气方面，通过尾气处理系统的设计实现了对于烟气的利用，减少了烟气排放，降低了环境污染，在保护环境的同时，降低了能耗，使甲醛的生产更加稳定，甲醇利用率也得到提高，节省了整体生产成本。
【附图说明】
[0018]图1是本发明具体实施例1尾气处理系统的流程图；
1-尾气锅炉，2-烟筒，3-水洗塔，4-汽水分离器，5-罗茨鼓风机，6-烟气加热器，7-烟气过滤器，8-蒸汽包，9-汽水分配器，10-蒸汽加热器，11-空气过滤器。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，以便本领域技术人员能够更好的了解本发明，但并不因此限制本实施例。
[0020]实施例1
为能清楚说明本发明的技术特点，下面通过【具体实施方式】，对本发明进行阐述，本实施例具体方案如下:
一种用于甲醛生产的节能环保型尾气处理系统，包括尾气锅炉I和混合器11，混合器中包括甲醇气、水蒸气、空气、烟气，在尾气锅炉I和混合器11之间连接有蒸汽处理装置，该蒸汽处理装置由依次串接的蒸汽包8、蒸汽分配器9和蒸汽加热器10构成，其中蒸汽包8与尾气锅炉I相连接，蒸汽加热器10与混合器11相连接;尾气锅炉I和混合器11之间还设有与蒸汽处理装置并联的烟气处理装置;烟气处理装置由依次串接的水洗塔3、汽水分离器4、罗茨鼓风机5、烟气加热器6和烟气过滤器7构成，其中水洗塔3通过烟筒2与尾气锅炉I相连接，烟气过滤器7与混合器11相连接。
[0021 ]本实施例中的烟筒2的高度为12m，烟筒2底部有引风口，引风口处有自动控制阀组，烟筒2的高度与水洗塔3的高度相适对应，引风口和自动控制阀组的设计有利于调节从烟筒2中流出的烟气的流速，控制烟气处理速度，从烟筒2排出的烟气温度为90-110°C。
[0022]利用本实施例有以下步骤:
(1)首先将软水和甲醛生产过程中产生的尾气在尾气锅炉I中混合；
(2))混合后的尾气和软水在尾气锅炉I中加热燃烧产生蒸汽和烟气，其中的蒸汽依次经过蒸汽包8、蒸汽分配器9最后进入混合器11;烟气经过烟筒2，有体积分数为30%的烟气排入大气，剩余烟气从烟筒依次经过水洗塔3、汽水分离器4、罗茨鼓风机5、烟气加热器6、烟气过滤器7，最后到达混合器11;
(3)到达混合器11后的蒸汽和烟气作为制备甲醛的原料循环使用。
[0023]本实施例中，通过烟气过滤器7处理后的烟气，温度为90-100°C，烟气进入混合器11后，混合器11中的水蒸汽的体积分数为10%。
[0024]本实施例的设计重点是:通过对现有工艺的改进，把烟气中有害固体微尘和有害离子除掉，烟气中主要成分是氮气、水蒸汽，还有1-2%的氧气，0.01-0.1%的甲醛气体，0.1-0.2%的CO2气体，灰尘、铁离子等微尘，易于腐蚀罗茨鼓风机5的辊子，破坏润滑系统，灰尘进入系统污染催化剂，使原料甲醛的消耗提高。
[0025]在本实施例中，各设备的作用如下:
(1)水洗塔3的作用:主要是洗掉烟气杂质中的微尘，如铁离子，烟气中有体积分数为90%的水蒸气溶于洗涤水，降低了气体的温度，在水洗3塔中的重点是控制水的质量、均匀分布性及逆向吸收性，烟气经过清洗除去微尘后，烟气在出口的温度为60°C，杂质含量降到低于0.01%;
(2)汽水分离器4:从水洗塔3中出来带水的烟气用该设备脱除85-95%以上水分和部分重杂质，其中重杂质为体积大于80目的颗粒，本设备重点为控制罗茨鼓风机5的旋转风速及水洗塔中排水口的位置，工艺要求:离开汽水分离器4后烟气的水分含量不大于10%;
(3)烟气加热器6:采用组合式加热装置，工艺要求烟气加热器6中加热温度为95-1100C，压力为10_40kpa，加热后烟气进入烟气过滤器7 ；
(4)烟气过滤器7:过滤掉微尘和水分，过滤过程中，为了提高烟气过滤器7的功能，采用切向进入，工艺要求:工艺要求离开汽水分离器后烟气的水分含量低于5%，超过80目颗粒微尘为零。
[0026]虽然以上描述了本发明的【具体实施方式】，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定;本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变换或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于甲醛生产的节能环保型尾气处理系统，包括尾气锅炉和混合器，在尾气锅炉和混合器之间连接有蒸汽处理装置，该蒸汽处理装置由依次串接的蒸汽包、蒸汽分配器和蒸汽加热器构成，其中蒸汽包与尾气锅炉相连接，蒸汽加热器与混合器相连接;其特征在于，所述尾气锅炉和混合器之间还设有与蒸汽处理装置并联的烟气处理装置;所述烟气处理装置由依次串接的水洗塔、汽水分离器、鼓风机、烟气加热器和烟气过滤器构成，其中水洗塔通过烟筒与尾气锅炉相连接，烟气过滤器与混合器相连接。2.根据权利要求1所述的一种用于甲醛生产的节能环保型尾气处理系统，其特征在于，所述的鼓风机是罗茨鼓风机。3.根据权利要求1所述的一种用于甲醛生产的节能环保型尾气处理系统，其特征在于，所述的烟筒底部有引风口，进风口处有自动控制阀组。4.根据权利要求1所述的一种用于甲醛生产的节能环保型尾气处理系统，其特征在于，所述的烟筒高度为10-15m。5.根据一种利用权利要求1所述节能环保型尾气处理系统的甲醛生产尾气处理方法，包括以下步骤: (1)首先将软水和甲醛生产过程中产生的尾气在尾气锅炉中混合； (2)混合后的尾气和输出软水在尾气锅炉中加热燃烧产生蒸汽和烟气，其中的蒸汽依次经过蒸汽包、蒸汽分配器最后进入混合器;烟气经过烟筒，有体积分数为10%_50%的烟气排入大气，剩余烟气从烟筒依次经过水洗塔、汽水分离器、鼓风机、烟气加热器、烟气过滤器，最后到达混合器； (3)到达混合器后的蒸汽和烟气作为制备甲醛的原料循环使用。6.根据权利要求5所述的甲醛生产尾气处理方法，其特征在于，所述通过烟气过滤器处理后的烟气温度为90-100°C。7.根据权利要求5所述的甲醛生产尾气处理方法，其特征在于，所述烟气进入混合器后，混合器中水蒸汽的体积分数为10%。8.根据权利要求5所述的甲醛生产尾气处理方法，其特征在于，所述的水洗塔将烟气中的微尘除去，所述的微尘包括灰尘、铁离子。9.根据权利要求5所述的甲醛生产尾气处理方法，其特征在于，所述的汽水分离器将烟气中体积分数为85-95%的水蒸汽去除。
【专利摘要】本发明涉及化工产品生产领域，具体涉及一种用于甲醛生产的节能环保型尾气处理系统及处理方法。包括尾气锅炉和混合器，在尾气锅炉和混合器之间连接有蒸汽处理装置，尾气锅炉和混合器之间设有烟气处理装置；烟气处理装置由依次串接的水洗塔、汽水分离器、鼓风机、烟气加热器和烟气过滤器构成。本发明的有益效果是：提供一种用于甲醛生产的节能环保型尾气处理系统及处理方法，能有效利用生产甲醛过程中产生的尾气，减少尾气排放量，从而降低对环境的污染，同时，提高资源利用率，降低生产成本。
【IPC分类】F23G7/06, B01D50/00, F22B33/18
【公开号】CN105709556
【申请号】CN201610220439
【发明人】田广袤
【申请人】田广袤