一种含苯二甲腈类化合物尾气的处理装置及方法与流程

本发明属于尾气处理技术领域，涉及一种含苯二甲腈类化合物尾气的处理装置及方法。

背景技术：

苯二甲腈是一类重要的有机产品，也是常用的合成有机化合物的中间体，其中较为常用的是间苯二甲腈，其最主要的作用为合成杀菌剂百菌清，也可以作为合成塑料、间苯二甲胺以及聚氨基甲酸酯等产品的原料，其中百菌清是一种高效低度广谱杀菌剂，主要作用是预防农作物受到真菌侵染，同时也可作为工业防霉剂、水果保鲜剂及涂料和粘结剂的防护剂使用。

目前，合成间苯二甲腈的主要方法使用间二甲苯在催化剂作用下，与氨气、氧气通过氨氧化反应得到，通过采用细颗粒催化剂流化床，使间苯二甲腈的生产水平得到了提高；在间苯二甲腈生产过程中，其产生的尾气中除了有氨气、挥发性有机物，还包括部分产品物料，在排放前需要进行尾气处理。目前尾气处理的方式包括焚烧法、捕集法、喷淋法等。

cn107513026a公开了一种间苯二甲腈尾气处理用焚烧装置，所述装置包括数个并列设置且上部相互连接形成燃烧室的氧化床，设置在氧化床底部的支撑栅网，所述支撑栅网上设有陶瓷矩鞍环，陶瓷矩鞍环上设有蓄热体；虽然采用焚烧法能够将挥发性有机物转化为无害物质，但部分产品的燃烧会生成氮氧化物，易造成二次污染。cn106995387a公开了一种间苯二甲腈和/或对苯二甲腈干法捕集工艺，尾气经水冷器降温后进入干捕集器，尾气中的产物析出变成固体，剩余尾气在进入湿捕集器，用水进行喷淋再次去除部分固体产物，之后的尾气再进入焚烧装置进行处理，但该尾气在干法捕集器之间时容易析出固体，堵塞管道，而且尾气焚烧仍未解决二次污染的问题。

综上所述，对于含苯二甲腈类化合物的尾气的处理，首先需要保证尾气内固体产品的收集，也要避免固体在装置之间的析出而影响连续运行，同时避免带来二次污染。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种含苯二甲腈类化合物尾气的处理装置及方法，本发明所述装置在处理尾气时首先采用换热器确保尾气中夹带的苯二甲腈类物料不在管道内析出，然后通过喷淋捕集充分回收尾气中的固体物料，提高生产效益，剩余尾气再经焚烧处理和催化处理，将有害气体充分去除，避免造成二次污染。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种含苯二甲腈类化合物尾气的处理装置，所述处理装置包括依次连接的换热器、捕集器、焚烧装置和scr装置，所述捕集器内设有喷淋设备。

本发明中，苯二甲腈类产品生产时的尾气会携带部分产品物料，所述装置在处理尾气时需要去除并回收该部分产品，以避免物料析出对后续处理装置的影响，而首先设置换热器就是为了避免尾气中夹带及升华的物料在输送过程中析出粘到管壁上，甚至堵塞管道；捕集器则是将尾气缓冲降速、降温，析出固体，通过喷淋液吸收，剩余的尾气则进行焚烧，将剩余的有机物转化为气体，然后在scr催化剂作用下将有机氮燃烧产物转化为无害的氮气，实现尾气的净化。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，所述换热器包括夹套管。

本发明中，所用夹套管的尺寸主要有：等，上述尺寸的单位均为mm，每组尺寸分为两部分，前半部分为夹套管外管的外径和壁厚，后半部分为夹套管内管的外径和壁厚。

优选地，所述夹套管的热源为导热油。

优选地，所述捕集器外设有夹套。

本发明中，捕集器冷却尾气过程中，其温度也会不断升高，因此需要进行降温，在捕集器外侧设置夹套，实时通入冷却介质循环，将温度维持在合适范围内；捕集器的内部也可设置隔板，将捕集器分为两个串联的气室以增加气体的停留时间，而采用中空隔板则可通冷却介质进行降温。

优选地，所述捕集器外设有循环管路，所述循环管路为捕集器的底部出口与喷淋设备的入口相连。

本发明中，由于捕集器的底部出口的位置一般低于喷淋设备的入口，通常需要循环管路设置泵来输送喷淋液实现循环。

优选地，所述喷淋设备包括喷嘴，所选的喷嘴包括螺旋喷嘴、旋转喷嘴、高冲击力喷嘴等类型，例如120°喷流角度的螺旋喷嘴、内置齿轮箱高冲击力喷嘴、kc-5型喷嘴、sg-4型喷嘴等。

本发明中，采用喷嘴可以使喷淋液处于雾化状态与气体接触，最大限度的增大接触换热面积。

作为本发明优选的技术方案，所述处理装置还包括固液分离装置，所述捕集器的底部出口与固液分离装置的入口相连。

优选地，所述固液分离装置包括过滤装置，优选为压滤机。

本发明中，所用的固液分离装置包括离心机、压滤机，其中压滤机可选择板框压滤机或封闭式多功能液压式压滤机。

作为本发明优选的技术方案，所述处理装置还包括缓冲装置，所述缓冲装置设置于捕集器与焚烧装置之间。

优选地，所述缓冲装置内设有折流挡板。

本发明中，缓冲装置内设有至少一个折流挡板，从捕集器排出的尾气进入缓冲装置在折流挡板的作用下呈s型路径流动，进一步缓冲降速，再次析出部分苯二甲腈物料。

优选地，所述缓冲装置通过风机与焚烧装置相连。

优选地，所述焚烧装置包括蓄热式焚烧炉。

优选地，所述scr装置内装填催化剂。

另一方面，本发明提供了一种采用上述装置处理含苯二甲腈类化合物尾气的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)待处理尾气经换热升温后进行喷淋捕集，去除尾气中的固体物料；

(2)步骤(1)处理后的尾气进行焚烧处理，再进行scr反应，得到净化烟气。

作为本发明优选的技术方案，所述苯二甲腈类化合物包括间苯二甲腈、对苯二甲腈或邻苯二甲腈中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：间苯二甲腈和对苯二甲腈的组合，间苯二甲腈和邻苯二甲腈的组合，间苯二甲腈、对苯二甲腈和邻苯二甲腈的组合等。

优选地，步骤(1)所述待处理尾气为苯二甲腈类化合物生产过程中经干燥器排放的尾气，温度为80～100℃，例如80℃、85℃、90℃、95℃或100℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(1)所述换热过程的热源为导热油。

优选地，所述导热油的温度为200～220℃，例如200℃、205℃、210℃、215℃或220℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述导热油的流量为10～30m³/h，例如10m³/h、12m³/h、15m³/h、18m³/h、20m³/h、24m³/h、27m³/h或30m³/h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为15～20m³/h。

优选地，所述待处理尾气换热后温度为160～180℃，例如160℃、165℃、170℃、175℃或180℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述喷淋捕集在捕集器内进行。

优选地，所述喷淋捕集所用的喷淋液为水。

优选地，所述喷淋液的温度为50～70℃，例如50℃、55℃、57℃、60℃、63℃、65℃、68℃或70℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为57～63℃。

优选地，所述喷淋液循环使用，循环时间为3～5h，例如3h、3.2h、3.5h、4h、4.2h、4.5h、4.8h或5h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为4h。

优选地，所述喷淋液循环使用后得到悬浮液，将所述悬浮液进行过滤处理，回收固体苯二甲腈类产品。

优选地，所述喷淋捕集所用喷嘴的数量为2～6个，例如2个、3个、4个、5个或6个，优选为4个。

优选地，每个喷嘴的喷淋液流量为2～6m³/h，例如2m³/h、2.5m³/h、3m³/h、3.5m³/h、4m³/h、4.5m³/h、5m³/h、5.5m³/h或6m³/h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为3～4m³/h。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述喷淋捕集过程中采用冷却介质对捕集器进行降温。

优选地，所述冷却介质包括盐水和/或循环水，温度为0～10℃，例如0℃、0℃、2℃、4℃、5℃、6℃、8℃或10℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述冷却介质的流量为30～50m³/h，例如30m³/h、32m³/h、35m³/h、37m³/h、40m³/h、43m³/h、45m³/h、48m³/h或50m³/h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为37～43m³/h。

优选地，步骤(1)所述喷淋捕集后，尾气再经过缓冲装置进一步回收苯二甲腈类产品。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)处理后的尾气经风机进入焚烧装置进行焚烧处理。

优选地，经过风机的尾气流量为5000～10000m³/h，例如5000m³/h、6000m³/h、7000m³/h、8000m³/h、9000m³/h或10000m³/h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，经过风机的尾气风压为1000～2500pa，例如1000pa、1200pa、1500pa、1800pa、2000pa、2250pa或2500pa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(2)所述焚烧处理的温度为800～900℃，例如800℃、820℃、840℃、850℃、880℃或900℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(2)所述scr反应的温度为300～350℃，例如300℃、310℃、320℃、330℃、340℃或350℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，进过捕集处理后，大部分固体物料被分离回收，剩余为其中的物料及挥发性有机物等，经过焚烧处理会转化为气体，再经过scr催化剂的催化氧化作用，可将有机氮燃烧产物转化为氮气，充分净化尾气。

优选地，步骤(2)所述焚烧处理后的尾气经降温后再进行scr反应。

作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：

(1)温度为80～100℃、含苯二甲腈类化合物的待处理尾气经导热油换热后，温度达到160～180℃，所用导热油的温度为200～220℃，流量为10～30m³/h；

(2)步骤(1)换热后的尾气在捕集器内进行喷淋捕集，所用喷淋液的温度为50～70℃，喷淋液循环使用，循环时间为3～5h，喷淋液循环使用后得到的悬浮液进行过滤处理，回收固体苯二甲腈类产品，剩余尾气再经过缓冲装置进一步回收苯二甲腈类产品；其中，喷淋捕集所用喷嘴的数量为2～6个，每个喷嘴的喷淋液流量为2～6m³/h，喷淋捕集过程中采用冷却介质对捕集器进行降温，冷却介质温度为0～10℃，流量为30～50m³/h；

(3)步骤(2)处理后的尾气经风机进入焚烧装置进行焚烧处理，尾气流量为5000～10000m³/h，尾气风压为1000～2500pa，焚烧处理的温度为800～900℃，再进行scr反应，反应的温度为300～350℃，得到净化烟气。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过换热器、捕集器的设置，避免了产品物料在管道内的析出，实现了所述装置的连续稳定运行以及尾气中的产品物料的高效回收，回收率达到98％以上；

(2)本发明通过对尾气进行焚烧处理和催化处理，可将尾气中的有害成分充分转化为无害气体，实现了尾气的净化，避免造成二次污染；

(3)本发明先对尾气中产品物料进行回收，再对尾气进一步处理，处理过程层次分明，处理效率高，对产品的回收还可提高生产效益。

附图说明

图1是本发明实施例4提供的含间苯二甲腈尾气的处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。

本发明具体实施方式部分提供了一种含苯二甲腈类化合物尾气的处理装置及方法，所述处理装置包括依次连接的换热器、捕集器、焚烧装置和scr装置，所述捕集器内设有喷淋设备。

所述处理方法包括以下步骤：

(1)待处理尾气经换热升温后进行喷淋捕集，去除尾气中的固体物料；

(2)步骤(1)处理后的尾气进行焚烧处理，再进行scr反应，得到净化烟气。

以下为本发明典型但非限制性实施例：

实施例1：

本实施例提供了一种含间苯二甲腈尾气的处理装置，所述处理装置包括依次连接的换热器、捕集器、焚烧装置和scr装置，所述捕集器内设有喷淋设备。

所述换热器为夹套管，夹套管的尺寸为夹套管的热源为导热油。

所述捕集器外设有循环管路，所述循环管路为捕集器的底部出口通过泵与喷淋设备的入口相连；所述捕集器外设有夹套。

所述捕集器内的喷淋设备为螺旋喷嘴，其数量为4个。

所述处理装置还包括固液分离装置，所述捕集器的底部出口与固液分离装置的入口相连，所述固液分离装置为液压式压滤机。

所述处理装置还包括缓冲装置，所述缓冲装置设置于捕集器与焚烧装置之间，缓冲装置内设有折流挡板；所述缓冲装置通过风机与焚烧装置相连。

所述焚烧装置为蓄热式焚烧炉，scr装置内装填scr催化剂。

实施例2：

本实施例提供了一种含间苯二甲腈尾气的处理装置，所述处理装置包括依次连接的换热器、捕集器、焚烧装置和scr装置，所述捕集器内设有喷淋设备。

所述换热器为夹套管，夹套管的尺寸为夹套管的热源为导热油。

所述捕集器外设有循环管路，所述循环管路为捕集器的底部出口通过泵与喷淋设备的入口相连；所述捕集器外设有夹套。

所述捕集器内的喷淋设备为kc-5型喷嘴，其数量为2个。

所述处理装置还包括固液分离装置，所述捕集器的底部出口与固液分离装置的入口相连，所述固液分离装置为离心机。

所述处理装置还包括缓冲装置，所述缓冲装置设置于捕集器与焚烧装置之间，缓冲装置内设有折流挡板；所述缓冲装置通过风机与焚烧装置相连。

所述焚烧装置为蓄热式焚烧炉，scr装置内装填scr催化剂。

实施例3：

本实施例提供了一种含对苯二甲腈尾气的处理装置，所述处理装置包括依次连接的换热器、捕集器、焚烧装置和scr装置，所述捕集器内设有喷淋设备。

所述换热器为夹套管，夹套管的尺寸为夹套管的热源为导热油。

所述捕集器外设有循环管路，所述循环管路为捕集器的底部出口通过泵与喷淋设备的入口相连；所述捕集器外设有夹套。

所述捕集器内的喷淋设备为sg-4型喷嘴，其数量为6个。

所述处理装置还包括固液分离装置，所述捕集器的底部出口与固液分离装置的入口相连，所述固液分离装置为板框压滤机。

所述捕集器的气体出口通过风机与焚烧装置相连。

所述焚烧装置为蓄热式焚烧炉，scr装置内装填scr催化剂。

实施例4：

本实施例提供了一种含间苯二甲腈尾气的处理方法，所述方法在实施例1所述装置内进行，其工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：

(1)温度为80℃、含间苯二甲腈的待处理尾气经导热油换热后，温度达到160℃，所用导热油的温度为200℃，导热油流量为20m³/h；

(2)步骤(1)换热后的尾气在捕集器内进行喷淋捕集，所用喷淋液水的温度为60℃，喷淋液循环使用，循环时间为4h，喷淋液循环使用后得到的悬浮液进行过滤处理，回收固体间苯二甲腈，剩余尾气再经过缓冲装置进一步回收间苯二甲腈；其中，喷淋捕集所用喷嘴的数量为4个，每个喷嘴的喷淋液流量为4m³/h，喷淋捕集过程中采用冷却介质循环水对捕集器进行降温，冷却介质温度为5℃，流量为40m³/h；

(3)步骤(2)处理后的尾气经风机进入焚烧装置进行焚烧处理，尾气流量为10000m³/h，尾气风压为2000pa，焚烧处理的温度为850℃，尾气经降温后再进行scr反应，反应的温度为300℃，得到净化烟气。

本实施例中，尾气处理过程中，装置可连续稳定运行；从捕集器喷淋液及缓冲装置中回收间苯二甲腈，经计算其占待处理尾气中间苯二甲腈总量的99％，产品物料的回收率高，最终排放的尾气中不含有害气体，无二次污染。

实施例5：

本实施例提供了一种含间苯二甲腈尾气的处理方法，所述方法在实施例2所述装置内进行，包括以下步骤：

(1)温度为90℃、含间苯二甲腈的待处理尾气经导热油换热后，温度达到170℃，所用导热油的温度为220℃，导热油流量为10m³/h；

(2)步骤(1)换热后的尾气在捕集器内进行喷淋捕集，所用喷淋液水的温度为50℃，喷淋液循环使用，循环时间为5h，喷淋液循环使用后得到的悬浮液进行过滤处理，回收固体间苯二甲腈，剩余尾气再经过缓冲装置进一步回收间苯二甲腈；其中，喷淋捕集所用喷嘴的数量为2个，每个喷嘴的喷淋液流量为6m³/h，喷淋捕集过程中采用冷却介质循环水对捕集器进行降温，冷却介质温度为10℃，流量为50m³/h；

(3)步骤(2)处理后的尾气经风机进入焚烧装置进行焚烧处理，尾气流量为5000m³/h，尾气风压为1000pa，焚烧处理的温度为800℃，尾气经降温后再进行scr反应，反应的温度为350℃，得到净化烟气。

本实施例中，尾气处理过程中，装置可连续稳定运行；从捕集器喷淋液及缓冲装置中回收间苯二甲腈，经计算其占待处理尾气中间苯二甲腈总量的98.5％，产品物料的回收率高，最终排放的尾气中不含有害气体，无二次污染。

实施例6：

本实施例提供了一种含对苯二甲腈尾气的处理方法，所述方法在实施例3所述装置内进行，包括以下步骤：

(1)温度为100℃、含对苯二甲腈的待处理尾气经导热油换热后，温度达到180℃，所用导热油的温度为210℃，导热油流量为30m³/h；

(2)步骤(1)换热后的尾气在捕集器内进行喷淋捕集，所用喷淋液水的温度为70℃，喷淋液循环使用，循环时间为3h，喷淋液循环使用后得到的悬浮液进行过滤处理，回收固体对苯二甲腈；其中，喷淋捕集所用喷嘴的数量为6个，每个喷嘴的喷淋液流量为2m³/h，喷淋捕集过程中采用冷却介质冷冻盐水对捕集器进行降温，冷却介质温度为0℃，流量为30m³/h；

(3)步骤(2)处理后的尾气经风机进入焚烧装置进行焚烧处理，尾气流量为7500m³/h，尾气风压为1500pa，焚烧处理的温度为900℃，尾气经降温后再进行scr反应，反应的温度为320℃，得到净化烟气。

本实施例中，尾气处理过程中，装置可连续稳定运行；从捕集器喷淋液中回收对苯二甲腈，经计算其占待处理尾气中对苯二甲腈总量的98％，产品物料的回收率高，最终排放的尾气中不含有害气体，无二次污染。

对比例1：

本对比例提供了一种含间苯二甲腈尾气的处理装置，所述装置的结构参照实施例1中的结构，区别仅在于：所述装置不包括换热器。

本对比例中，由于未设置换热器，尾气在进入捕集器的输送过程中，其中的产品物料易析出而粘到管壁上，影响装置内气体的流通，长时间运行甚至会堵塞管壁，影响尾气的处理。

对比例2：

本对比例提供了一种含间苯二甲腈尾气的处理装置，所述装置的结构参照实施例1中的结构，区别仅在于：所述装置不包括scr装置。

本对比例中，装置运行时，尾气进行焚烧处理后剩余产品物料会产生含氮燃烧产物，不进行处理而直接排放易造成二次污染，无法达到环保要求。

综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述装置通过换热器、捕集器的设置，避免了产品物料在管道内的析出，可以实现装置的连续稳定运行，尾气中的产品物料也能够高效回收，回收率达到98％以上，提高了产品生产效益；再通过对尾气进一步的焚烧处理和催化处理，将其中的有害成分充分转化为无害气体，避免造成二次污染。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细装置与方法，但本发明并不局限于上述详细装置与方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细装置与方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明装置的等效替换及辅助装置的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。