一种间苯二甲腈尾气处理用焚烧装置的制作方法

文档序号:13384724阅读:194来源:国知局
本发明涉及一种尾气处理装置,尤其是涉及一种间苯二甲腈尾气处理用焚烧装置。
背景技术
:目前合成间苯二甲腈的最主要的方法是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。五十年代日本昭和电工开发了间二甲苯氨氧化固定床合成间苯二甲腈生产技术,七十年代日本三菱瓦斯公司与美国badger公司合作开发了细颗粒催化剂流化床间苯二甲腈工业装置,使间苯二甲腈的生产水平得到了提高。该工艺的尾气组分中氨气体积含量在4%左右,vocs有机物的含量在1%左右。目前该类尾气的处理方式多为采用焚烧炉的方式进行,焚烧法是一种高温热解处理技术,即以一定量的过量空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应,废物中的有害有毒物质在800~1200℃的高温下氧化、热解而被破坏,是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。焚烧的目的是尽可能焚毁废物,是被焚烧的物质变为无害和最大限度地减容,并尽可能减少新的污染物质产生,避免造成二次污染。对于废物的焚烧,能同时实现使废物减量、彻底焚毁废物中的毒性物质、以及回收利用焚烧产生的废热这三个目的。焚烧法可以采用外加燃料直接焚烧,该法运行成本较高需额外补充燃料;还可采用蓄热氧化燃烧(rto),该法将尾气中的vocs和其他放热反应的气体燃烧后放出的热量蓄积在蓄热陶瓷内,可以达到热能回收利用和节约燃料的目的。普通的rto装置由于是单床式或者双床式,存在一定的缺陷:首先,当切换气体流动方向时,本来进入间苯二甲腈尾气的蓄热室立即变为排出净化气的蓄热室,这样在切换阀和反应空间之间的气体未经氧化反应而直接与净化气一起排出;其次,入口阀和出口阀在极短时间内同时启动,有可能使进入的间苯二甲腈尾气直接走短路而与净化气一起排出。基于上述原因,就有可能出现排放的净化气瞬时不合格的峰值,降低了装置的平均氧化率。没有吹扫装置,使得蓄热室中部分废气未能完全氧化,造成尾气的氧化率不高。技术实现要素:本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种间苯二甲腈尾气处理用焚烧装置,增加了一个废气反吹置换过程,专用的低温烟气反吹技术,既置换处于低温段的废气,保证废气都经过高温段氧化;又可以利用回流烟气的少量、相对高压的脉冲式反吹,防止废气中的低熔点灰尘和有机物的低温氧化产生的碳颗粒吸附聚积堵塞蓄热体的蜂孔。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种间苯二甲腈尾气处理用焚烧装置,包括数个并列设置且上部相互连接形成燃烧室的氧化床,支撑栅网,设置在氧化床的底部,所述的支撑栅网上设有陶瓷矩鞍环,蓄热体,设置在陶瓷矩鞍环上,与每个氧化床均连接有间苯二甲腈尾气进气管路、烟气抽取管路、烟气出气管路、吹扫管路,上述管路上均设置切换阀,与燃烧室连接的燃料管路和助燃空气管路,上述管路上均设置控制阀。所述的氧化床至少设有三个。所述的氧化床连接成的组件外还包围有保温耐火材料。所述的蓄热体为蜂窝陶瓷蓄热体,按上下关系分为高温区和低温区,两层之间留有间隙。所述的间苯二甲腈尾气进气管路、烟气出气管路、吹扫管路连接在氧化床的底部。所述的烟气抽取管路连接在氧化床中部的高温区和低温区之间的间隙处。所述的烟气抽取管路的出口与外部的余热利用设备相连接。所述的切换阀及控制阀还经外部的控制单元进行控制。与现有技术相比,本发明具有以下优点:1、本发明的一种用于间苯二甲腈尾气处理的焚烧装置采用多个氧化床的结构,在蓄热和放热循环中增加了一个吹扫净化过程,将传统结构的氧化装置在换向瞬间残留在切换阀和反应空间之间的未经氧化反应甲苯二甲腈尾气吹扫至燃烧室氧化,从而防止未氧化的间苯二甲腈尾气直接排到大气中,氧化率可提高至99%以上;2、本发明的一种用于间苯二甲腈尾气处理的焚烧装置可以利用回流烟气的少量、相对高压的脉冲式反吹,防止废气中的低熔点灰尘和有机物的低温氧化产生的碳颗粒吸附聚积堵塞蓄热体的蜂孔。3、抽气阀与进气切换阀、出气切换阀联动,保证气体完全流过燃烧室及高温区蓄热体后再被抽取出来,能够保证间苯二甲腈尾气中的氨气和有机废气完全氧化,提高了尾气的氧化率;4、当采用五床及以上的结构时,间苯二甲腈尾气处理的焚烧装置单床的处理量减小,氧化床横截面积减小,氧化床内气流分配更加均匀,避免了传统结构的氧化装置在处理量较大时内部气流不均的情况。附图说明图1为本发明的结构示意图。图中:1-间苯二甲腈尾气进气管路、2-抽气阀一、3-进气切换阀一、4-出气切换阀一、5-吹扫阀一、6-抽气阀二、7-进气切换阀二、8-出气切换阀二、9-吹扫阀二、10-抽气阀三、11-进气切换阀三、12-出气切换阀三、13-烟气抽取管路、14-烟气出气管路、15-吹扫管路、16-吹扫阀三、17-支撑栅网、18-氧化床三、19-保温耐火材料、20-燃烧室、21-氧化床二、22-预热器、23-助燃空气阀、24-燃料阀、25-燃料管路、26-助燃空气管路、27-氧化床一、28-控制单元、29-信号线。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例一种间苯二甲腈尾气处理用焚烧装置,其结构如图1所示,包括数个并列设置且上部相互连接形成燃烧室的氧化床,本实施例中设有3个,采用竖向并列且上部连通的方式组合在一起,形成一个立式结构的装置本体,氧化床连接成的组件外还包围有保温耐火材料19。所有氧化床连通在一起的上部共同形成燃烧室20,每一氧化床的底部均设置有支撑栅网17,支撑栅网上设置有一定厚度的陶瓷矩鞍环,陶瓷矩鞍环的上方堆放有蜂窝陶瓷蓄热体,蜂窝陶瓷蓄热体按照上下关系分为高温区和低温区,两层之间留有间隙,装置本体的外部设置有用于包围装置本体的保温耐火材料;保温耐火材料采用本领域常用的保温耐火材料即可。其中,间苯二甲腈尾气进气管路1通过进气切换阀一3、进气切换阀二7、进气切换阀三11分别与氧化床一27、氧化床二21、氧化床三18的底部相连通;烟气出气管路14通过出气切换阀一4、出气切换阀二8、出气切换阀三12分别与氧化床一27、氧化床二21、氧化床三18的底部相连通;吹扫管路15通过吹扫阀一5、吹扫阀二9、吹扫阀三16分别与氧化床一27、氧化床二21、氧化床三18的底部相连通;间苯二甲腈尾气通过间苯二甲腈尾气进气管路1、进气切换阀进入各氧化床,氧化后的烟气通过出气切换阀从烟气出气管路14排出。吹扫管路15通过吹扫阀与氧化床相连通,吹扫管路15引入少量烟气进入氧化床,将换向瞬间未氧化的间苯二甲腈尾气吹进燃烧室,将间苯二甲腈尾气中氨气和有机废气完全氧化。而烟气抽取管路13通过抽气阀一2、抽气阀二6、抽气阀三10分别与氧化床一27、氧化床二21、氧化床三18的中部相连通,具体是连接至在氧化床的高温区与低温期之间的间隙空间,从氧化床高温区与低温区之间抽取高温烟气,既提取了多余热量,又能保证高温区蓄热体储存氨气和vocs氧化所需的温度和蓄热量,提高了氧化装置的运行稳定性;助燃空气管路26通过助燃空气阀23、燃料管路25通过燃料阀24连接至预热器22,所述预热器设置于燃烧室内。抽气阀一2、进气切换阀一3、出气切换阀一4、吹扫阀一5、抽气阀二6、进气切换阀二7、出气切换阀二8、吹扫阀二9、抽气阀三10、进气切换阀三11、出气切换阀三12、吹扫阀三16、助燃空气阀23、燃料阀24分别通过信号线29与控制单元28相连。以三床式间苯二甲腈尾气处理的焚烧装置为例,其工作过程是:首先,在启动阶段由预热器燃烧油或燃料气产生高温烟气,高温烟气将各氧化床加热,氧化床形成上高下低的温度场,其中高温区蓄热陶瓷温度达到800~1000℃,然后关掉预热器。预热完成后,装置进入正常工作状态。一个完整的工作周期由三个循环组成。循环一:将进气切换阀一、出气切换阀二、吹扫阀三、抽气阀二处于开启状态,进气切换阀二、进气切换阀三、出气切换阀一、出气切换阀三、吹扫阀一、次扫阀二、抽气阀一、抽气阀三处于关闭状态。间苯二甲腈尾气经过进气管、进气切换阀一、支撑栅网,从氧化床底部进入氧化床一,在氧化床内向上流动过程中被蜂窝陶瓷蓄热体加热,温度逐渐升高。间苯二甲腈尾气在燃烧室内发生氧化反应生成二氧化碳、水、氮气和少量氮氧化合物,同时放出热量,氧化后生成的烟气温度升高。然后烟气继续流动,从氧化床二向下流动,烟气同高温区蓄热体进行热交换,烟气自身温度降低,高温区蓄热体被加热,此后烟气分为两路:一部分烟气继续在氧化床二内向下流动,同低温区蓄热体进行热交换,烟气自身温度继续降低,低温区蓄热体被加热,最后烟气从氧化床二下部流出,经支撑栅网、出气切换阀二、烟气出气管排出;另一部分烟气经抽气阀二、烟气抽取管路输送给余热利用设备进行利用。同时,吹扫管路引入部分烟气经吹扫阀三、支撑栅网,从氧化床三下部流入,对氧化床三中的残留气体进行吹扫,气体在燃烧室氧化后经过氧化床二流出。在这一循环里,氧化床一内蓄热体放热,氧化床二内蓄热体蓄热,氧化床三内对残留气进行吹扫。循环二:将进气切换阀二、出气切换阀三、吹扫阀一、抽气阀三处于开启状态,进气切换阀一、进气切换阀三、出气切换阀一、出气切换阀二、吹扫阀二、次扫阀三、抽气阀一、抽气阀二处于关闭状态。间苯二甲腈尾气进入氧化床二,被预热后进入燃烧室,反应后烟气进入氧化床三,部分烟气被冷却后排出,部分烟气经抽气阀三、烟气抽取管路输送给余热利用设备进行利用。此时氧化床一用烟气进行吹扫,吹扫后的气体经燃烧室反应后与烟气一起通过氧化床三排出。在这一循环里,氧化床一内对残留气进行吹扫,氧化二内蓄热体放热,氧化床三内蓄热体蓄热。循环三:将进气切换阀三、出气切换阀一、吹扫阀二、抽气阀一处于开启状态,进气切换阀一、进气切换阀二、出气切换阀二、出气切换阀三、吹扫阀一、次扫阀三、抽气阀二、抽气阀三处于关闭状态。间苯二甲腈尾气进入氧化床三,被预热后进入燃烧室,反应后烟气进入氧化床一,部分烟气被冷却后排出,部分烟气经抽气阀一、烟气抽取管路输送给余热利用设备进行利用。此时氧化床二用烟气进行吹扫,吹扫后的气体经燃烧室反应后与烟气一起通过氧化床一排出。在这一循环里,氧化床一内蓄热体蓄热,氧化床二内对残留气进行吹扫,氧化三内蓄热体放热。循环三结束后,再回到循环一,周而复始连续运转。控制单元根据系统设置控制各阀门的开闭。三床式用于间苯二甲腈尾气处理的焚烧装置工作过程简要表述如下:氧化床一氧化床二氧化床三循环一放热蓄热吹扫循环二吹扫放热蓄热循环三蓄热吹扫放热三床式用于间苯二甲腈尾气处理的焚烧装置适用于小到中等尾气流量。当尾气量很大时,应采用五床式尾气焚烧装置,即两个两床并联加上一床用于吹扫。同样,当处理量更大时,可用七室或九室。以上述三床式装置工作过程类推,五床式用于间苯二甲腈尾气处理的焚烧装置工作过程可如下表示:氧化床一氧化床二氧化床三氧化床四氧化床五循环一蓄热蓄热放热放热吹扫循环二吹扫蓄热蓄热放热放热循环三放热吹扫蓄热蓄热放热循环四放热放热吹扫蓄热蓄热循环五蓄热放热放热吹扫蓄热最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。当前第1页12
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