专利名称：丙烯酸废气处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种废气处理工艺，尤其涉及一种丙烯酸废气处理工艺。
背景技术：
处理丙烯酸废气目前多采用传统的热力焚烧废气工艺，即在焚烧炉内部燃烧燃料气或燃料油，使炉内温度达到700～850℃后加入丙烯酸生产过程中排出的废气，使废气中的挥发性有机物在高温下氧化分解成为对环境无害的二氧化碳和水。采用该工艺，基本上实现了氧化分解丙烯酸废气中甲醛、乙醛、丙烯、丙烯酸、丙烯醛、一氧化碳等易氧化有机物，从而达到废气排放标准的目的，但由于热力焚烧过程需要大量蒸汽蒸发废水，需要大量燃料助燃，使废气处理的能耗很高，增加了丙烯酸生产的运行费用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种丙烯酸废气处理工艺，其无需任何辅助燃料、工艺简单、运行费用低、无二次污染、尾气处理彻底。
为解决上述技术问题，本发明一种丙烯酸废气处理工艺，采用催化氧化工艺，其工艺流程为丙烯酸废气与来自空气鼓风机的空气(空气作为稀释气体加入)混合加热后进入催化氧化反应器，在催化氧化反应器中进行催化氧化反应，将有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，催化氧化反应采用蜂窝陶瓷或蜂窝贵金属催化剂，反应压力为0～15kPa(G)，反应温度为100～720℃。
本发明催化反应器的入口温度优先控制在150～450℃，最好在300℃，出口温度优先控制在350～750℃，最好在720℃以下。在催化氧化反应器入口处有一调节反应器入口温度的旁路阀门，在空气鼓风机入口处有一控制反应器出口温度的旁路阀门。
作为本发明的优先技术方案，丙烯酸废气与空气混合后，最好经废气加热器加热到催化剂起燃温度后进入催化氧化反应器。废气加热器最好为焊接板式换热器或热管换热器或翅片管换热器。
作为本发明的另一优先技术方案，丙烯酸废气进行催化氧化反应后，最好进入蒸汽过热器和废气加热器回收热量。其中，1.0～3.0MPa(G)饱和蒸汽进入蒸汽过热器，1.0～3.0MPa(G)过热蒸汽排出蒸汽过热器，驱动丙烯酸装置空气压缩机透平。
催化氧化反应器可采用固定床催化氧化反应器。
催化氧化工艺可采用蒸汽加热器、电加热器、燃油燃烧器、燃气燃烧器进行系统升温开工。
催化氧化处理时发生的主要反应如下
和现有技术相比，本发明具有以下有益效果1、采用催化氧化工艺处理丙烯酸废气，生产过程中无需任何辅助燃料，系统操作简单、可靠，运行费用低，无二次污染，且尾气处理彻底；2、采用蒸汽加热器、电加热器加热的方式进行系统升温开工时，尾气处理过程为无火焰燃烧，可布置在防爆生产场合；3、采用高效热管换热器、焊接板式换热器和翅片管换热器回收反应热以加热进料废气，正常运行过程中无需附加燃料；4、非常宽广的操作范围，可保证丙烯酸尾气中有机物含量变化时，系统能稳定操作；5、大尺寸的催化剂，机械强度高、使用寿命长、阻力降低、无需增压风机；6、采用矩形催化反应器，方便催化剂装填，减少安装维修费用。
图1是本发明丙烯酸废气处理工艺流程图；图2是本发明的固定床催化氧化反应器的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，丙烯酸废气处理工艺采用催化氧化工艺，其工艺流程为丙烯酸废气与所需的经过空气鼓风机1的空气混合后，经废气加热器4加热后进入催化氧化反应器2，进行催化氧化反应，将有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，再进入蒸汽过热器3和废气加热器4回收热量后排入烟囱6。其中，1.0-3.0MPa(G)饱和蒸汽进入蒸汽过热器3，1.0-3.0MPa(G)过热蒸汽排出蒸汽过热器3，驱动丙烯酸装置空气压缩机透平。开工阶段可根据用户提供的公用工程条件用开工加热器5进行系统升温开工。
其中，废气加热器4为焊接板式换热器或热管换热器或翅片管换热器。开工加热器5采用蒸汽加热器、电加热器、燃油燃烧器或燃气燃烧器。在催化氧化反应器2入口处设调节反应器入口温度的旁路阀门，在空气鼓风机1入口处设控制反应器出口温度的旁路阀门。
催化氧化反应器2可采用固定床催化氧化反应器。如图3所示，固定床催化氧化反应器由人孔11、人孔12、气体入口13、气体出口14及催化剂固定床层15组成。其中，催化剂固定在催化剂固定床层15上，经废气加热器4加热的空气与丙烯酸废气进入气体入口13，催化氧化反应后，经气体出口14排出并进入蒸汽过热器3，回收热量。人孔11与人孔12供维修、清理催化氧化反应器时用。
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
以下实施例中进废气加热器的废气条件如下表所示
实施例1丙烯酸废气与所需的空气混合后经废气加热器加热；然后进入催化反应器中进行催化氧化反应，采用蜂窝贵金属催化剂，反应压力为8kPa(G)，反应器的入口温度为300℃，出口温度为650℃，催化氧化反应器出口尾气中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤50mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，进入蒸汽过热器和废气加热器回收热量；最后，排入烟囱。采用以上工艺处理丙烯酸废气，丙烯酸废气转化为二氧化碳和水，其中，丙烷转化率为90％，丙烯转化率为99％。
实施例2丙烯酸废气与所需的空气混合后经废气加热器加热；然后进入催化反应器中进行催化氧化反应，采用蜂窝贵金属催化剂，反应压力为7kPa(G)，反应器的入口温度为150℃，出口温度为450℃，催化氧化反应器出口尾气中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤80mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，进入蒸汽过热器和废气加热器回收热量；最后，排入烟囱。采用以上工艺处理丙烯酸废气，丙烯酸废气转化为二氧化碳和水，其中，丙烷转化率为85％，丙烯转化率为98％。
实施例3丙烯酸废气与所需的空气混合后经废气加热器加热；然后进入催化反应器中进行催化氧化反应，采用蜂窝贵金属催化剂，反应压力为5kPa(G)，反应器的入口温度为250℃，出口温度为520℃，催化氧化反应器出口尾气中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤50mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，进入蒸汽过热器和废气加热器回收热量；最后，排入烟囱。采用以上工艺处理丙烯酸废气，丙烯酸废气转化为二氧化碳和水，其中，丙烷转化率为90％，丙烯转化率为99％。
实施例4丙烯酸废气与所需的空气混合后经废气加热器加热；然后进入催化反应器中进行催化氧化反应，采用蜂窝贵金属催化剂，反应压力为10kPa(G)，反应器的入口温度为200℃，出口温度为450℃，催化氧化反应器出口尾气中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤60mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，进入蒸汽过热器和废气加热器回收热量；最后，排入烟囱。采用以上工艺处理丙烯酸废气，丙烯酸废气转化为二氧化碳和水，其中，丙烷转化率为87％，丙烯转化率为98％。
实施例5丙烯酸废气与所需的空气混合后经废气加热器加热；然后进入催化反应器中进行催化氧化反应，采用蜂窝贵金属催化剂，反应压力为12kPa(G)，反应器的入口温度为250℃，出口温度为500℃，催化氧化反应器出口尾气中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤70mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，进入蒸汽过热器和废气加热器回收热量；最后，排入烟囱。采用以上工艺处理丙烯酸废气，丙烯酸废气转化为二氧化碳和水，其中，丙烷转化率为85％，丙烯转化率为99％。
实施例6丙烯酸废气与所需的空气混合后经废气加热器加热；然后，进入催化反应器中进行催化氧化反应，采用蜂窝陶瓷催化剂，反应压力为15kPa(G)，反应器的入口温度为220℃，出口温度为540℃，催化氧化反应器出口尾气中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤50mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，进入蒸汽过热器和废气加热器回收热量；最后，排入烟囱。采用以上工艺处理丙烯酸废气，丙烯酸废气转化为二氧化碳和水，其中，丙烷转化率为90％，丙烯转化率为99％。
实施例7丙烯酸废气与所需的空气混合后经废气加热器加热；然后，进入催化反应器中进行催化氧化反应，采用蜂窝陶瓷催化剂，反应压力为9kPa(G)，反应器的入口温度为250℃，出口温度为600℃，催化氧化反应器出口尾气中甲醛≤20mg/Nm3，乙醛≤80mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，进入蒸汽过热器和废气加热器回收热量；最后，排入烟囱。采用以上工艺处理丙烯酸废气，丙烯酸废气转化为二氧化碳和水，其中，丙烷转化率为90％，丙烯转化率为99％。
实施例8丙烯酸废气与所需的空气混合后经废气加热器加热；然后，进入催化反应器中进行催化氧化反应，采用蜂窝陶瓷催化剂，反应压力为6kPa(G)，反应器的入口温度为300℃，出口温度为620℃，催化氧化反应器出口尾气中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤60mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，进入蒸汽过热器和废气加热器回收热量；最后，排入烟囱。采用以上工艺处理丙烯酸废气，丙烯酸废气转化为二氧化碳和水，其中，丙烷转化率为90％，丙烯转化率为98.5％。
实施例9丙烯酸废气与所需的空气混合后经废气加热器加热；然后，进入催化反应器中进行催化氧化反应，采用蜂窝陶瓷催化剂，反应压力为4kPa(G)，反应器的入口温度为350℃，出口温度为700℃，催化氧化反应器出口尾气中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤80mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，进入蒸汽过热器和废气加热器回收热量；最后，排入烟囱。采用以上工艺处理丙烯酸废气，丙烯酸废气转化为二氧化碳和水，其中，丙烷转化率为90％，丙烯转化率为99％。
实施例10丙烯酸废气与所需的空气混合后经废气加热器加热；然后，进入催化反应器中进行催化氧化反应，采用蜂窝陶瓷催化剂，反应压力为4kPa(G)，反应器的入口温度为400℃，出口温度为680℃，催化氧化反应器出口尾气中甲醛≤25mg/Nm3，乙醛≤60mg/Nm3，丙烯醛≤16mg/Nm3；之后，进入蒸汽过热器和废气加热器回收热量；最后，排入烟囱。采用以上工艺处理丙烯酸废气，丙烯酸废气转化为二氧化碳和水，其中，丙烷转化率为85％，丙烯转化率为98.5％。
某公司丙烯酸及酯装置废气处理系统2005年3月31日一次投料开车成功，系统运行稳定，丙烯酸废气经本装置处理后排出界区的废气达到国家排放标准。丙烯酸废气处理系统的开车成功，替代了原有的渣油热力焚烧系统，每年可节省渣油2300吨，并可将13吨/时、2.5MPa(G)、220℃的饱和蒸汽过热到280℃以上，用于透平机的运行动力。
权利要求
1.一种丙烯酸废气处理工艺，其特征在于采用催化氧化工艺，其工艺流程为丙烯酸废气与来自空气鼓风机的空气混合加热后，进入催化氧化反应器中进行催化氧化反应，将有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，催化氧化反应采用蜂窝陶瓷或蜂窝贵金属催化剂，反应压力为0～15kPa，反应温度为100～720℃。
2.按权利要求1所述的丙烯酸废气处理工艺，其特征在于所述的催化氧化反应器入口温度为150～450℃，反应器出口温度为350～750℃。
3.按权利要求2所述的丙烯酸废气处理工艺，其特征在于所述的催化氧化反应器入口温度为300℃，反应器出口温度为720℃以下。
4.按权利要求1所述的丙烯酸废气处理工艺，其特征在于所述的催化氧化反应器可采用固定床催化氧化反应器。
5.按权利要求1所述的丙烯酸废气处理工艺，其特征在于丙烯酸废气与空气混合后，经废气加热器加热到催化剂起燃温度后进入催化氧化反应器。
6.按权利要求5所述的丙烯酸废气处理工艺，其特征在于所述的废气加热器为焊接板式换热器或热管换热器或翅片管换热器。
7.按权利要求1所述的丙烯酸废气处理工艺，其特征在于所述的催化氧化工艺采用蒸汽加热器、电加热器、燃油燃烧器、燃气燃烧器进行系统升温开工。
8.按权利要求1所述的丙烯酸废气处理工艺，其特征在于丙烯酸废气进行催化氧化反应后，进入蒸汽过热器和废气加热器回收热量。
9.按权利要求8所述的丙烯酸废气处理工艺，其特征在于1.0～3.0MPa饱和蒸汽进入所述的蒸汽过热器，1.0～3.0MPa过热蒸汽排出所述的蒸汽过热器，驱动丙烯酸装置空气压缩机透平。
10.根据权利要求1所述的丙烯酸废气处理工艺，其特征在于在所述催化氧化反应器入口处有一调节反应器入口温度的旁路阀门，在所述空气鼓风机入口处有一控制反应器出口温度的旁路阀门。
全文摘要
本发明公开一种丙烯酸废气处理工艺，适用于处理丙烯酸装置排出的丙烯酸废气。丙烯酸废气处理采用催化氧化工艺，丙烯酸废气与所需的空气混合后经废气加热器加热后进入催化反应器中进行催化氧化反应，将有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水后进入蒸汽过热器和废气加热器回收热量后排入烟囱。本发明无需任何辅助燃料、工艺简单、运行费用低、无二次污染、尾气处理彻底。
文档编号B01D53/86GK1903413SQ20051002817
公开日2007年1月31日 申请日期2005年7月27日 优先权日2005年7月27日
发明者赵小平, 魏立林, 高军, 刘利, 巩传志, 刘学线 申请人:上海东化环境工程有限公司