一种处理化工液态物料及VOC副产物并对有效成份进行回收利用的催化剂及其使用方法与流程

文档序号:12932121阅读:265来源:国知局

本发明涉及化工废料回收利用领域,确切地说是一种新型处理化工液态物料及voc副产物,并对高沸点有效成份进行回收利用的工艺。



背景技术:

目前化工企业的生产都会产生不同程度的液态副产物,这些副产物的处理大都以生化处理方式为主,其缺点是无法对高沸点的化工废物料进行回收利用。

现阶段化工行业普遍认可贵金属催化剂为主要成份的催化焚烧处理技术,这类催化剂起燃温度较低,但高温条件下,贵金属很容易烧结团聚,致使催化剂热稳定性差,易失活,而且催化剂使用成本高,一般企业无法承受。

另一类催化剂也是以贵金属为主要成份,通过多层涂敷技术高度分散活性组分,虽提高了热稳定性,但多层涂敷导致大部分活性组分分布在涂层内层,不利活性组分的充分利用,同时制作周期长,成本高。

废气一直困扰着各化工企业,得不到有效控制,且会造成污染,因此急需提出一套全新的关于副产物处理及回收利用的方法。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种新型处理化工液态物料及voc副产物,并对高沸点有效成份进行回收利用的催化剂使用方法。

上述目的通过以下方案实现:

因为涂料有一定的粘性,浸泡后易堵塞,所以用高强风机将发泡陶瓷的孔吹通,以下简称吹通。

一种处理化工液态物料及voc副产物并对有效成份进行回收利用的催化剂,其特征在于:所述的催化剂以含有适量氧化钴、氧化锌、硫化钼成分的发泡陶瓷为载体,在此载体上涂敷非贵金属成分制得。

所述的一种处理化工液态物料及voc副产物并对有效成份进行回收利用的催化剂,其特征在于:在发泡陶瓷载体上涂敷内外两层催化活性层,外层催化活性层为稀土金属、碱土金属、硝酸盐及金属钴、钨、铁、铜成分,内层催化活性层以活性氧化铝γ-al2o3和胶联剂负载稀土金属、碱土金属、金属钴氧化物;

所述发泡陶瓷载体为含氧化钴4-6%、氧化锌14-16%、硫化钼19-21%的发泡陶瓷。

所述的处理化工液态物料及voc副产物并对有效成份进行回收利用的催化剂,其特征在于:催化剂涂层处理液外层指的是稀土金属、碱土金属及金属钴、钨、铁、铜的混合物,比表面积为260-300m2/g,孔容0.45-0.5m2/g;

催化剂涂层处理液内层,所述活性氧化铝γ-al2o3、胶联剂、稀土金属、碱土金属、金属钴氧化物,其中质量百分比为:活性氧化铝γ-al2o330-60%、稀土金属10-20%、碱土金属5-18%、金属钴氧化物5-20%。

所述的处理化工液态物料及voc副产物并对有效成份进行回收利用的催化剂,其特征在于:催化剂涂层处理液外层由下述质量百分比的原料组成:所述钴5-10%、钨6-18%、铁10-40%、铜10-35%、镧2%、钇1%、镨3%、钕0.8%、钐1.2%;

催化剂涂层处理液内层,所述稀土氧化物还含有钇1%、镨0.5%、钕1%、钐2%成分。

所述的处理化工液态物料及voc副产物并对有效成份进行回收利用的催化剂,其特征在于:催化剂涂层处理液中碱土金属由碱土金属硝酸盐在涂层高温分解过程中合成得到,所述碱土金属硝酸盐或为钙硝酸盐,镁硝酸盐、钡硝酸盐、锶硝酸盐中的一种。

所述的处理化工液态物料及voc副产物并对有效成份进行回收利用的催化剂,其特征在于:外层催化活性层金属体积含量为20-40g/ft3,用射线光谱仪检测催化剂外表单位面积中主要金属成分的含量比例,每平方英寸含量比例钴:钨=10-15,每平方英寸含量比例钼:铁=10-25。

所述的处理化工液态物料及voc副产物并对有效成份进行回收利用的催化剂,其特征在于:

制备方法包括以下步骤:

(1)稀土氧化铈,氧化锆,过渡金属,金属钴及金属钨,用除盐水按一定比例混合,经碾磨制得内涂层药液放置容器中,所得内层的金属含量为20-50g/ft3,将发泡陶瓷浸泡在涂料中,经5-10小时后取出,用风机吹通,得涂有内层涂料的发泡陶瓷载体;

(2)将涂有内层涂料的发泡陶瓷载体放在90-720℃干燥器中,干燥4-5小时后,放至马福炉中将温度升至90-720℃,焙烧3-10小时后,冷却取出降至常温;

(3)活性氧化铝,过渡金属,金属钴及金属铁,用除盐水按一定比例混合,经碾磨制得外涂层药液放置容器中,所得外层的金属含量为10-30g/ft3,将上一步骤制好的内层催化剂载体浸泡在外涂层药液中,吹通,经90-720℃干燥5-10小时后取出,称重,所得金属含量应为15-50g/ft3,如达不到此数值,经第二次浸泡在外涂层药液吹通,直到重量达到所得金属含量为15-50g/ft3即可;放至马福炉中将温度升至90-720℃,焙烧5-10小时后,冷却取出降至常温,即制得所需催化剂。

所述的催化剂的使用方法,其特征在于:包括以下步骤:

(1)化工液态物料及voc副产物收集到废液罐1中,经过废液变频泵2,送到锅炉烟囱余热回收装置3,吸收废热能量后,由室温升至90-720℃,再送至废液蒸发器的汽包11中,进行气液分离,液体经过废液蒸发器继续蒸发,蒸发出的水蒸汽通过上部管道送入燃烧混合器4中,在废液蒸发器的汽包11中分离出沸点较高的化工液体,经过回收泵13送往化工料收集罐14,有组织排放废气,经输送管道送至反应器的加热混合器5的1号入口16,无组织排放废气经集中,用管道输送至反应器的加热混合器5的2号入口17;

(2)废液蒸发器的汽包11产生的废蒸气送往混合型燃烧器4进行混合提温,温度升至90-720℃,同时废气也送往反应器的加热混合器5,这两种气体在反应器的加热混合器5中将温度升至90-720℃,并混合均匀,进入催化剂室6,在催化剂的作用下进行氧化还原反应,氧化还原后产生热量,使温度升于90-720℃,同时产生符合排放标准的气体;

(3)催化剂室6产生的符合排放标准的高温气体,进入蒸发器7,温度降低热量回收,使废液中的水份进一步被蒸发,温度降低的烟气再一次经过空气予热器8,温度进一步降低,将热量回收到送风机9送出的助燃空气中,温度降低至90-120℃的烟气经过引风机送入烟囱排出,引风机10排出的部分含有热量的气体通过回流管线15进入反应器的加热混合器5中,使这部分热量进一步得到利用。

所述的催化剂的使用方法,其特征在于:包括以下步骤:混合型燃烧器4设有助燃空气旋转补给,在旋转气流的作用下充分混合升温,燃烧器在设计上采用一体旋转混合式。

所述的催化剂的使用方法,其特征在于:混合型燃烧器4的工作原理为:天然气经调节阀进入燃烧器的喷头中,从空气予热器8来的热空气同时送入燃烧器导向叶片中,产生燃烧混合旋转气流,从而使空气和天然气充分燃烧,从废液蒸发器的汽包11中来的废蒸气送入燃烧器的中心点,从中心点喷入,在高温旋转气流的作用下,蒸汽混合升温至90-720℃,为催化剂创造良好的反应条件。

一种基于化工液态物料及voc副产物制得的催化剂的废液处理装置,包括有废液收集罐1、废液变频泵2、锅炉烟囱余热回收装置3、混合型燃烧器4、加热混合器5、催化剂室6、废液蒸发器7、空气予热器8、送风机9、引风机10、烟囱12、化工物料回收泵13、化工料收集罐14、烟气回流管线15;

生产过程中的废液收集到废液收集罐1中,经过废液变频泵2泵压送到锅炉烟囱余热回收装置3,废液吸收废热能量后由室温升至90-720℃,再送至废液蒸发器7的气包11中进行气液分离,废液经过废液蒸发器7继续蒸发,蒸发出的水蒸汽通过上部管道送入混合型燃烧器4中,在废液蒸发器7的气包11中分离出沸点较高的化工液体,经过化工物料回收泵13送往化工料收集罐14;有组织排放废气经输送管道送至反应器的加热混合器5的有组织排放废气入口16,无组织排放废气经集中后用管道输送至反应器的加热混合器5的无组织排放废气入口17;废液蒸发器7的气包11产生的废蒸气送往混合型燃烧器4进行混合提温,温度升至90-720℃,同时废气也送往反应器的加热混合器5,这两种气体在反应器的加热混合器5中将温度升至90-720℃并混合均匀,进入催化剂室6后在催化剂的作用下进行氧化还原反应,氧化还原后产生热量,使温度升至90-720℃,同时催化剂室6产生的符合排放标准的高温烟气,进入废液蒸发器7,高温烟气温度降低热量回收,使废液中的水份被蒸发,温度降低的气体再一次经过空气予热器8,烟气的温度进一步降低,将热量回收到送风机9送出的助燃空气中,温度降低至90-120℃的烟气经过引风机10送入烟囱12排出,引风机10排出的部分含有热量的气体通过回流管线15进入反应器的加热混合器5中,使这部分热量进一步得到利用。

所述混合型燃烧器4设有助燃空气旋转补给,在旋转气流的作用下充分混合升温,混合型燃烧器4采用一体旋转混合式。

所述混合型燃烧器4是将天然气经调节阀进入燃烧器4的喷头中,从空气予热器8来的热空气同时送入混合型燃烧器4导向叶片中,产生燃烧混合旋转气流,从而使空气和天然气充分燃烧,从废液蒸发器7的气包11中来的废蒸气送入燃烧器4的中心点,从中心点喷入,在高温旋转气流的作用下,蒸汽混合升温至90-720℃,为催化剂提供良好的反应条件。

本发明的有益效果为:

1本发明中的催化剂是由一种或多种稀土原料加上部分金属成分代替现普遍应用的贵金属成分,它是以含有一定比例的氧化钴、氧化锌、硫化钼的发泡陶瓷为载体,利用铜、锶、钴、铁和钨来提高催化剂的稳定性,效率高成本低,易于推广和普遍使用。处理后的汽体达到国家排放标准。

2混合型燃烧器设计为助燃空汽旋转补给,在旋转汽流的作用下充分混合升温。燃烧器在设计上采用一体旋转混合式,方式新颖,混合更为均匀,能够节省大量燃料。

3对处理液态、汽态副产物时释放的热能进行回收,用于提取化工物料,更是达到节能降耗从根本上解决污染的目的。

附图说明

图1为基于化工液态物料及voc副产物制得的催化剂的废液处理装置图。

具体实施方式

实施例1:

聚氨酯项目,1.5t/h的生化水处理加上废汽25m3/h的处理,60%--85%的乙二醇每天能回收720kg,催化剂用量1m3,先启动引风机,整个反应器处于负压状态,启动送风机,送风机处于衡压状态,风门开度30%。

参见附图1,一种基于化工液态物料及voc副产物制得的催化剂的废液处理装置,包括有废液收集罐1、废液变频泵2、锅炉烟囱余热回收装置3、混合型燃烧器4、加热混合器5、催化剂室6、废液蒸发器7、空气予热器8、送风机9、引风机10、烟囱12、化工物料回收泵13、化工料收集罐14、烟气回流管线15;

生产过程中的废液收集到废液收集罐1中,经过废液变频泵2泵压送到锅炉烟囱余热回收装置3,废液吸收废热能量后由室温升至90-720℃,再送至废液蒸发器7的气包11中进行气液分离,废液经过废液蒸发器7继续蒸发,蒸发出的水蒸汽通过上部管道送入混合型燃烧器4中,在废液蒸发器7的气包11中分离出沸点较高的化工液体,经过化工物料回收泵13送往化工料收集罐14;有组织排放废气经输送管道送至反应器的加热混合器5的有组织排放废气入口16,无组织排放废气经集中后用管道输送至反应器的加热混合器5的无组织排放废气入口17;废液蒸发器7的气包11产生的废蒸气送往混合型燃烧器4进行混合提温,温度升至90-720℃,同时废气也送往反应器的加热混合器5,这两种气体在反应器的加热混合器5中将温度升至90-720℃并混合均匀,进入催化剂室6后在催化剂的作用下进行氧化还原反应,氧化还原后产生热量,使温度升至90-720℃,同时催化剂室6产生的符合排放标准的高温烟气,进入废液蒸发器7,高温烟气温度降低热量回收,使废液中的水份被蒸发,温度降低的气体再一次经过空气予热器8,烟气的温度进一步降低,将热量回收到送风机9送出的助燃空气中,温度降低至90-120℃的烟气经过引风机10送入烟囱12排出,引风机10排出的部分含有热量的气体通过回流管线15进入反应器的加热混合器5中,使这部分热量进一步得到利用。

混合型燃烧器4设有助燃空气旋转补给,在旋转气流的作用下充分混合升温,混合型燃烧器4采用一体旋转混合式;混合型燃烧器4是将天然气经调节阀进入燃烧器4的喷头中,从空气予热器8来的热空气同时送入混合型燃烧器4导向叶片中,产生燃烧混合旋转气流,从而使空气和天然气充分燃烧,从废液蒸发器7的气包11中来的废蒸气送入燃烧器4的中心点,从中心点喷入,在高温旋转气流的作用下,蒸汽混合升温至90-720℃,为催化剂提供良好的反应条件。

设备启动运行操作:

启动顺序:1、阀门检漏;2、打开风门30%;3、点火同时打开点火枪燃汽阀(延时30s);4、点火结束后,看火检是否有火检信号,若有火则打开长明火燃汽阀门;5、长明火点燃后,打开主汽阀将燃汽枪点燃;6、慢慢开大风门燃烧稳定后,关闭点火抢汽阀;7、反应器建立好温度场后,打开废汽枪压缩空汽阀门;8、适当调节燃烧器,稳定后,打开废汽阀门,调节燃汽、废汽、空汽充分混合升温到90-720℃,稳定建立催化焚烧条件,蒸发器稳定蒸发废汽,检测乙二醇的浓度达到60%-85%的时候,打开回收阀持续回收,并定期检查回收的浓度,根据浓度的大小适当调整回收量,设备稳定运行后,检测处理后的汽体达到国家排放标准

设备停运操作:

1、关闭废汽阀门,关闭主汽阀,再关闭长明火阀门,保持通风吹扫5分钟后关闭风门,停止送风机,引风机;

2、关闭反应器所有供料阀门反应器缓慢降温。

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