铜系催化剂尾气循环使用的控制装置的制作方法

文档序号:14905798发布日期:2018-07-10 21:59阅读:186来源:国知局

本实用新型涉及一种利用硫酸铜还原制铜粉生产工艺(公开号:1724156A)路线中,还原氧化尾气循环使用的控制装置。



背景技术:

利用硫酸铜还原制铜粉生产工艺中(专利号)其工艺路线:将5水硫酸铜脱水后用氢氮气还原为铜粉,在用空气将铜粉氧化为三元铜粉(催化剂)。理论一吨铜粉剂需要氢氮气(70%氢气30%氮气)900Nm³,实际均消耗在6000 Nm³以上,从目前生产工艺看,大量没有参与还原反应的氢气直接排放到大气中,既不经济也不环保。



技术实现要素:

本实用新型铜系催化剂尾气循环使用及控制装置,天然气管道与燃烧炉连接,燃烧炉与换热器一连接,换热器一与还原床连接,还原床顶部与氨洗涤塔连接,氨洗涤塔与水洗涤塔连接,水洗涤塔与气液分离罐连接,气液分离罐与氨氮压缩机连接,氨氮压缩机经管线与换热器一连接。

所述的循环水进水管道与换热器二连接,换热器二经氨水泵与氨水罐连接;换热器二经管线还与氨洗涤塔连接;换热器二经管线连接至循环水回水。

所述的水洗涤塔底部经水罐连接至水洗涤塔形成循环。

所述的氢气管线及氮气管线分别连接至氨氮压缩机与换热器一的管线上。

本实用新型利用硫酸铜还原制有机硅单体合成用的铜催化剂及制备方法(公开号:1724156A)生产工艺中,在水洗塔后加一套气液分离器和氢氮压缩机及配套工艺管线、仪表和控制系统,将尾气进行压缩后混入高浓度氢气再次进入还原流化床进行反应,形成循环系统。通过对气液分离器后尾气中二氧化硫、氧气进行检测,如果达不到工艺要求就开启气液分离器上放空阀放空,压缩机停止运行,工艺气用外供氢气和氮气保证生产稳定运行;达到工艺要求关闭放空阀,开启压缩机将其压缩,对压缩后的气体进行氢气含量在线分析,通过调节阀补充氢气达到工艺要求浓度后,进入还原床进行还原反应。

本方法工艺操作简单,生产稳定易控制,安全系数高,每吨催化剂消耗氢气在1000 Nm³以内、氮气在300 Nm³以内,经济价值、社会效益、环境效益显著。

附图说明

图1为铜系催化剂尾气循环使用及控制装置图,其中,1.燃气炉,2.换热器一,3.还原床,4.二氧化硫检测仪一,5.引风机,6.氨洗涤塔,7.氨水罐,8.换热器二,9.水洗涤塔,10.水罐,11.气液分离罐,12.氨氮压缩机,13.氨水泵,14.氢气检测仪,15.氧气检测仪,16.二氧化硫检测仪二,17.水泵。

具体实施方式

实施例1

一种铜系催化剂尾气循环使用及控制装置,天然气管道与燃烧炉1连接,燃烧炉1与换热器一2连接,换热器一2与还原床3连接,还原床3顶部与氨洗涤塔6连接,氨洗涤塔6与水洗涤塔9连接,水洗涤塔9与气液分离罐11连接,气液分离罐11与氨氮压缩机12连接,氨氮压缩机12经管线与换热器一2连接。

所述的循环水进水管道与换热器二8连接,换热器二8经氨水泵13与氨水罐7连接;换热器二8经管线还与氨洗涤塔6连接;换热器二8经管线连接至循环水回水。

水洗涤塔9底部经水罐10连接至水洗涤塔9形成循环。

氢气管线及氮气管线分别连接至氨氮压缩机12与换热器一2的管线上。

采用上述这边进行控制说明:

1、二氧化硫监测仪(1)作为还原反应终点判断;

2、二氧化硫监测仪(2)作为尾气循环使用检测,与气液分离器上放空阀、压缩机联锁;

3、氧含量监测仪作为尾气循环使用检测,与气液分离器上放空阀、压缩机联锁;

4、压力传感器(1)与氢气调节阀联锁;

5、压力传感器(1)与气液分离器上放空阀联锁;

6、流量计(1)与氮气调节阀联锁;

7、流量计(2)与氢气气调节阀联锁。

具体工艺路线如下:

1、点火升温,关换热器出口烟气冲冷口,开引风机,将引火棒点燃,插入燃烧炉点火,开天然气流量计进口阀。

2、投料,开氮气流量计进出口阀,开换热器进出口阀,将约3.7吨的硫酸铜干粉投入还原床。

3、在脱水期用氮气(氮气流量由氮气流量计控制)置换装置内气体,气体流量约为100Nm3,在线监测氧含量(O2<10000PPM)符合要求,开启压缩机进行气体回用,并打开压缩机后放空阀,适当放掉部分氮气,开启氢氮气控制阀补充氢气,使混合气体流量符合工艺要求,进行还原反应。

4、还原反应时期,通过对气液分离器后尾气中二氧化硫(2)、氧气进行在线监测:如果达不到工艺要求(SO2<1000PPM或O2<10000PPM)就开启气液分离器上放空阀放空,压缩机停止运行,工艺气用外供氢氮气,保证生产稳定运行;达到工艺要求,关闭气液分离器上放空阀,开启压缩机将其压缩,适当开启气液分离器上放空阀放空,对压缩后的气体进行氢气含量在线分析,通过调节阀补充氢氮气达到工艺要求浓度后,进入还原床进行还原反应。

5、当二氧化硫在线监测仪(1)SO2<800PPM,熄灭燃烧炉,停止加热。

6、还原流化床内温度降到100摄氏度以下,开启气液分离器上放空阀放空,停止压缩机,开启气液分离器上放空阀。

7、从流化床出料口卸下铜粉,本次还原结束。

实例一:

将经过145℃脱水干燥后的硫酸铜粉3.7吨加入到还原床,经过22小时反应,得到铜粉1.342吨,铜粉中硫酸铜含量0.35%,氮气消耗250Nm³,氢气消耗1252Nm³。

实例二:

将经过145℃脱水干燥后的硫酸铜粉3.7吨加入到还原床,经过22小时反应,得到铜粉1.338吨,铜粉中硫酸铜含量0.32%,氮气消耗250Nm³,氢气消耗1210Nm³。

实例三:

将经过145℃脱水干燥后的硫酸铜粉3.7吨加入到还原床,经过22小时反应,得到铜粉1.347吨,铜粉中硫酸铜含量0.33%,氮气消耗250Nm³,氢气消耗1236Nm³。

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