一种适用于低温环境的含肼废气处理装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及废气处理技术领域，具体地，涉及一种适用于低温环境的含肼废气处理装置及方法。
【背景技术】
[0002]目前，对于飞机在高原和低温环境下大多数情况下使用喷淋型废气处理设备对含肼废气进行处理。喷淋型废气处理设备均以水基处理液作为工作介质，其冰点较高，如不采取降冰点措施，工作介质将因结冰而无法正常工作，严重情况下甚至会导致设备的损坏。如果采取降冰点措施，将明显降低对于含肼废气处理的效率，难以确保实现达标排放。由于现有设备难以满足低温环境下高效处理含肼废气的需求，迫切需要适应低温环境下工作的含肼废气处理设备。
[0003]传统的含肼废气处理装置均需在较大功率的情况下才能正常运行。若遇到紧急停电的状况，因废气处理装置无法工作，有毒的含肼废气不能正常排出将会给环境和人体带来巨大的损害。
[0004]所以，需要研制出适应寒冷气候等恶劣条件下的含肼废气的处理装置。适应寒冷气候条件的含肼废气处理设备可达到以下技术指标:
[0005](1)使用环境:-40°C?6(TC
[0006](2)处理能力:彡 10L/min
[0007](3)处理效果:废气处理率> 99%
[0008](4)排放含肼气体浓度:< 0.13mg/m3
[0009]申请号为99126261.1的中国专利公开了一种燃料燃烧处理偏二甲肼废气的方法及设备，以燃料油为燃料，点燃该燃烧器，通入体积百分比浓度为1-30%的偏二甲肼废气一同燃烧，生成水和二氧化碳和氮气，达到处理偏二甲肼废气的目的。焚烧炉炉膛内装有废气分布环，能使废气充分燃烧，尾气经检测，无残留的偏二甲肼，排放达到国家规定的排放标准。此装置使用燃烧法对偏二甲肼废气进行处理，由于燃烧过程中需要不断地添加燃料油以支持燃烧，给废气处理工艺带来诸多不便。其次，利用燃烧法对含肼废气进行处理工艺的燃烧温度在500-800°C，导致其安全系数较低，且不适合在较恶劣环境条件下使用。
[0010]鉴于此，提出本发明。
【发明内容】
[0011]本发明提供了一种适用于低温环境的含肼废气处理装置，具体地，采用了如下的技术方案:
[0012]一种适用于低温环境的含肼废气处理装置，包括催化反应主塔，所述的催化反应塔包括进气管路、催化反应区和出气管路，进气管路设置在底部，出气管路设置在上部，催化反应区设置在进气管路和出气管路之间的区域；所述的催化反应区内分组分层设置复合催化剂，催化反应区的底部催化剂，堆密度大于上部复合催化剂堆密度；所述的催化反应区的四周塔壁上设置加热装置。
[0013]进一步地，所述的催化反应区外围塔壁上的不同部位分别设置温度传感器，温度传感器的检测精度为±0.0rc ;所述的温度传感器连接中央处理器，中央处理器连接加热
目-Ο
[0014]进一步地，所述的进气管路连接气体均布器，气体均布器为一输气管道；所述的输气管道贯穿整个催化反应塔的底部，输气管道的管壁上均匀开设有出气孔。
[0015]进一步地，所述的催化反应塔还包括栅板、填料压板和上盖法兰，栅板设置在主催化反应塔的底部且位于进气管路的上方，上盖法兰盖在主催化反应塔的上端使其密闭，填料压板通过升降螺栓连接在上盖法兰的内壁上；所述的升降螺栓使填料压板上下运动，所述的填料压板和栅板之间形成催化反应区。
[0016]进一步地，所述的催化反应区的高径比为2:1?4:1。
[0017]进一步地，所述的复合催化剂的主要成分为二氧化锰与混合轻稀土氧化物，质量比为1:1.5?2.5，载体为20目的A1203，添加有铱、钌贵金属成分，其质量比例分别为
0.1%?0.3%铱、0.3%?0.5%钌。
[0018]进一步地，所述的复合催化剂独立设置，所述设置在催化反应塔底部的复合催化剂为颗粒状载体催化剂，设置在催化反应塔中部及上部的复合催化剂呈为蜂窝载体催化剂。
[0019]进一步地，还包括过滤装置、调压稳压装置和第一送气阀，所述的过滤装置的进口接入含肼废气，过滤装置的出口连接调压稳压装置的进口，调压稳压装置的出口连接第一送气阀的入口，第一送气阀的出口连接催化反应塔的进气管路的入口。
[0020]进一步地，所述的催化反应塔包括主催化反应塔和辅催化反应塔，辅催化反应塔与主催化反应塔的结构相同；所述的主催化反应塔通过第一送气阀连接调压稳压装置，辅催化反应塔通过第二送气阀连接调压稳压装置，且主催化反应塔的出气管路通过第三送气阀与辅催化反应塔的进气管路连接。
[0021]进一步地，还包括气体检测装置，气体检测装置设置在催化反应塔的出气管路的出口处；气体检测装置将检测结果传输至控制仪器，控制仪器设有可根据预设浓度值进行报警的报警装置；所述的气体检测装置为气体浓度传感器，气体浓度传感器连接第四送气阀。
[0022]本发明同时提供了一种适用于低温环境的含肼废气处理装置的含肼废气处理方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0023]S1，接通电源，温度传感器检测主催化反应塔温度、气体浓度传感器检测装置内的气体浓度，并将检测数据发送给控制仪器；
[0024]S2，控制仪器进行判断，当检测数据满足要求时，则进行下一步骤，否则则进入状态准备阶段，调节温度、压力等参数后返回步骤S1 ；
[0025]S3，加热装置开始工作，对主催化反应塔进行预热，使主催化反应塔达到最低工作温度后停止加热；
[0026]S4，调节调压稳压装置，开启第一送气阀、关闭第二送气阀、第三送气阀和第四送气阀，向主催化反应塔内通入含肼废气；
[0027]S5，主催化反应塔对含肼废气进行催化处理；
[0028]S6，经过主催化反应塔催化反应后的气体经过排气管路时，气体浓度传感器检测其含肼浓度，判断是否达标，若达标，则开启第四送气阀排出气体，若不达标，开启第三送气阀，关闭第四送气阀，使气体进入辅催化反应塔经催化反应后排放；
[0029]S7，所有待处理废气处理完毕后，关闭送气阀调压稳压装置门、调压稳压装置、设备电源。
[0030]本发明解决了含肼废气处理设备存在的低温适应性差、保障复杂等问题，可以在高原和北方低温环境下进行含肼废气进行高效处理，实现达标排放。
[0031]本发明所述的含肼废气的处理装置，主要利用肼具有还原性的特性，同时结合催化剂本身具有的高专一性、高选择性、高稳定性的特点，对于含肼废气采用催化法从而有效地去除废气中的肼。本发明主要利用催化反应塔来对含肼废气中的肼进行催化反应，本发明的催化反应塔具有如下的特点:
[0032]催化反应塔内部复合催化剂填料分组分层放置，更换方便，且不易破碎，底部填充有颗粒状载体催化剂，顶部为块状蜂窝载体催化剂，底部催化剂堆密度大于顶部，进而确保在底部反应区域实现催化剂与待处理气体产生一定的热量，从而更加有利于催化反应的进行，增强后续催化反应的效果。
[0033]催化塔的催化反应区的高径比为2:1?4:1，同时在催化反应区底部填充颗粒状载体催化剂，进而增加复合催化剂堆密度，此种改进可增加肼气体开始进行催化反应时床层温度，进而有效缓解外部低温环境催化活性低的缺点，同时降低催化反应塔体内空速对催化反应效率的影响，从而有利于催化反应的顺利进行。
[0034]催化反应塔的催化反应区外围设置有加热装置，该加热装置为设置在催化反应区四周塔壁上的硅胶加热片，硅胶加热片有硅胶加热膜组成，硅胶电热膜具有良好的抗化学腐蚀能力，可用于潮湿、腐蚀性气体等环境比较恶劣的场所，所以本装置在寒冷的区域也能正常使用。塔体加热装置作为设备运行的辅助手段，在低温环境下如现场不具备加热条件，设备仍可实现含肼废气的处理，但是处理效率将有所下降，设备应急性、机动性有所增强。
[0035]催化反应塔外围不同部位均设置高精度温度传感器，检测精度为±0.01°C，当外部环境温度低于预设温度时，温度控制器控制塔壁上的加热装置启动，当加热温度达到预设温度时，温度传感器输出4?20mA信号至自动控制装置停止加热。当催化反应塔在使用时外部环境温度高于催化反应所需最低温度时，催化反应可正常工作，设备无需开启加热装置，进而增强设备应急处理能力，可更加适用于车载式使用要求。
[0036]催化反应塔内的的复合催化剂采用以蜂窝式A1203为载体的贵金属催化剂，既可以高效去除废气中的肼，简化了使用和维护操作，解决现有设