[发明专利]高浓度废气催化氧化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废弃处理方法，尤其涉及一种高浓度废气催化氧化方法。

背景技术

随着环保要求的提高，高浓度有机废气的处理越来越得到化工等各生产厂家的重视，催化焚烧是近年来逐步发展的处理有机废气的新兴的先进技术，它是采用贵金属铂、钯等催化剂对挥发性有机物低温氧化燃烧的有机废气进行处理技术，几乎所有挥发性有机物都可在200-650℃的范围内催化燃烧，使有机物或氮氧化物转化成二氧化碳、氯化氢、二氧化氮、二氧化硫、氯气、水和氮气。目前市场上有三个系列的贵金属催化剂：金属蜂窝贵金属催化剂、陶瓷蜂窝贵金属催化剂、陶瓷球型贵金属催化剂。其中金属蜂窝贵金属催化剂具有活性高、机械强度高、热稳定性好、压降小、易于清洗、使用寿命长的特点，预计在石油化工领域将取代球型催化剂和陶瓷催化剂。催化焚烧技术具有正常生产过程中无需任何辅助燃料，系统操作简单、可靠，运行费用低的特点，具有非常好的社会效益和经济效益。目前已应用在：硝酸尾气催化还原处理、丙烯腈尾气催化氧化处理、丙烯酸尾气催化氧化处理、苯酐(PA)、顺酐(MA)、马来酸尾气催化氧化处理、苯乙烯尾气催化氧化处理、苯酚丙酮尾气催化氧化、尿素尾气催化氧化处理、聚丙烯酰胺尾气催化氧化处理、ABS尾气处理、橡胶工业尾气处理、炼油厂尾气催化氧化处理、油漆、喷涂、电子工业尾气处理、纺织工业尾气处理的领域中。已逐渐取代操作复杂，能耗高的热力焚烧系统。

催化焚烧通用工艺介绍如下：有机废气与补充空气经尾气换热器预热后，经加热器(一般只在开车使用)后，达到起始温度200-300℃后，进入催化氧化反应器，有机物在此被氧化为CO₂和H₂O等无机物。氧化反应放出的热量经热量回收装置和尾气换热器后，排入大气。

在工业化生产过程中，高浓度有机废气的组成，往往不是单一组分，通常是多种物质的混合物，以丙烯酸装置尾气为例，其有机组分有；醋酸、甲苯、丙烯酸、丙烯醛、丙烯、丙烷、丙烯酸酯类、醇类、醛类、等等近几十种成分。而这些成分的燃点由高到低各不相同，燃烧时的放热量也不相同，氧化反应速度也不一样，更重要的是在工业化生产时，其原料的组份含量和流量在不同的条件下也在发生着变化。这就给稳定生产带来较大的困难，在催化反应器内，一般装填2-4层催化剂，燃点低、氧化速度快的无机物先被氧化，放出热量，随着反应的深入进行，各层催化剂的温度被逐步提高，高燃点的有机物也开始氧化，并进一步放出热量，催化剂床层温度逐级被推高。以3层为例，因有机物在三层催化剂内停留时间很短，氧化反应迅速被完成，如果出口控制的过低，高燃点有机物起燃时间较晚，反应没有完全结束，即被终止，这样尾气仍然还存在少量的有机物，而达不到环保要求。如果反应器床层出口温度控制过高，这样反应会过于激烈，一旦外部条件稍有变化，如：进料有机物浓度略有增加或补加的空气量有较大的波动等，都会引起反应温度迅速增加，工艺上即使有连锁停车系统，但因这个过程时间很短，一般在10秒～30秒，当发现时，已来不及控制，而造成催化剂床层飞温，严重的将损害催化剂，甚至造成安全事故。催化剂一旦损害，其中的贵金属有效成份将流失，且载体也可能被烧毁并有可能坍塌。所以损坏的催化剂是不可再生和回用的。损坏的催化剂通常是最后一层因温度最高，而损坏的最为严重，下一层次之，第一层损坏最轻。

在化工实际生产控制过程中，反应温度的控制至关重要。如果温度控制低，反应不完全，有机气体残余量较大就被放空，则达不到环保要求。如果温度控制高，不仅催化剂寿命大大缩短，同时因在连续运行的过程中，不稳定因素较多，控制的平稳率很难保证，稍有波动，极易造成飞温，即有可能在30秒内温度快速达到650℃以上，甚至可达到1000℃，这将对催化剂造成毁灭性损坏，也给安全生产带来较大的隐患。

发明内容

为了解决现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种高浓度废气催化氧化方法，分两级或多级对废气进行催化氧化。

本发明的技术方案是：

本发明高浓度废气催化氧化方法，工业废气先与空气混合成待催化的废气，这种废气被加热(预热)后，依次有间隔地经过多级催化层和撤热层，而被多级催化氧化并回收热量后排放。

所述高浓度废气总有机碳含量(TOC)＞1000mg/m³。