[发明专利]废气催化焚烧处理系统及其调节控制方法

说明书

本发明涉及适于处理挥发性有机物尾气的废气催化焚烧处理系统及其调节控制方法，所述系统包括用于对废气进行加热的预加热装置、用于催化氧化反应的一段催化氧化反应器、用于以一段催化氧气反应后的废气热回收利用的一段热回收装置、用于催化氧化反应的二段催化氧化反应器、用于以二段催化氧气反应后的废气热回收利用的二段热回收装置、用于对二段催化氧化反应后的废气进行选择性催化还原反应以消除氮氧化物的选择性催化还原反应器，所述方法为通过调节相关旁路流量及补充风量进行调节。本发明适应于丙烯腈吸收塔尾气等含有挥发性有机物和氮氧化物的废气处理，有助于降低能耗，方便操作，减少氮氧化物排放。

技术领域

本发明涉及一种废气催化焚烧处理系统，还涉及这种废气处理系统的调节控制方法，这种废气处理系统适于处理挥发性有机物尾气，属污染控制技术领域，主要适应于丙烯腈吸收塔尾气等含有挥发性有机物和氮氧化物的废气处理。

背景技术

化工生产工艺中，主生产工艺很多会产生含有大量挥发性有机物的尾气，会对大气环境造成非常严重的污染。例如，丙烯腈生产工艺采用丙烯氨氧化技术，以丙烯和氨为主要原料，在催化剂的作用下，反应生成丙烯腈及其它副产品，之后经过急冷、回收、精制等工艺流程，得到丙烯腈产品。在回收过程设置丙烯腈吸收塔，该塔塔顶排放的尾气主要成分为氮气、水蒸汽及二氧化碳，同时含有少量的一氧化碳、丙烯腈、丙烯、丙烷以及微量氰化氢等，由于这种尾气热值约为820~343kJ/Nm³，远小于7880kJ/Nm³的标准，不能排入火炬系统。

目前处理这类尾气的方式主要技术路线包括明火焚烧法和催化燃烧法两类，其中明火焚烧法为将尾气送入焚烧炉焚烧，这是国外丙烯腈吸收塔尾气的常用处理方式，通过火焰燃烧将尾气中的各种有机物转化为二氧化碳和水等无机物，一起排入大气，可以通过控制燃烧温度和空气过剩量来控制烟气中的氮氧化物浓度，使其符合排放标准，这种处理方式的烟气排放量大，并含有氮氧化物等污染物质，且燃料消耗量大，不利于节能，且总体处理成本也相对较高。催化燃烧法是将在催化反应器中，以相对较低的温度实现尾气中可燃性组分的氧化分解，但由于尾气中挥发性有机物相对浓度高，放热量高，催化剂容易被烧结失活，因此对待处理废气中的有机物浓度有一定的限制，对有机物浓度波动的适应性较弱，工艺控制要求相对较高，操作难度大，且需要引入大量的冷空气进行降温，产生相对较高的能耗，另外氮氧化物排放不达标，依然对大气环境存在一定的污染。

现有丙烯腈生产的吸收塔尾气中的有机物VOCs主要是丙烯和丙烷，丙烯腈生产装置采用不同的原料，尾气中的有机物浓度也不一样，现有原料主要为三种，纯度99%的丙烯，该原料价格较高，但是尾气中有机物浓度较低；纯度98%的丙烯，该原料价格适中，尾气中有机物浓度较高；纯度96%的丙烯，该原料价格最低，尾气中有机物浓度最高。工厂一般使用丙烯纯度98%的原料，该种原料主要由工厂前端配套乙烯裂解装置提供，若提供丙烯纯度99%的，乙烯裂解厂还需要增加若干分离提纯装置，会提高投资及造价。现有技术下，对于丙烯纯度98%及以下，采用传统工艺流程的，需要补充大量的稀释空气作为降温使用，即使这样，催化剂反应器内温度仍然很高，接近材料的极限使用温度。同时由于补充大量的稀释空气，补气风机的功率大且由于板式换热器效率的限制，大量的热风排入烟囱，白白浪费了热能。

最新的环保排放标准中对补充空气的量也做出了限值，目的是防止通入大量的空气去稀释废气中有机物浓度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适于处理挥发性有机物尾气的废气催化焚烧处理系统及其调节控制方法，以降低能耗，方便操作，减少氮氧化物排放。

本发明的技术方案是：一种适于处理挥发性有机物尾气的废气催化焚烧处理系统，其包括：

预加热装置，用于对废气进行加热，使之适应于后序的一段催化氧化反应器的进口气体温度要求，其进口用于接入废气；