床层出口废气温度为350?600°C，从而使得废气中的有机物在每段床层进行部分催化燃烧反应；按照废气流动方向，前一段催化剂床层的有机废气出口通过热量回收装置与下一段床层的有机废气进口相连，从而控制每段床层进口废气温度为150?400°C，并通过热量回收装置取出每段催化燃烧释放出来的反应热，实现热量的回收。
[0020]每段催化剂床层的进口废气的补氧量通过每段催化剂床层的出口温度进行控制，每段床层出口废气温度为350?600°C，从而控制氧的补充量，防止氧量过多导致燃烧放热过大；每段催化剂床层进口温度低于150?400°C之间的某一设定温度时，自动调节相应阀门，调节高温废气进入热量回收装置的量，实现进口温度控制。
[0021]实施例1
某化工企业有多个环氧丙烷储罐，设有氮气保护，储罐平均废气排放量为200Nm3/h，环氧丙烷浓度为138000mg/m3，氧浓度小于1%，其余为N2。
[0022]如果使用常规催化燃烧工艺处理该废气，为了使得床层温升不超过220°C，环氧丙烷浓度不超过9000mg/m3，则需要将废气稀释15倍以上。因此，废气处理装置规模为3000Nm3/h，处理工艺中的催化燃烧反应器、引风机、换热器、加热器等设备的规模均为3000Nm3/h，设备投资和运转费用均很高，催化剂床层的体积空速为20000h \需要催化燃烧催化剂150L。催化燃烧反应器装填蜂窝状贵金属催化剂，催化剂中含Pt 0.26wt%,含Pd
0.13wt%0
[0023]采用本发明工艺和装置处理该有机废气，催化剂使用量和催化燃烧反应器的规模与上述催化燃烧装置相同，在催化燃烧反应器中设置15段催化剂床层，控制每段催化剂床层操作空速为2000(?1,则引风机、换热器、加热器等设备规模仍然为200Nm3/h，不需要增加这些设备的处理规模，大大降低了设备投资和运转费用。
[0024]每个催化剂床层进口废气温度为230-250°C，控制床层温升为180-220°C，补充氧气，控制补氧量使得每段催化剂床层燃烧8000-9000mg/m3的环氧丙烷，反应后每段催化剂床层的出口废气温度为410-470°C，经过热量回收，将温度降至230-250°C，然后进入下一段催化剂床层继续反应。最后一段催化剂床层排放净化气，总经浓度小于100mg/m3，加热进入第一段催化剂床层的冷有机废气后排放。
[0025]整个催化燃烧过程中，氧气补充量为40_50Nm3/h，有机污染物经过每段催化剂床层燃烧放热，回收的热量用于生产蒸汽，使用40°C的锅炉供水，生产170°C、0.SMPa蒸汽约180kg/to
[0026]实施例2
某化工企业有苯化工装置尾气，气量约500Nm3/h，总烃浓度约为53000mg/m3，主要污染物为苯、甲苯、苯胺、环己胺、环己烷等，氧浓度小于2%，其余为N2。
[0027]如果使用常规催化燃烧工艺处理该废气，为了使得床层温升不超过250°C，有机物燃烧量不超过7500mg/m3 (以总烃浓度计)，则需要将废气稀释7倍以上，则废气处理装置规模为3500Nm3/h，处理工艺中的催化燃烧反应器、引风机、换热器、加热器等设备的规模均为3500Nm3/h，设备投资和运转费用均很高。催化剂床层的体积空速为ISOOOh \需要催化燃烧催化剂195L。催化燃烧采用蜂窝状贵金属催化剂，催化剂中含Pt 0.26wt%、含Pd 0.13wt%0
[0028]采用本发明工艺和装置处理该有机废气，催化剂使用量和催化燃烧反应器的规模与上述催化燃烧装置反应器相同，在催化燃烧反应器中设置7段催化剂床层，控制每段催化剂床层操作空速为ISOOOh \则引风机、换热器、加热器等设备规模仍然为500Nm3/h，不需要增加这些设备的处理规模，大大降低了设备投资和运转费用。
[0029]每个催化剂床层进口废气温度为230-250°C，控制床层温升为200-250°C，补充氧气，控制补氧量使得每段催化剂床层燃烧7000-8000mg/m3的有机物(以总烃浓度计)，反应后每段催化剂床层的出口废气温度为430-500°C，经过热量回收，将温度降至230-250°C，然后进入下一段催化剂床层继续反应。最后一段催化剂床层排放净化气，总烃浓度小于80mg/m3，苯、甲苯等各污染浓度均低于排放标准，加热进入第一段催化剂床层的冷物料后排放。
[0030]整个催化燃烧过程中，氧气补充量为55_70Nm3/h，有机污染物经过每段催化剂床层燃烧放热，回收的热量用于生产蒸汽，使用80°C的锅炉供水，生产170°C、0.8MPa蒸汽约260kg/ho
【主权项】
1.一种高浓度有机废气的净化处理方法，其特征在于包括如下内容:有机废气经过换热-预热后通入催化燃烧反应器，反应器内设置隔离的催化剂床层，每段催化剂床层设有废气进出口，在废气进口管线上设有补氧口和管道混合器，使氧气与废气混合均匀后进入催化燃烧反应器，通过分段供氧的方式使得废气中有机物在每段床层中进行部分催化燃烧反应，控制每段床层出口废气温度为350?600°C ;按废气流动方向，前一段催化剂床层的有机废气出口通过热量回收装置与后一段床层的有机废气进口相连，使得进口废气温度为150?400°C，从而取出催化燃烧释放出来的反应热，实现热量的回收。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述有机废气为石油化工行业产生的高有机物浓度、低氧含量的有机废气，废气中有机物浓度为1.5万?30万mg/m3，氧的体积含量小于5%。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:所述有机废气为芳烃储罐排放废气、易挥发化学品储罐排放废气或成品油储罐排放废气，废气中有机物浓度为3万?15万mg/m3。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:催化燃烧反应器中有机废气经过每段催化剂床层的体积空速为6000?200000h \每段催化剂床层的进口废气温度为150?400 0C，出口废气温度为350?600 °C，每段催化剂床层的温升为50?400 °C。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于:催化燃烧反应器中有机废气经过每段催化剂床层的体积空速为10000?10000h \每段催化剂床层的进口废气温度为200?300 °C，出口废气温度为400?550 °C。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:催化燃烧反应器内装有蜂窝型贵金属催化剂，载体为蜂窝陶瓷体，其上担载活性组分Pt、Pd，其中Pt含量为0.2wt%?0.5wt%, Pd含量为 0.lwt% ?0.3wt%07.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:每段床层排出的高温有机废气进入热量回收装置回收热量后进入下一段催化剂床层继续进行催化燃烧反应，回收热量后的废气温度满足催化燃烧反应所需初始反应温度，最终净化气排放温度为300?500°C，经过预热进入催化燃烧反应器前的冷有机废气后，通过排气筒排放。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:热量回收装置是换热器加热水、蒸汽发生器生产蒸汽、或是换热器加热生产中的待加热物料，设置独立的换热通道。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:催化燃烧反应补入空气或者氧气，在每段催化剂床层出口废气温度不超过最高温度以及氧浓度不超过可燃气体爆炸最大氧浓度情况下，尽可能的补充氧，最大程度氧化废气中的有机物。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述有机废气在进入催化燃烧反应器前进行预处理，去除废气中含有的使催化燃烧催化剂中毒的物质；当废气浓度波动很大时，采取必要的浓度均化措施；当废气中含有颗粒物时，设置过滤设备将其除去。11.权利要求1至10任一所述处理高浓度有机废气的净化处理装置，包括引风机、换热器、加热器、催化燃烧反应器、热量回收装置、排气筒、过滤除尘器、管道混合器和温度控制系统，其中所述催化燃烧反应器内设置若干隔离的催化剂床层，每段催化剂床层都设有有机废气进出口，在废气进口管线上设有补氧口和管道混合器，使氧气与废气混合均匀后进入催化燃烧反应器进行部分催化燃烧反应；按废气流动方向，前一段催化剂床层的有机废气出口通过热量回收装置与后一段床层的有机废气进口相连，从而取出催化燃烧释放出来的反应热，实现热量的回收。
【专利摘要】本发明公开了一种高浓度有机废气的净化处理方法，将有机废气经过换热-预热后通入催化燃烧反应器，反应器内设置隔离的催化剂床层，每段床层设有废气进出口，在废气进口管线上设有补氧口和管道混合器，通过分段供氧的方式使废气中有机物在每段床层中进行部分催化燃烧反应；按废气流动方向，前一段催化剂床层的废气出口通过热量回收装置与后一段床层的废气进口相连，从而取出催化燃烧释放出来的反应热，实现热量的回收。本发明可以避免可燃气体爆燃产生的安全隐患，防止催化剂床层温度过高导致的催化剂烧结，并降低了废气处理相关设备的规模和运行能耗，特别适合于石油化工行业产生的高有机物浓度、低氧含量的有机废气的净化处理。
【IPC分类】F23G7/07
【公开号】CN105650651
【申请号】
【发明人】赵磊, 王新, 王筱喃, 刘忠生
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年12月5日