CN101816880A

CN101816880A - 一种顺酐废气回收利用系统及方法

Info

Publication number: CN101816880A
Application number: CN200910260138A
Authority: CN
Inventors: 胡靖文; 张华兴
Original assignee: BEIJING KEKANG ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING KEKANG ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2010-09-01

Abstract

本发明公开了一种顺酐废气热能回收利用系统和回收利用方法，该系统内包括依次连接的用于苯氧化生产顺酐的吸收塔、用于预热顺酐废气的热交换器、用于将顺酐废气加热至催化燃烧前所需温度的加热器、用于催化燃烧顺酐废气的催化燃烧反应器、和利用顺酐废气燃烧后产生的热能的转变成饱和蒸汽的废热锅炉。其回收利用方法为：将吸收塔内排出的顺酐废气送入热交换器，把顺酐废气加热到催化燃烧前所需温度，然后将顺酐废气送入催化燃烧反应器内进行催化燃烧反应，燃烧后的高温气体送入废热锅炉，最后将废热锅炉中排出的气体再送入热交换器，将顺酐废气预热到催化燃烧所需温度，然后排入烟筒。该系统和方法具有结构简单，回收能量效果显著的优点。

Description

一种顺酐废气回收利用系统及方法

技术领域

本发明涉化工生产中的废气热能回收利用系统和废气热能回收利用的方法，具体涉及一种顺酐废气热能回收利用系统和回收利用方法。

背景技术

苯在氧化生产顺酐的废气中含有未转化的微量有机物、一氧化碳和二氧化碳。由于在上述废气中含有一定比例的有害、有毒、有味物质，将这些废气直接排放掉，将会对大气环境造成严重危害，并且在上述废气中还含有大量的可燃物质。现有技术中，由于没有有效的回收利用手段，或因回收利用系统机构过于复杂，回收利用成本过高而为不能予以实施。因此，如何采用简单便捷的工艺，和简洁低成本的回收系统，将上述顺酐废气中的能量得到有效的利用，同时还可减少顺酐废气对大气环境的污染，已成为本领域技术人员有待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，设计一种顺酐废气热能回收利用系统和回收利用方法。该回收利用系统和回收利用方法具有结构简单，回收热量效果显著，回收利用后的排放气体符合国家标准。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计该系统内包括用于苯氧化生产顺酐的吸收塔、预热顺酐废气的热交换器、将顺酐废气加热至催化燃烧前所需温度的加热器、催化燃烧顺酐废气的催化燃烧反应器、和利用顺酐废气燃烧后热能的废热锅炉；在所述吸收塔上设有顺酐废气的排气口，所述排气口与热交换器上的第一进气口连接，热交换器上的第一出气口与加热器的进气口连接，加热器的出气口与催化燃烧反应器的进气口连接，催化燃烧反应器的出气口与废热锅炉的进气口连接，废热锅炉的出气口与热交换器上的第二进气口连接，热交换器上的第二出气口与吸收塔的放空烟筒连接。

其中，在所述热交换器与加热器连接的管路上，并联连接有风机，所述风机用于所述热交换器正常工作前向加热器中输入热风，所述风机内设有电加热装置。

其中，在所述风机出口附近装有用于调节风机排风量的第一阀门。

其中，在所述废热锅炉内设有排管，所述排管下部吸入热量，上部为蒸汽包，放出热量，燃烧后的高温尾气入下部，热量从上部蒸汽包导出。

其中，在所述蒸汽包的出口设置有自动调压阀，保持蒸汽压力稳定，另有进水量自控阀，控制废热锅炉废气出口的气体温度。

其中，在所述加热器内设置有若干根电加热管。

本发明还提供一种顺酐废气热能回收利用方法，其特征在于，所述方法包括如下工艺步骤：

S1：将吸收塔内排出的顺酐废气送入热交换器，在热交换器内，顺酐废气与顺酐废气经过燃烧后的尾气进行热交换，所述热交换过程用于对顺酐废气进行预热；

S2：将S1步骤中得到的顺酐废气送入催化燃烧反应器内进行催化燃烧反应，该催化燃烧反应过程将顺酐废气转化成为热能和符合排放标准的气体；

S3：将S2步骤中得到的高温气体送入废热锅炉，所述高温气体在废热锅炉内与排管中的循环水进行冷热交换，所述高温气体将排管内的循环水加热成水蒸气；

S4：将S3步骤中从废热锅炉中排出的气体再送入所述热交换器，所述气体用其余热预热顺酐废气，然后再排入吸收塔烟筒。

其中，所述顺酐废气在回收过程开始阶段，先由风机将热风及少量低温顺酐废气一起送入加热器，加热器将热空气及顺酐废气一起加热至催化燃烧前所需温度，然后进入催化燃烧反应器内进行催化燃烧反应，催化燃烧后的尾气经废热锅炉热交换后再返回到热交换器内，当热交换器中的第二出气口的出气温度达到设定温度后，所述风机将停止吹风。

其中，在所述风机与所述加热器连接的管路上装有第一阀门，在所述热交换器与所述吸收塔连接的管路上装有第二阀门和第三阀门；在顺酐废气热能回收利用过程的开始阶段第一阀门完全打开，第二阀门和第三阀门打开的较小，随着热交换器第二出气口的出气温度逐渐升高，将第一阀门逐渐关闭直至完全关闭，同时将第二阀门和第三阀门逐渐打开直至完全打开。

本发明的优点和有益效果在于：由于该顺酐废气热能回收利用系统和回收利用方法，只是利用热交换器、加热器、催化燃烧反应器等设备，就可以将苯氧化生产顺酐过程中产生的废气中的能量回收利用，同时还可以使其废气的排放符合国家标准，该系统具有结构简单，回收工艺简单，回收热量效果显著。该系统为自控系统，具有工作可靠、使用、维护简单、安全的特点。系统中的压力、流量、液位等现场一次仪表，均选用精准可靠性较高的仪表，中央控制室选用DCS计算机控制系统，具有对现场工艺过程进行实时监控、记录、显示、报警和打印报表，显示历史曲线的功能。

附图说明

图1是本发明顺酐废气热能回收利用系统图。

图中：1、吸收塔；2、热交换器；3、加热器；4、催化燃烧反应器；5、废热锅炉；6、排气口；7、第一进气口；8、第一出气口；9、进气口；10、出气口；11、进气口；12、出气口；13、进气口；14、出气口；15、第二进气口；16、第二出气口；17、回气口；18、风机；19、第一阀门；20、排管或盘管；21、入口端；22、供暖系统；23、出口端；24、蒸汽包；25、出口端；26、调压阀；27、第二阀门；28、第三阀门。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明具体实施的技术方案是：

实施例1

一种顺酐废气热能回收利用系统，该系统内包括用于苯氧化生产顺酐的吸收塔1、用于预热顺酐废气的热交换器2、用于将顺酐废气加热至催化燃烧前所需温度(250℃)的加热器3、用于催化燃烧顺酐废气的催化燃烧反应器4、和用于吸收顺酐废气燃烧后热能的废热锅炉5；在所述吸收塔1上设有顺酐废气的排气口6，所述排气口7与热交换器2上的第一进气口7连接，热交换器2上的第一出气口8与加热器3的进气口9连接，加热器3的出气口10与催化燃烧反应器4的进气口11连接，催化燃烧反应器4的出气口12与废热锅炉5的进气口13连接，废热锅炉5的出气口14与热交换器2上的第二进气口15连接，热交换器5上的第二出气口16与吸收塔1的放空烟筒17连接。

实施例2

在实施例1的基础上，本发明较佳的技术方案是：在所述热交换器2与加热器3连接的管路上，并联连接有一台风机18，所述风机18用于所述热交换器2在正常工作前，也就是说所述热交换器2内还没有通入，或通入了未达到设定温度的顺酐废气燃烧后的尾气，此时需要向加热器3中输入热风，在所述风机18内可安装电加热装置，其它与实施例1完全相同。

实施例3

在实施例2的基础上，本发明较佳的技术方案还包括：在所述风机18出口附近装有用于调节风机18排风量的第一阀门19，其它与实施例2完全相同。

实施例4

在实施例3的基础上，本发明较佳的技术方案还包括，在所述废热锅炉5内设有排管20，所述排管20的入口端21经管路与供暖系统22相连接，所述排管20的出口端23与蒸汽包24相连接，其它与实施例1完全相同。

实施例5

在实施例4的基础上，本发明的较佳的技术方案还包括，在所述蒸汽包24的出口端25与厂蒸汽管网连接，在所述蒸汽包24上还设置有调压阀26，所述调压阀26用于控制废热锅炉的软水量，控制废热锅炉5中废气的出气口14的气体温度，其它与实施例4完全相同。

实施例6

在实施例5的基础上，本发明的较佳的技术方案还包括，在所述加热器内设置有若干根电加热管，其它与实施例1完全相同。

实施例7

一种顺酐废气热能回收利用方法，所述方法包括如下工艺步骤：

第一步：将吸收塔内排出的顺酐废气送入热交换器，在热交换器内，顺酐废气与顺酐废气经过燃烧后的尾气进行热交换，所述热交换过程用于对顺酐废气进行预热；

第二步：将第一步骤中得到的顺酐废气送入催化燃烧反应器内进行催化燃烧反应，该催化燃烧反应过程将顺酐废气转化成为热能和符合排放标准的气体；

第三步：将第二步骤中得到的高温气体送入废热锅炉，所述高温气体在废热锅炉内与排管中的循环水进行冷热交换，所述高温气体将排管内的循环水加热成水蒸气；

第四步：将第三步骤中从废热锅炉中排出的气体再送入所述热交换器，所述气体用其余热预热顺酐废气，然后再排入吸收塔烟筒。

实施例8

在实施例7的基础上，本发明的较佳的技术方案还包括，所述顺酐废气在回收过程开始阶段，先由风机18将热风及少量低温顺酐废气一起送入加热器3，加热器3将热空气及顺酐废气一起加热至催化燃烧前所需温度(300℃～350℃)，然后进入催化燃烧反应器4内进行催化燃烧反应，催化燃烧后的尾气经废热锅炉5热交换后再返回到热交换器2内，当热交换器2中的第二出气口16的出气温度达到设定温度(170℃左右)后，所述风机18将停止吹风，其它工艺步骤与实施例7完全相同。

实施例9

在实施例7基础上，本发明的较佳的技术方案还包括，在所述风机18与所述加热器3连接的管路上装有第一阀门19，在所述热交换器2与所述吸收塔1连接的管路上装有第二阀门27和第三阀门28；在顺酐废气热能回收利用过程的开始阶段第一阀门19完全打开，第二阀门27和第三阀门28打开的较小，随着热交换器2第二出气口16的出气温度逐渐升高，将第一阀门19逐渐关闭直至完全关闭，同时将第二阀门27和第三阀门28逐渐打开直至完全打开，其它工艺步骤与实施例7完全相同。

本发明所述顺酐废气热能回收利用的工艺流程为：

由吸收塔1排出的顺酐废气经风机18，将尾气与热空气一起输入加热器3，在热交换器2内催化燃烧后的尾气，经废热锅炉5降温后，与吸收塔1排出的顺酐废气进行热交换，在热交换器2内将顺酐废气温度提升后经加热器3进入催化燃烧反应器4，当反应器出口温度上升500℃左右，进入废热锅炉5由系统多级泵提供的脱氧软水进入废热锅炉，脱氧软水与燃烧反应后的尾气进行热交换后产生蒸汽，通过调节软水流量来控制废热锅炉5的出口气体温度(380℃左右)，由此产生的蒸汽输入蒸汽包24，通过自控调节阀26调节蒸汽包24内的压力，富余蒸汽通入蒸汽管网，保持废热锅炉5出口气体温度稳定就能保持热交换器第二出口的尾气温度稳定，使催化燃烧正常进行。

当加热空气进入催化燃烧反应器4后，可提高催化剂温度，当催化燃烧反应器4的进口气体温度达到反应所需温度(250℃)以上逐步打第二阀门和第三阀门，关闭第一阀门。当运行正常后，开启废热锅炉5，控制进入热交换器的尾气温度，保持进催化剂燃烧反应器4的气体进口温度在反应所需温度以上。

为保证尾气催化燃烧的转化率，进催化燃烧反应器4的温度必须保持在250℃±20℃范围。反应的温度高低决定了催化燃烧转化率，也影响了放热量，造成催化燃烧反应器4出口温度上下变化。为保证催化燃烧反应器进口温度恒定，必须使进热交换器的第二出口温度(130℃左右)恒定，由于进废热锅炉5的热量变化只要靠产生蒸汽量的多少就能保持进热交换器2的温度，在废热锅炉5换热面积足够的情况下，通过控制系统进入废热锅炉的水流量就能保持进入热交换器2的进气温度恒定，使顺酐废气进入催化燃烧反应器后就能完全转化，保持长期稳定运行。蒸汽包24的压力控制对装置平稳换热运行也起着重要作用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种顺酐废气热能回收利用系统，其特征在于，该系统内包括用于苯氧化生产顺酐的吸收塔、预热顺酐废气的热交换器、将顺酐废气加热至催化燃烧前所需温度的加热器、催化燃烧顺酐废气的催化燃烧反应器、和利用顺酐废气燃烧后热能的废热锅炉；在所述吸收塔上设有顺酐废气的排气口，所述排气口与热交换器上的第一进气口连接，热交换器上的第一出气口与加热器的进气口连接，加热器的出气口与催化燃烧反应器的进气口连接，催化燃烧反应器的出气口与废热锅炉的进气口连接，废热锅炉的出气口与热交换器上的第二进气口连接，热交换器上的第二出气口与吸收塔的放空烟筒连接。

2.如权利要求1所述的顺酐废气热能回收利用系统，其特征在于，在所述热交换器与加热器连接的管路上，并联连接有风机，所述风机用于所述热交换器正常工作前向加热器中输入热风，所述风机内设有电加热装置。

3.如权利要求2所述的顺酐废气热能回收利用系统，其特征在于，在所述风机出口附近装有用于调节风机排风量的第一阀门。

4.如权利要求1所述的顺酐废气热能回收利用系统，其特征在于，在所述废热锅炉内设有排管，所述排管下部吸入热量，上部为蒸汽包，放出热量，燃烧后的高温尾气入下部，热量从上部蒸汽包导出。

5.如权利要求4所述的顺酐废气热能回收利用系统，其特征在于，在所述蒸汽包的出口设置有自动调压阀，保持蒸汽压力稳定，另有进水量自控阀，控制废热锅炉废气出口的气体温度。

6.如权利要求1所述的顺酐废气热能回收利用系统，其特征在于，在所述加热器内设置有若干根电加热管。

7.一种顺酐废气热能回收利用方法，其特征在于，所述方法包括如下工艺步骤：

8.如权利要求7所述的顺酐废气热能回收利用方法，其特征在于，所述顺酐废气在回收过程开始阶段，先由风机将热风及少量低温顺酐废气一起送入加热器，加热器将热空气及顺酐废气一起加热至催化燃烧前所需温度，然后进入催化燃烧反应器内进行催化燃烧反应，催化燃烧后的尾气经废热锅炉热交换后再返回到热交换器内，当热交换器中的第二出气口的出气温度达到设定温度后，所述风机将停止吹风。

9.如权利要求8所述的顺酐废气热能回收利用方法，其特征在于，在所述风机与所述加热器连接的管路上装有第一阀门，在所述热交换器与所述吸收塔连接的管路上装有第二阀门和第三阀门；在顺酐废气热能回收利用过程的开始阶段第一阀门完全打开，第二阀门和第三阀门打开的较小，随着热交换器第二出气口的出气温度逐渐升高，将第一阀门逐渐关闭直至完全关闭，同时将第二阀门和第三阀门逐渐打开直至完全打开。