发布时间 : 星期日 文章工业尾气催化燃烧处理系统操作手册更新完毕开始阅读10a700fcc77da26925c5b0a1
O2 CO2 H2O n-C4（正丁烷） 醋酸 丙烯酸 合计 温度 ℃ 压力 KPa（G） 14199.00 1149.72 5101.82 526.0 最大542 最小517 31.0 26.0 ～87973 45 20 14.07 0.83 8.98 0.29 0.02 0.01 100 尾气中的主要污染物为正丁烷、丙烯酸和醋酸，一氧化碳在GB 16297-1997 《大气污染物综合排放标准》中没有排放限制要求，但考虑到一氧化碳易造成人身中毒，因此在系统设计时也将其作为污染物进行考虑。
2.2.2
催化剂转化率曲线
催化剂供应商德国南方化学公司提供的金属蜂窝贵金属催化剂转化率曲线详见下图：
根据上图，可见在500℃左右时，催化剂对一氧化碳、醋酸和丙烯酸的转化率都达
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到了99%以上；在550℃左右时，催化剂对正丁烷的转化率达到了98%以上。
2.2.3
污染物波动浓度范围
根据设计院提供的尾气组成，顺酐尾气中的污染物浓度波动范围为正丁烷在尾气中最小流量为517kg/h，最大流量为542kg/h，一氧化碳、醋酸和丙烯酸的流量保持稳定。尾气中的有机物折合非甲烷总烃的浓度波动范围为：5414.8～5477.1 mg/m3。
2.2.4
达标可行性分析
化工尾气催化燃烧处理系统正常运行状态时，反应器出口温度控制在580～615℃之间，根据催化剂的转化率曲线图，在550℃时金属蜂窝贵金属催化剂对正丁烷、醋酸和丙烯酸的转化率都达到了98%以上，此时，反应器出口净化尾气的非甲烷总烃的浓度在108.3～109.5 mg/m3之间（低于国家规定的标准值120 mg/m3）。而由于反应器的实际运行温度还要高于550℃，催化剂对有机物的实际转化率要高于98%，因此实际的转化效果还要比上述指标更好。因此，经过催化氧化处理系统的处理，顺酐净化尾气完全能满足GB 16297-1997 《大气污染物综合排放标准》的排放要求。
2.3 工艺流程说明
从顺酐装置洗涤塔来的顺酐尾气进入化工尾气催化燃烧处理系统界区后，先经尾气洗涤塔洗涤后进入气液分离器进行气液分离。从气液分离器底部出来的液体返回尾气洗涤塔底部，顶部出来的顺酐尾气首先与循环鼓风机出口的循环尾气混合，进入尾气换热器，再经电加热器进入反应器，进行催化氧化反应，将顺酐尾气中的正丁烷、乙酸和丙烯酸等对环境有害的有机物和一氧化碳转化为对环境无害的二氧化碳和水；从反应器出来的高温净化尾气经蒸汽过热器和余热锅炉并经尾气换热器将冷侧顺酐尾气加热到反应器的入口温度后最终入烟囱。
尾气洗涤塔的洗涤分两层进行，从管网来的新鲜工艺水进入塔顶循环液，经溢流后流入塔的下层填料，经塔底循环泵进行循环。塔底循环泵出口设置一条管线将洗涤废水送出，进入顺酐装置废水罐。（详见顺酐尾气催化燃烧处理系统工艺流程图（PID））
在整个反应过程中当尾气中正丁烷量为526.0kg/h时，需保证将30 t/h 4.0MPa（G）的饱和蒸汽过热到435℃以上，并产生3.7t/h、 4.1MPa（G）的饱和蒸汽。
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2.4 工艺特点
采用Süd-Chemie Inc.（SCI）大规模工业应用的PRO*VOC型金属蜂窝贵金属催化剂(22.25″×23.25″×3.5″)，具有寿命长（3～5年）、阻力小和适应范围广的特点。可保证在符合设计工况规定的进气条件下，催化反应器出口排放的净化尾气中挥发性有机物的浓度达到排放要求。
2.5 操作变量分析
影响顺酐尾气催化燃烧处理系统的主要操作变量有顺酐尾气组成、循环尾气量、催化反应器入口温度、催化反应器出口温度和催化反应器压降。
2.5.1 顺酐尾气组成
顺酐尾气催化氧化反应属于强放热反应，尾气中有机物的含量对反应放热量起着非常重要的作用。尾气中乙酸、丙烯酸、丁烷和一氧化碳的含量高，反应放热量就大，系统的绝热温升就高；尾气中乙酸、丙烯酸、丁烷和一氧化碳的含量低，反应放热量就少，系统的绝热温升就低。在顺酐装置生产不正常时，尾气中丁烷的含量波动较大，会严重影响到尾气处理系统的运行，甚至导致催化剂的烧毁。因此，在顺酐装置生产不正常时，严禁将顺酐尾气引入尾气处理系统，应从尾气处理系统的旁路直接排入烟囱。只有在尾气组成稳定且尾气中的有机物含量在规定范围内时才能将尾气引入顺酐尾气催化燃烧处理系统。
2.5.2 循环尾气量
顺酐尾气经过催化反应器的绝热温升有300～350℃，而正常操作时需要控制系统的绝热温升在250～300℃，因此需要向尾气处理系统中加入稀释气体以降低系统的绝热温升。顺酐尾气催化燃烧处理系统采用循环经过处理后的净化尾气来稀释进料顺酐尾气，控制系统的绝热温升在250～300℃。系统稳定时控制催化反应器的入口温度在300～330℃之间，催化反应器的出口温度稳定在580～615℃之间。
2.5.3 催化反应器入口温度
催化反应器的入口温度是控制顺酐尾气催化燃烧处理系统最重要的操作参数之一。正常操作工况下，催化反应器的入口温度温度控制在300～330℃之间，低于正常操作温度，催化剂的活性低，无法完全转化尾气中的有机物；高于正常操作温度，系统容易形成飞温，甚至会烧毁催化剂床层。
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催化反应器入口温度的控制通过调节电加热器入口旁路调节阀TV-1612/2612的开度来实现。正常工况下TV-1612/2612处于全关状态，当催化反应器入口温度超过操作范围时，打开TV-1612/2612以控制催化反应器入口温度在正常的操作范围内。
2.5.4
催化反应器出口温度
催化反应器的出口温度是顺酐尾气催化燃烧处理系统的另一个最重要的操作参数。正常操作工况下，催化反应器的出口温度控制在580~615℃。催化反应器的出口温度与催化反应器的入口温度、顺酐尾气的组成和循环尾气量有关。正常操作过程中应保持催化反应器入口温度不变，催化反应器出口温度低于正常操作温度，无法完全转化尾气中的有机物，应提高催化反应器的入口温度；但同时，反应器的出口温度也不能太高，如果催化反应器的出口温度高于最高操作温度，就会缩短催化剂寿命甚至烧毁催化剂。
2.5.5
催化反应器压降
在正常操作工况下，顺酐尾气经过催化反应器床层的压降很小，约为6.0kpa。催化反应器催化剂床层的压降增大，意味着催化剂被堵塞，此时应对催化剂进行清洗或更换。
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3.1
3.1.1
系统操作
开车准备
管道和设备洁净检查
以下污染物会使催化剂中毒或堵塞，并缩短催化剂的寿命：铅、汞、砷、锑、锌、铜、锡、铁、镍、铬、硫、硅、磷等元素。因此在本系统开车前一定要清理干净顺酐尾气催化燃烧处理系统管道和设备中的上述物质和灰尘及杂物，这一点对新开工的设备和管道系统非常重要，以确保催化剂不被污染和堵塞。
3.1.2 DCS、阀门和仪表检查
开工前应仔细检查DCS显示、控制、报警和联锁是否工作正常；仔细检查顺酐尾气催化燃烧处理系统各阀门的调节、启闭和联锁是否工作正常，确认阀门XV-1619/2619、TV-1612/2612、TV-1620/2620、TV-1621/2621、TV-1622/2622都处于关闭状态，阀门XV-1618/2618、HV-1601/2601处于全开状态；仔细检查尾气处理系统所有的仪表（包括流量计、温度计、压力表等）是否工作正常。
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