一种酒精催化乙醛产生尾气的处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及尾气处理领域，特别是涉及一种酒精催化乙醛产生尾气的处理装置。


背景技术：

2.乙醛是重要的有机化学品，用于制造醋酸、醋酐、合成树脂、橡胶、塑料、香料，也用于制革、用作防腐剂、防毒剂、显像剂、溶剂、还原剂等，是合成农药、医药、食品和饲料添加剂的重要原料中间体，具有非常广泛的市场用途。目前世界上生产乙醛的工艺路线主要有两条，一条是以乙醇为原料，经催化氧化反应生产乙醛；另一条是以乙烯为原料，进行催化氧化反应生产乙醛。国际上，几乎都采用乙烯路线，而我国酒精法(酒精法)和乙烯法两条路线并在，但大型乙醛生产装置多数以乙烯为原料。近年来，国内外生产乙醛的工艺已经倾斜于生物质法，即乙醇氧化法生产乙醛，但采用此法生产的厂家普遍存在工艺路线复杂、投资高、转化率低、单炉生产能力低、消耗高、回流比大、大气污染严重的问题。因此，提高原料转化率、降低生产过程中的能源消耗和物料消耗，就意味着降低生产成本，增加生产效益，这对生产企业至关重要。现有生产工艺中产生的尾气直接排放，其中含有乙醇等可燃物质，造成了资源浪费的问题。
3.专利文件cn105716095a公开了乙醇催化氧化法生产乙醛尾气的处理方法及其处理系统，其中加压风机与废气燃烧炉之间还设置有废气预热器，废气燃烧炉上还设置有空气管,空气管上设置有空气预热器，进而提前将废气和空气进行预热，但是仅仅设置一组废气预热器和空气预热器并不能充分对烟气形成呈梯度的回收，使得烟气的热量不能被充分利用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种酒精催化乙醛产生尾气的处理装置，以解决上述现有技术存在的问题，不仅实现了尾气的零排放，而且通过对尾气的深度利用，对其能量进行充分的回收，实现节能降耗的目的。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：提供一种酒精催化乙醛产生尾气的处理装置，包括依次对尾气燃烧后产生的烟气进行换热的第一助燃气体换热器、第一尾气换热器、第二尾气换热器和第二助燃气体换热器，所述第一助燃气体换热器和所述第一尾气换热器靠近烟气流动的初始端，所述第二尾气换热器和所述第二助燃气体换热器靠近烟气流动的末端，所述第一尾气换热器和所述第二尾气换热器内分别设有用于通入尾气且相连通的尾气换热管，所述第一助燃气体换热器和所述第二助燃气体换热器内分别设有用于通入助燃气体且相连通的助燃气体换热管。
6.优选的，所述第一助燃气体换热器连通有余热锅炉，所述余热锅炉内设有用于对烟气进行初步换热的蒸发器。
7.优选的，所述蒸发器连通蒸汽回收系统，且所述蒸汽回收系统和所述蒸发器之间
设有用于将蒸汽和水分离的汽包。
8.优选的，所述余热锅炉外侧设有排水池，所述汽包和所述余热锅炉分别与所述排水池之间设有连续排污膨胀器和定期排污膨胀器。
9.优选的，所述汽包连通有用于将所述汽包产生的空气排出的分汽台。
10.优选的，所述余热锅炉连通尾气燃烧炉，所述尾气燃烧炉的进气通道连通有尾气进气管道和助燃气体进气管道，所述尾气进气管道连通所述第一助燃气体换热器内的所述助燃气体换热管，所述助燃气体进气管道连通所述第一尾气换热器内的所述尾气换热管。
11.优选的，所述助燃气体进气管道沿所述进气通道的进气方向设置在所述尾气进气管道前侧。
12.优选的，所述第一助燃气体换热器连通有用于排出烟气的引风机和烟筒。
13.优选的，所述第一尾气换热器和所述第二尾气换热器之间连通有省煤器，所述省煤器内设有用于回收烟气余热的流体换热机构，所述流体换热机构内储存有导热流体。
14.优选的，所述流体换热机构和用于供给导热流体的机构之间设有用于除去流体内氧气的除氧器。
15.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
16.第一、烟气流动的初始端，第一助燃气体换热器位于第一尾气换热器前侧，以保证后续进入尾气燃烧炉内的空气温度能够高于尾气的温度，进而保证尾气能够充分燃烧，避免进入尾气燃烧炉的空气温度低于尾气温度，影响尾气的燃烧，导致其燃烧不充分。
17.第二、烟气流动的末端处，第二尾气换热器位于第二助燃气体换热器前侧，由于尾气为酒精催化乙醛产生的尾气，具有一定的热量，且助燃气体一般采用空气，进而利用第二尾气换热器位于第二助燃气体换热器前侧，避免尾气受低温度烟气的影响，导致其自身温度降低。
18.第三、包括依次对尾气燃烧后产生的烟气进行换热的第一助燃气体换热器、第一尾气换热器、第二尾气换热器和第二助燃气体换热器，第一助燃气体换热器和第一尾气换热器靠近烟气流动的初始端，第二尾气换热器和第二助燃气体换热器靠近烟气流动的末端，在对尾气和助燃气体进行换热时，利用末端温度较低的烟气对尾气和助燃气体先行换热，在利用初始端温度较高的烟气对尾气和助燃气体再换热，一方面，尾气和助燃气体利用温度较低的烟气预热后，达到了一定的初始温度，在利用温度较高的烟气预热，进而能够快速达到相应的高温，相对于直接且仅仅利用温度较高的烟气进行预热，本实用新型中尾气和助燃气体更容易达到预想的温度值，另一方面，烟气对尾气和助燃气体形成两级预热，而且延长了对尾气和助燃气体预热的时间，所以能够有效提高尾气和助燃气体在燃烧时的初始温度，进而能够保证对尾气的燃烧效果，进一步的，利用尾气和助燃气体对烟气进行换热，并形成梯度换热的方式，保证了对烟气热量的充分利用。
19.第四、余热锅炉连通尾气燃烧炉，尾气燃烧炉的进气通道连通有尾气进气管道和助燃气体进气管道，利用尾气燃烧炉对尾气进行燃烧，将尾气中的能量以热量的方式进行释放，便于回收利用。
20.第五、助燃气体进气管道沿进气通道的进气方向设置在尾气进气管道前侧，避免尾气先行进入尾气燃烧炉内进行燃烧时，得不到充足的氧气，造成不饱和燃烧，进而不能够将尾气中的能量进行充分利用。
21.第六、第一尾气换热器和第二尾气换热器之间连通有省煤器，省煤器内设有用于回收烟气余热的流体换热机构，流体换热机构内储存有导热流体，以利用导热流体对烟气中的热量进一步回收，保证对烟气中热量的充分利用。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型整体结构示意图；
24.其中，1
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尾气燃烧炉；2
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余热锅炉；3
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汽包；4
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分汽台；5
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除氧器；6
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连续排污膨胀器；7
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排水池；8
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烟筒；9
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引风机；10
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第二助燃气体换热器；11
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第二尾气换热器；12
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省煤器；13
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第一尾气换热器；14
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第一助燃气体换热器；15
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定期排污膨胀器；16
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进气通道。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.本实用新型的目的是提供一种酒精催化乙醛产生尾气的处理装置，以解决上述现有技术存在的问题，不仅实现了尾气的零排放，而且通过对尾气的深度利用，对其能量进行充分的回收，实现节能降耗的目的。
27.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
28.请参考图1所示，提供一种酒精催化乙醛产生尾气的处理装置，包括依次对尾气燃烧后产生的烟气进行换热的第一助燃气体换热器14、第一尾气换热器13、第二尾气换热器11和第二助燃气体换热器10，优选的各助燃气体换热器和各尾气换热器均可采用管壳式换热器或者夹套式换热器等等，而且各个换热器内均设有用于烟气流通且对烟气进行换热的烟气换热通道，各个换热器的烟气换热通道相连通；其中，第一助燃气体换热器14和第一尾气换热器13靠近烟气流动的初始端，第二尾气换热器11和第二助燃气体换热器10靠近烟气流动的末端，在对尾气和助燃气体进行换热时，利用末端温度较低的烟气对尾气和助燃气体先行换热，在利用初始端温度较高的烟气对尾气和助燃气体再换热，形成梯度换热的方式，保证了对烟气热量的充分利用；第一尾气换热器13和第二尾气换热器11内分别设有用于通入尾气且相连通的尾气换热管，第一助燃气体换热器14和第二助燃气体换热器10内分别设有用于通入助燃气体且相连通的助燃气体换热管，优选的各尾气换热管和各助燃气体换热管分别设置在对应的烟气换热通道内，便于对尾气和助燃气体分别与烟气之间进行换热。
29.在使用的过程中，如图1所示，烟气依次经过第一助燃气体换热器14、第一尾气换热器13、第二尾气换热器11和第二助燃气体换热器10，且其温度逐渐降低，那么尾气先后经
过第二尾气换热器11和第一尾气换热器13内的尾气换热管，助燃气体先后经过第二助燃气体换热器10和第一助燃气体换热器14内的助燃气体换热管，进而利用低温烟气对尾气和助燃气体先行低温换热，再利用高温烟气对尾气和助燃气体进行高温换热，一方面，尾气和助燃气体利用温度较低的烟气预热后，达到了一定的初始温度，在利用温度较高的烟气预热，进而能够快速达到相应的高温，相对于直接且仅仅利用温度较高的烟气进行预热，本实用新型中尾气和助燃气体更容易达到预想的温度值，另一方面，烟气对尾气和助燃气体形成两级预热，而且延长了对尾气和助燃气体预热的时间，所以能够有效提高尾气和助燃气体在燃烧时的初始温度，进而能够保证对尾气的燃烧效果，进一步的，利用尾气和助燃气体对烟气进行换热，并形成梯度换热的方式，保证了对烟气热量的充分利用。
30.在对尾气进行燃烧时，如图1所示，一般会保证对尾气燃烧的温度能够达到800摄氏度以上，以保证对尾气的燃烧效果，且根据尾气压力进行加火等操作，所以尾气燃烧后排出的烟气温度远超过100摄氏度，作为本实用新型优选的实施方式，第一助燃气体换热器14连通有余热锅炉2，余热锅炉2内设有用于对烟气进行初步换热的蒸发器，优选的蒸发器内通入软水等，加热水产生蒸汽，用于后续利用，以对烟气的热量进行初步的充分利用，蒸汽可以用于酒精催化乙醛的生产工艺中，或者其他需要蒸汽的环境和工艺等。
31.如图1所示，为保证对蒸汽的充分净化，便于对其的后续应用，蒸发器连通蒸汽回收系统，且蒸汽回收系统和蒸发器之间设有用于将蒸汽和水分离的汽包3，并组成水循环回路并蓄存分离出的水，且向蒸汽回收系统输送饱和蒸汽，汽包3中存有一定水量，具有一定的热量及工质的储蓄，在工况变动时可减缓汽压变化速度，当给水与负荷短时间不协调时起一定的缓冲作用。
32.进一步的，如图1所示，余热锅炉2外侧设有排水池7，汽包3和余热锅炉2分别与排水池7之间设有连续排污膨胀器6和定期排污膨胀器15，以分别能够将汽包3和余热锅炉2产生的水通过连续排污膨胀器6和定期排污膨胀器15排入排水池7内，以保证汽包3对汽水的分离功能，进而能够保证蒸汽的品质，且保证余热锅炉2对烟气热量回收的效果。
33.汽包3连通有用于将汽包3产生的空气排出的分汽台4，优选的在分汽台4和汽包3之间设有空气阀，一方面，余热锅炉2进水时，将余热锅炉2和汽包3内空气经过空气阀排向大气，可防止由于空气滞留在受热面对蒸汽的品质及管壁的不良影响；另一方面，余热锅炉2停炉后，开启空气阀可以防止余热锅炉2承压部件因蒸汽的冷却，体积缩小所造成的真空，可以利用大气压，放出锅水。
34.如图1所示，余热锅炉2连通尾气燃烧炉1，尾气燃烧炉1的进气通道16连通有尾气进气管道和助燃气体进气管道，利用尾气燃烧炉1对尾气进行燃烧，将尾气中的能量以热量的方式进行释放，便于回收利用，尾气进气管道连通第一助燃气体换热器14内的助燃气体换热管，助燃气体进气管道连通第一尾气换热器13内的尾气换热管，进而实现将预热后的尾气和助燃气体通入尾气燃烧炉1内。
35.作为本实用新型优选的实施方式，如图1所示，助燃气体进气管道沿进气通道16的进气方向设置在尾气进气管道前侧，避免尾气先行进入尾气燃烧炉1内进行燃烧时，得不到充足的氧气，造成不饱和燃烧，进而不能够将尾气中的能量进行充分利用，而且优选的，尾气燃烧炉1上还设置有引燃沼气管,作为对尾气的点火器，辅助增加尾气燃烧炉1内的温度，以达到尾气燃烧的条件，同时在尾气进气管道上设置鼓风机等能够对尾气进行加压的装
置，保证尾气的燃烧效果，加压后的尾气和引燃沼气管均与尾气燃烧炉1上的燃烧室连通。
36.为便于对尾气燃烧后产生的烟气进行引流，第一助燃气体换热器14连通有用于排出烟气的引风机9和烟筒8，在引风机9的作用下，烟气从尾气燃烧炉1内排出后，依次经过后续的换热机构，之后排入烟筒8中，将已经充分换热后的烟气排出。
37.为进一步增强对烟气热量的回收利用，如图1所示，第一尾气换热器13和第二尾气换热器11之间连通有省煤器12，省煤器12内设有用于回收烟气余热的流体换热机构，流体换热机构内储存有导热流体，优选的导热流体为水等，降低使用成本，而且优选的省煤器12的设置位置对应的烟气温度不超过100摄氏度，以利用省煤器12回收烟气后能够直接产出工业热水，并配合余热锅炉2、第一助燃气体换热器14、第一尾气换热器13、第二尾气换热器11和第二助燃气体换热器10整体对烟气形成梯度回收，保证了对烟气热量的充分利用。
38.作为本实用新型优选的实施方式，如图1所示，为降低对省煤器12的腐蚀作用，流体换热机构和用于供给导热流体的机构之间设有用于除去流体内氧气的除氧器5，除去溶解于水的氧及其它气体，防止和降低省煤器12腐蚀。
39.如图1所示，本实用新型中烟气的流程是：尾气燃烧炉1
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余热锅炉2
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第一助燃气体换热器14
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第一尾气换热器13
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省煤器12
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第二尾气换热器11
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第二助燃气体换热器10
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引风机9
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烟筒8，整体对烟气形成梯度回收，保证了对烟气热量的充分利用。
40.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
41.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。