一种丙烯酸废气催化净化系统的制作方法

1.本实用新型涉及废气净化技术领域，尤其是一种丙烯酸废气催化净化系统。


背景技术：

2.丙烯酸是一类重要的化工原料，在涂料、胶粘剂、密封剂、纺织、纤维、卫生材料、塑料助剂、皮革助剂、造纸助剂以及洗涤剂等行业中得到广泛的应用，近年来其生产技术和应用技术有很大的发展，产量逐年增加。
3.目前工业上普遍采用丙烯直接气相氧化法制备丙烯酸，该方法是在250-500℃，水蒸气的条件下，丙烯和氧气通过催化剂进行反应生成丙烯酸。丙烯酸废气是在丙烯直接气相氧化生产丙烯酸过程中产生的。丙烯酸废气成分复杂，包含有甲苯、乙醇、乙烯、乙醛、丙烷、丙烯、丁烯、乙酸、丙烯酸、丙烯醛、丙酮和一氧化碳等有毒有害的挥发性有机化合物，其中含水量高达15～25％。上述废气如果直接排放将会严重危害人体健康和生态环境。当前主要采用催化净化方法去除丙烯酸废气。
4.但由于丙烯酸废气中水含量较高，其对催化剂的活性发挥会有较大的抑制作用，并且水汽结合催化氧化反应带来的高温(催化剂出口温度通常可达600℃以上)会造成催化剂快速水热老化的效果，使催化剂活性快速下降，无法保证工业上通常要求的2～3年使用寿命要求。因此，如何针对丙烯酸高水汽含量的废气进行高效稳定的催化处理，是当前工业废气处理领域的研究热点。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种丙烯酸废气催化净化系统，解决现有技术中因高水汽含量给催化剂带来的活性下降问题。本实用新型采用的技术方案是：
6.一种丙烯酸废气催化净化系统，其中：包括除水单元，所述除水单元出口连接夹层管道，所述夹层管道连接催化单元，所述催化单元出口通过排气管连接夹层管道，所述夹层管道上设置出气口。
7.优选的是，所述的丙烯酸废气催化净化系统，其中：所述夹层管道包含外层和内层，所述外层连通排气管，所述内层连接除水单元和催化单元，所述外层和内层之间设置导热层。
8.优选的是，所述的丙烯酸废气催化净化系统，其中：所述除水单元中填充有吸水材料。
9.优选的是，所述的丙烯酸废气催化净化系统，其中：所述催化单元中设置废气净化催化剂，所述废气净化催化剂基底材质为玻璃纤维，所述基底上涂覆有活性催化涂层。
10.优选的是，所述的丙烯酸废气催化净化系统，其中：所述催化单元进口处设置气体水分检测仪。
11.本实用新型的优点：
12.(1)本实用新型的丙烯酸废气催化净化系统，通过除水单元去除了废气中含有的大量水分，进而消除了水汽对催化剂性能的不利影响；在催化单元入口处安装气体水分检测仪，实时监控进入催化单元的气体中水含量，当水含量超出工程预设值时可以对除水单元中的吸水材料进行更换，同时考虑到除水过程会带来排气温度的下降，不利于催化剂最佳活性的发挥，本实用新型设置了将排气管折回通往夹层管道的装置。
13.(2)本实用新型的丙烯酸废气催化净化系统，丙烯酸废气含有的有机污染物经催化燃烧转化后会使得排气温度升高，催化单元出口的高温排气经排气管导入夹层管道的外层，排气中的热量通过导热层传递给内层中流过的经除水后废气，因此进入催化单元的废气经导热后温度升高，可以弥补除水操作带来的温度损失。
14.(3)本实用新型的丙烯酸废气催化净化系统，催化单元选用的废气净化催化剂为具有低热容的玻璃纤维基底材质，相较常规的堇青石蜂窝陶瓷基材，废气流入玻璃纤维基材催化剂后整体温度可以快速上升以达到催化剂的起燃温度，进而最大程度发挥催化燃烧效果，实现高效稳定净化废气的目的。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图。
16.图2为本实用新型夹层管道剖面结构示意图。
具体实施方式
17.下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
18.实施例
19.如图1-2所示：本实施例提供一种丙烯酸废气催化净化系统，其中：包括除水单元1，所述除水单元1出口连接夹层管道3，所述夹层管道3连接催化单元2，所述催化单元2出口通过排气管4连接夹层管道3，所述夹层管道3上设置出气口5，出气口5连接外界环境。
20.其中：所述夹层管道3包含外层31和内层32，所述外层31连通排气管4，所述内层32连接除水单元1和催化单元2，所述外层31和内层32之间设置导热层实现物理隔绝。
21.其中：所述除水单元1中填充有吸水材料，可以吸附去除丙烯酸废气中的水分。
22.其中：所述催化单元2中设置废气净化催化剂，可以实现对丙烯酸废气中有害组分的催化去除，所述废气净化催化剂基底材质为玻璃纤维，所述基底上涂覆有活性催化涂层，可以实现快速升温起燃，活性催化涂层采用常规的氧化铝或稀土复合氧化铝负载pt和pd贵金属活性组分。
23.其中：所述催化单元2进口处设置气体水分检测仪，可以实现对废气中水分含量的实时测定。
24.丙烯酸废气侧线应用试验：
25.将本实用新型提供的丙烯酸废气催化净化系统(以下简称本系统)和常规催化净化系统(不含除水单元和催化单元出气回流加热装置，催化剂基底材质为堇青石蜂窝陶瓷，以下简称常规系统)应用于某丙烯酸生产装置尾气的侧线净化。进行侧线试验的废气流量为16m3/h，入口温度在约350℃，催化剂空速为20000h-1
，气体组成及含量如表1：
26.表1
27.组分质量百分比/％n272.62o24.81co23.98co0.73丙烯0.32丙烷0.34正丁醇0.01甲醛0.24乙醛0.01丙烯醛0.34丙酮0.01甲苯0.02丙烯酸0.22乙酸0.77水15.58
28.由表1可看出，丙烯酸废气中的主要污染物为co、丙烯、丙烷、甲醛、丙烯醛、丙烯酸和乙酸，废气中的水含量较高，达到15％以上，应用本系统和常规系统于侧线处理上述丙烯酸废气，分别计算运行不同时间后其对主要污染物的转化效率，结果如表2。
29.表2
30.附注：基于工程目标要求，转化率需维持在95％以上。
31.由表2对比结果可知，常规系统在运行2000h后污染物转化效率有明显下降，已无法满足工程目标要求，需要做更换催化剂处理，本实用新型提供的催化净化系统可在2000h运行时间内均可以稳定维持较高的污染物转化效率，满足工程目标要求。
32.最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。


技术特征：
1.一种丙烯酸废气催化净化系统，其特征在于：包括除水单元（1），所述除水单元（1）出口连接夹层管道（3），所述夹层管道（3）连接催化单元（2），所述催化单元（2）出口通过排气管（4）连接夹层管道（3），所述夹层管道（3）上设置出气口（5）；所述夹层管道（3）包含外层（31）和内层（32），所述外层（31）连通排气管（4），所述内层（32）连接除水单元（1）和催化单元（2），所述外层（31）和内层（32）之间设置导热层。2.根据权利要求1所述的丙烯酸废气催化净化系统，其特征在于：所述除水单元（1）中填充吸水材料。3.根据权利要求1所述的丙烯酸废气催化净化系统，其特征在于：所述催化单元（2）中设置废气净化催化剂，所述废气净化催化剂基底材质为玻璃纤维，所述基底上涂覆有活性催化涂层。4.根据权利要求1所述的丙烯酸废气催化净化系统，其特征在于：所述催化单元（2）进口处设置气体水分检测仪。

技术总结
本实用新型提供一种丙烯酸废气催化净化系统，包括除水单元，除水单元出口连接夹层管道，夹层管道连接催化单元，催化单元出口通过排气管连接夹层管道，夹层管道上设置出气口。本实用新型的丙烯酸废气催化净化系统，通过除水单元去除了废气中含有的大量水分，进而消除了水汽对催化剂性能的不利影响；在催化单元入口处安装气体水分检测仪，实时监控进入催化单元的气体中水含量，当水含量超出工程预设值时可以对除水单元中的吸水材料进行更换，同时通过排气回流设计提高了催化单元入口处的废气温度，利于催化单元中催化剂性能的最大发挥，达到高效稳定净化丙烯酸废气的目的。达到高效稳定净化丙烯酸废气的目的。达到高效稳定净化丙烯酸废气的目的。


技术研发人员：孙亮 浦琦伟 柯峰 周钧 肖川 丁薇 金炜阳 张席 张云 岳军
受保护的技术使用者：无锡威孚环保催化剂有限公司
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/10/20