双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统的制作方法

1.本技术涉及尾气处理技术，尤其涉及一种双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统。

背景技术：

2.双氧水，也即过氧化氢，是一种无机化合物，化学式为h2o2。纯过氧化氢是淡蓝的黏稠液体，可以任意比例与水混溶，是一种强氧化剂，水溶液为无透明液体，其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。双氧水在化学氧化还原反应中分解成水和氧气，在化学合成上是一种绿环保的氧化剂，由于双氧水对环境友好，被广泛应用在化工生产、电子行业、生物医疗、军事工业等领域。在化工生产领域，双氧水可利用其氧化性被用作造纸行业的漂白剂，也用于废水处理、己内酰胺的生产等；在电子行业，双氧水是大规模集成电路生产所必不可少的，主要被用作硅片清洗剂和电路板刻蚀剂；在生物医疗领域，双氧水可用于医用消毒和生物传感器的制作，也可用来释放水凝胶作为伤口敷料；在军事工业领域，高浓度的双氧水可以被用于火箭推进剂或光爆炸。近年来，随着上述领域的加速发展，对过氧化氢的需求增长明显。我国作为过氧化氢生产大国，国内双氧水产能已达1450万吨/年。
3.在现有的双氧水制备方法中，电解法和异丙醇法由于自身局限性已经被逐渐淘汰，而蒽醌法，是现阶段工业生产应用最为成熟和广泛的制备方法之一，其生产工艺原理如下：将蒽醌(如2-乙基蒽醌，2-戊基蒽醌等)溶解在混合有机溶剂中形成蒽醌工作液，然后在催化剂作用下，催化加氢生成氢蒽醌，再将氧气或空气通入氢化后的工作液中，经一段时间后氢蒽醌被氧化生成蒽醌，同时生成双氧水，生成的双氧水经萃取、纯化浓缩可得到不同浓度产品，蒽醌工作液经后处理步骤可重复循环使用。与其它方法相比，蒽醌法具有自动化程度高、能耗低和污染少等优点，是目前世界范围内制备过氧化氢应用最广泛的方法。
4.由于钯催化剂具有活性高、负荷大、操作简单、易控制、耐中毒等优势，因此，钯催化剂成为蒽醌法制备双氧水的反应中应用最广泛的催化剂。现有的工业生产中，钯催化剂是将钯附着在氧化铝载体上制备成的催化剂，其一次活性释放周期一般为6～10个月，在正常生产使用中，由于反应过程中蒽醌发生降解，降解物在工作液中溶解度小，易析出，易覆盖催化剂活性位点，堵塞孔道，导致催化剂活性下降。若要保证钯催化剂2～3年的使用寿命，必须通过有效的再生方法来实现。
5.通过烘箱将钯催化剂烘焙，是一种简单有效的钯催化剂再生方法，其操作是将钯催化剂置于烘箱中，在400℃的温度下烘焙8～12h，在此过程中可通入惰性气体比如氮气，避免催化剂发生氧化反应而影响催化活性。在烘焙中，附着在催化剂表面的降解物遇热成气态或是分解成气体，形成尾气，从烘箱排出。由于尾气中含有大量气态降解物以及热量，直接将尾气排放入大气中不仅会污染环境，而且会导致工作环境温度升高。

技术实现要素：

6.本技术提供一种双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统，用以解决上述烘焙钯催化剂过程中，产生的尾气直接排放污染环境和导致工作环境温度升高的问题。
7.本技术提供一种双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统，包括沿工艺管道依次串联的烘箱、吸收池、燃烧炉和废气吸收塔；
8.吸收池包括吸收池本体和气体出口，气体出口设置在吸收池本体顶部；吸收池内部设置有排气管，烘箱与排气管的尾气入口连接，用于将尾气通过排气管排入吸收池中；吸收池中的吸收液为水；
9.排气管设置在吸收池内部液面上方，排气管包括排气管主管、排气管支管；
10.排气管主管远离尾气入口的一端封闭，排气管支管与排气管主管连通，且与排气管主管垂直；排气管支管远离排气管主管的一端封闭；
11.排气管支管靠近液面的一侧设置有排气孔。
12.可选地，烘箱还连接有萃取池。
13.可选地，烘箱和萃取池之间设置有氧化池。
14.可选地，所述排气孔距液面的距离大于0cm小于等于2cm。
15.可选地，排气管支管设置有多个，且相对地设置在排气管主管两侧。
16.可选地，多个排气孔以两排形式设置在排气管主管靠近液面的一侧。
17.可选地，排气管的材质为不锈钢。
18.可选地，吸收池内设置有超声波发生器。
19.本技术的双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统，在实际使用中，将从烘箱中输出的尾气通过排气管排入吸收池内的吸收液中，进行冷凝并吸收尾气的热量，再将残余气体通过吸收池本体顶部的气体出口排入至燃烧炉中燃烧，再将燃烧后的气体输入废气吸收塔内吸收净化，最后排入大气。由此实现对双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理净化，本技术的处理系统，通过上述装置的配合使用，能将双氧水生产用钯触媒焙烧过程中产生的尾气净化，使其达到排放标准，能有效避免因直接排放双氧水生产用钯触媒焙烧过程中产生的尾气，造成的大气污染以及导致工作环境温度升高的问题。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本技术一实施例提供的一种双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统的示意图；
22.图2为本技术一实施例提供的吸收池的结构示意图；
23.图3为本技术一实施例提供的排气管的结构示意图；
24.图4为本技术一实施例提供的排气管的仰视结构示意图；
25.图5为本技术另一实施例提供的一种双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统的示意图；
26.图6为本技术又一实施例提供的一种双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统的示意图；
27.图7为本技术再一实施例提供的一种双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统的示意图。
28.附图标记说明：
29.1、烘箱；
30.2、吸收池；
31.201、吸收池本体；
32.202、气体出口；
33.3、燃烧炉；
34.4、废气吸收塔；
35.5、排气管；
36.501、排气管主管；
37.502、排气管支管；
38.503、排气孔；
39.6、萃取池；
40.7、氧化池；
41.8、超声波发生器。
具体实施方式
42.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，也属于本技术保护的范围。
43.如图1、图2、图3和图4所示，本技术提供一种双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统，包括沿工艺管道依次串联的烘箱1、吸收池2、燃烧炉3和废气吸收塔4；
44.吸收池2包括吸收池本体201和气体出口202；气体出口202设置在吸收池本体201顶部，吸收池2内部设置有排气管5，排气管5比如可以是可拆卸地设置在吸收池2内部，烘箱1与排气管5的尾气入口连接，用于将尾气通过排气管5排入吸收池2中；吸收池2中的吸收液为水；
45.排气管5设置在吸收池2内部液面上方，排气管5包括排气管主管501、排气管支管502；
46.排气管主管501远离尾气入口的一端封闭，排气管支管502与排气管主管501连通，且与排气管主管501垂直；排气管支管502远离排气管主管501的一端封闭；
47.排气管支管502靠近液面的一侧设置有排气孔503。
48.本技术中双氧水的生产采用的是蒽醌法，利用钯附着在氧化铝颗粒表面制成的催化剂催化，蒽醌在反应过程中发生降解，产生降解物，降解分为氢化降解和氧化降解，氢化降解是反应中得到目标物后，目标物的芳环继续与氢气反应，或者羰基被氢气破坏；氧化降解则主要是在氢蒽醌氧化过程中，在碱性环境和双氧水存在时产生的，氧化降解物是环氧
蒽醌。
49.不论是蒽醌的氢化降解物还是氧化降解物，其都含有蒽的基本稠环母核结构。这些降解物在工作液(均三甲苯/二异丁基甲醇或均三甲苯/邻甲基环己基醋酸酯或均三甲苯/磷酸三辛酯制成的混合复配体系)中的溶解度小，容易析出，在生产中，这些降解物会沉积在催化剂表面，占据或覆盖催化活性位点，导致催化剂失活，因而若要对催化剂再生，则其目的就是将覆盖在催化剂表面的降解物除掉。
50.采用烘箱1用于对失活的钯催化剂烘焙，烘焙温度为40～460℃，在此温度下，催化剂表面覆盖的降解物分解或升华成气态，形成尾气，烘箱1内部设置有风机，能够将钯催化剂烘焙过程中产生的尾气输出。
51.吸收池2中注有水为吸收液，兼具吸收尾气中可溶于水的气体和降温的作用。因为尾气中的降解物为蒽醌的衍生物，其本质为稠环芳烃，若是直接将尾气进行燃烧，则稠环芳烃在燃烧过程会产生大量不完全燃烧产物，容易产生烟尘，并且这些稠环芳烃在燃烧过程中会生成剧毒的苯并芘或二噁英，不仅污染环境，还会对操作人员的生命健康造成极大的伤害。若直接将尾气利用废气处理装置吸收处理，由于蒽醌降解物冷却后呈焦油状，会堵塞废气处理装置，容易造成废气处理装置的损坏，缩短废气处理装置的使用寿命。因而，需要将尾气中的降解物先除掉，再将残余气体进行燃烧或者吸收处理。
52.在燃烧炉3中将残余气体进行燃烧，由于在吸收池2内已经将大部分的稠环芳烃除掉，因而在燃烧炉3中残余气体燃烧后产生的是二氧化碳和炭黑灰尘，再进入废气吸收塔4中吸收处理即可将尾气净化，达到可排放的标准。
53.废气吸收塔4中装填有活性炭，用于对燃烧后产生的气体净化。
54.本技术的双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统，在实际使用中，将从烘箱1中输出的尾气通过排气管5排入吸收池2内的吸收液中，进行冷凝并吸收尾气的热量，再将残余气体通过吸收池本体201顶部的气体出口202排入至燃烧炉3中燃烧，最后将燃烧后的气体输入废气吸收塔4内吸收净化，最后排入大气。由此实现对双氧水生产用钯触媒焙烧过程中尾气的处理净化，本技术的处理系统，通过上述装置的配合使用，能将双氧水生产用钯触媒焙烧过程中产生的尾气净化，使其达到排放标准，能有效避免因直接排放双氧水生产用钯触媒焙烧过程中产生的尾气，造成的大气污染以及导致工作环境温度升高的问题。
55.如图3和图4所示，可选地，排气管支管502设置有多个，且相对地设置在排气管主管501两侧。
56.可选地，多个排气孔503以两排形式设置在排气管主管501靠近液面的一侧。
57.可选地，排气管5的材质为不锈钢。
58.本技术中，在吸收池2内设置排气管5，将来自烘箱1的尾气通过排气管支管502上的排气孔503排向液面，设置多个支管和多个排气孔有利于减小排气管支管502的压力，使得从排气孔输出的尾气气流平和、舒缓，减小对液面的冲击。在实际使用中，相邻俩排气管支管502的间距比如为10cm，排气管支管502的大小比如为为dn50的不锈钢管材；排气管支管502上的排气孔503的直径比如为0.2～1cm。
59.在使用中，尾气从排气孔503输出，灼热的尾气遇到低温的水，其中的降解物因温度降低而凝结，从尾气中分离出来，以此达到除掉降解物的目的。
60.不锈钢材质的排气管使用寿命长，耐高温，能减少对管路的更换频次和费用，并且
不锈钢材质的管道便于对排气管进行清洗和维护。
61.如图5所示，可选地，烘箱1还连接有萃取池6。
62.本技术中，烘箱1连接萃取池6，萃取池6中注有重芳烃(芳烃质量分数≥98％，密度0.8740g/l，碘值≤2％，硫质量分数≤5％，沸程160～180℃)，在实际使用中，将失活的钯催化剂加入萃取池6中，所注入的重芳烃没过失活催化剂，将其在静止状态下浸泡2～4h，再将失活催化剂过滤取出，用惰性气体吹扫失活催化剂1～2h，除去溶剂，将经过萃取池6处理的失活催化剂再加入烘箱1中烘焙，进而继续后续处理。本技术中，将失活的钯催化剂用萃取剂处理，能除掉失活催化剂上附着的大部分降解物，减轻烘焙过程中的处理压力，提高烘焙过程催化剂的再生效率。
63.如图6所示，可选地，烘箱1和萃取池6之间设置有氧化池7。
64.本技术中，在烘箱1和萃取池6之间设置有氧化池7，氧化池7内注有氧化剂，氧化剂为质量浓度为4.5～5.5g/l的过氧化氢溶液，将从萃取池6中处理过的失活催化剂加入氧化池7中，加入氧化剂没过失活催化剂，控制温度为60～70℃，反应3～4h，将处理后的失活催化剂过滤，加水洗涤、过滤后，用惰性气体吹扫1～2h后，加入烘箱1中进行后续操作。
65.本技术中，氧化池7能将失活催化剂表面附着的降解物等有机物氧化成小分子片段，从而使得降解物从催化剂表面剥离，以达到除掉降解物、再生催化剂的目的，设置氧化池7能减轻烘焙过程中的处理压力，提高烘焙过程催化剂的再生效率。
66.可选地，所述排气孔503距液面的距离大于0cm小于等于2cm。
67.排气孔503距液面的距离大于0cm小于等于2cm，便于气体从排气孔输出，若排气孔503被液面没过，则气体从排气孔503输出需要克服一定的水压，不利于尾气的排出，易于造成尾气中的降解物在排气管内聚积，导致排气管堵塞；若排气孔503距液面过高(大于2cm)，则吸收效果差。
68.如图7所示，可选地，吸收池2内设置有超声波发生器8。
69.超声波发生器8，用于产生超声波，并利用超声波对排气管5进行清洗。在使用过程中，向吸收池2内加入水，使得液面没过排气管5，再开启超声波发生器8产生超声波，对排气管5进行清洗。本技术中，利用超声波的空化作用对排气管5进行日常的维护清洗，具有简单易操作、洁净程度高、节省人工的特点。
70.本技术的双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统，在实际使用中，将从烘箱1中输出的尾气通过排气管5排入吸收池2内的吸收液中，进行冷凝并吸收尾气的热量，再将残余气体通过吸收池本体201顶部的气体出口202排入至燃烧炉3中燃烧，最后将燃烧后的气体输入废气吸收塔4内吸收净化，最后排入大气。
71.在一种可选地实现方式中，烘箱1连接有萃取池6，在萃取池6和烘箱1之间设置有氧化池7；先将失活的钯触媒浸入萃取池6内，利用芳烃类有机溶剂萃取洗涤，除去部分降解物及有机杂质，将萃取后的钯触媒过滤除掉溶剂后，再送入氧化池7中，利用氧化剂将失活钯触媒表面粘附的降解物等可被氧化的杂质氧化除去，再将钯触媒送入烘箱1中进行后续操作，通过上述烘箱1、萃取池6和氧化池7的联合使用能进一步提升失活钯触媒的再生效率。
72.在另一种实施方式中，吸收池2内设置的超声波发生器8，在对排气管5的日常维护清洗时，向吸收池2内加入水直至没过排气管5，打开超声波发生器8，利用超声波对排气管5
进行清洗；或是将排气管5拆卸浸入吸收池2内的水中，开启超声波发生器8对排气管5进行清洗。
73.最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。

技术特征：

1.一种双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统，其特征在于，包括沿工艺管道依次串联的烘箱(1)、吸收池(2)、燃烧炉(3)和废气吸收塔(4)；所述吸收池(2)包括吸收池本体(201)和气体出口(202)，所述气体出口(202)设置在所述吸收池本体(201)顶部；所述吸收池(2)内部设置有排气管(5)，所述烘箱(1)与排气管(5)的尾气入口连接，用于将尾气通过排气管(5)排入所述吸收池(2)中；所述吸收池(2)中的吸收液为水；所述排气管(5)设置在吸收池(2)内部液面上方，所述排气管(5)包括排气管主管(501)、排气管支管(502)；所述排气管主管(501)远离尾气入口的一端封闭，所述排气管支管(502)与所述排气管主管(501)连通，且与所述排气管主管(501)垂直；所述排气管支管(502)远离所述排气管主管(501)的一端封闭；所述排气管支管(502)靠近液面的一侧设置有排气孔(503)。2.根据权利要求1所述的双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统，其特征在于，所述烘箱(1)还连接有萃取池(6)。3.根据权利要求2所述的双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统，其特征在于，所述烘箱(1)和所述萃取池(6)之间设置有氧化池(7)。4.根据权利要求1所述的双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统，其特征在于，所述排气孔(503)距液面的距离大于0cm小于等于2cm。5.根据权利要求1所述的双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统，其特征在于，所述排气管支管(502)设置有多个，且相对地设置在所述排气管主管(501)两侧。6.根据权利要求1所述的双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统，其特征在于，多个所述排气孔(503)以两排形式设置在所述排气管主管(501)靠近液面的一侧。7.根据权利要求1所述的双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统，其特征在于，所述排气管(5)的材质为不锈钢。8.根据权利要求1～7任一项所述的双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统，其特征在于，所述吸收池(2)内设置有超声波发生器(8)。

技术总结

本申请提供一种双氧水生产用钯触媒的焙烧尾气的处理系统，通过将从烘箱中输出的尾气通过排气管排入吸收池内的吸收液中，进行冷凝并吸收尾气的热量，再将残余气体通过吸收池本体顶部的气体出口排入至燃烧炉中燃烧，最后将燃烧后的气体输入废气吸收塔内吸收净化，最后排入大气。由此实现对双氧水生产用钯触媒焙烧过程中产生的尾气的处理净化，本申请的处理系统，通过上述装置的配合使用，能将双氧水生产用钯触媒焙烧过程中产生的尾气净化，使其达到排放标准，能有效避免因直接排放双氧水生产用钯触媒焙烧过程中产生的尾气，造成的大气污染以及导致工作环境温度升高的问题。以及导致工作环境温度升高的问题。以及导致工作环境温度升高的问题。