[发明专利]一种低温N2

说明书

本发明涉及一种低温N₂O分级混合分解净化系统及方法，所述系统包括至少一个分段式反应塔，所述反应塔自下而上至少包括待处理气进口、第一反应段C1和第二反应段C2，所述待处理气进口与含高浓度N₂O的管线相连，在所述含高浓度N₂O的管线上还设置有冷空气支管，使所述高浓度N₂O先经过冷空气的稀释后，再通过待处理气体进口进入所述反应塔，并通过所述反应塔自下而上进行N₂O的脱除反应。采用本发明的系统及方法，相比于现有技术中在储气装置中用冷空气稀释的情况，能够极大的节省反应器的体积，并且在反应中利用体系自有的热量进行待处理气的预热，达到非常好的热量回收和利用效果，能够满足我国目前对于“碳中和”、“碳达峰”的要求。

技术领域

本发明涉及化工催化反应领域，尤其涉及一种低温N₂O分级混合分解净化系统及方法。

背景技术

N₂O是第三大温室气体，其温室效应潜值是CO₂的310倍，CH₄的21倍N₂O同时N₂O还是平流层中氮氧化物的来源，会导致臭氧层空洞，因而危害环境，成为严重污染环境的气体之一。在己内酰胺和己二酸生产中都会产生含高浓度笑气的尾气，针对这类尾气中笑气的控制与减排已经迫在眉睫。

目前应用于工业笑气分解主要有氧化物催化剂和分子筛性催化剂，由于笑气分解过程是强放热反应，催化剂床层温度会随着流线方向不断上升，催化剂会出现烧结现象，活性下降明显，严重影响脱除效率。为了降低温升，目前工业装置采用补充空气稀释的方法降低笑气浓度，因此会使废气体积增大3-4倍，反应器体积也随之增大，催化床层压降升高，设备和投资和操作成本提升。因此，开发有效降低稀释空气量的高浓度笑气分解技术是具有市场前景的。

CN106823719A公开了一种笑气的一体式自热分解系统及方法，包括切断阀、换热器、预热器、反应器和蒸汽发生器；所述切断阀、换热器的冷侧、预热器、反应器、蒸汽发生器和换热器的热侧依次串联构成串联通路；所述蒸汽发生器的连通于所述串联通路中的部分为其管程部分；所述换热器的热侧出口与大气连通；所述串联通路上，所述预热器的路段两端并联了设置有预热器旁路阀的旁路。本发明创造能够在处理高浓度笑气的同时降低反应出口温度、副产高品位蒸汽，降低系统对材料的要求，从而降低建设成本与维护成本，还具有良好的操作弹性与调节性能。但该系统及方法，仍然需要先对笑气进行稀释，现有技术中稀释的倍数不低于待处理气体体积的4倍，导致脱除工艺占用空间大，设备维护成本高，存在安全隐患。

因此，如何能够在低温环境下、并且在不过分稀释含高浓度笑气的尾气的基础上，对含笑气的尾气进行有效处理，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决前述缺陷，本发明提供一种低温N₂O分级混合分解净化系统，包括至少一个分段式反应塔，所述反应塔自下而上至少包括待处理气进口、第一反应段C1和第二反应段C2，所述待处理气进口与含高浓度N₂O的管线相连，在所述含高浓度N₂O的管线上还设置有冷空气支管，使所述高浓度N₂O先经过冷空气的稀释后，再通过待处理气体进口进入所述反应塔，并通过所述反应塔自下而上进行N₂O的脱除反应。

进一步地，所述含高浓度N₂O的管线在进入所述反应塔前先经过预热。

进一步地，所述第一反应段包括自下而上设置的第一分散器和第一催化剂床层，待处理气体先经过所述第一分散器使其均匀的进入所述反应塔，然后再通过所述第一催化剂床层进行N₂O的脱除反应。