本實(shí)用新型屬于廢氣處理回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含有機(jī)物的氮?dú)獾膬艋幚硐到y(tǒng)。

背景技術(shù)：

己二酸(Adipic acid)，又稱肥酸，是一種重要的有機(jī)二元酸，能夠發(fā)生成鹽反應(yīng)、酯化反應(yīng)和酰胺化反應(yīng)等，并能與二元胺或二元醇縮聚成高分子聚合物等。己二酸是工業(yè)上具有重要意義的二元羧酸，在化工生產(chǎn)、有機(jī)合成工業(yè)、醫(yī)藥、潤滑劑制造等方面都有重要作用，產(chǎn)量居所有二元羧酸中的第二位。

在己二酸的生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量含有高濃度有機(jī)物的氮?dú)猓袡C(jī)物主要是環(huán)己烷、環(huán)己醇和環(huán)己酮。目前，在己二酸行業(yè)中，該種氮?dú)馔ǔＶ苯优欧胖链髿?，不僅浪費(fèi)了大量的氮?dú)赓Y源，其中的高濃度有機(jī)物還對環(huán)境造成了污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種含有機(jī)物的氮?dú)獾膬艋幚硐到y(tǒng)，本實(shí)用新型中的凈化處理系統(tǒng)能夠有效去除氮?dú)庵械挠袡C(jī)物，回收氮?dú)?，既能達(dá)到環(huán)保要求，又能循環(huán)利用氮?dú)狻?/p>

本實(shí)用新型提供一種含有機(jī)物的氮?dú)獾膬艋幚硐到y(tǒng)，包括：

催化反應(yīng)器，所述催化反應(yīng)器包括密封筒體，所述密封筒體的底部設(shè)置有出料口，所述密封筒體沿其軸向由上至下分成至少兩個彼此連通的催化反應(yīng)區(qū)，每個所述催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)均設(shè)置有：氣體分布器和催化劑填料筒，所述氣體分布器用于向?qū)?yīng)的所述催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)通入含有有機(jī)物的原料氣；所述催化劑填料筒位于所述氣體分布器的下方，用于裝填催化有機(jī)物反應(yīng)的催化劑；

第一換熱器，所述第一換熱器設(shè)置有第一熱媒進(jìn)口和第一熱媒出口，所述第一熱媒進(jìn)口與所述催化反應(yīng)器出料口相連接；

第二換熱器，所述第二換熱器設(shè)置有第二熱媒進(jìn)口和第二熱媒出口，所述第二熱媒進(jìn)口與所述第一換熱器的第一熱媒出口相連接；

冷卻器，所述冷卻器設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口與所述第二換熱器的第二熱媒出口相連接。

優(yōu)選的，所述密封筒體包括筒體、頂部封頭和底部封頭，所述筒體的上下兩端分別與所述頂部封頭和所述底部封頭密封連接。

優(yōu)選的，所述筒體由至少兩個筒段密封組裝而成，每個催化劑填料筒對應(yīng)設(shè)置于一個所述筒段內(nèi)。

優(yōu)選的，所述頂部封頭設(shè)置有頂部氣體分布器，所述頂部封頭的頂端開設(shè)有進(jìn)氣口，所述頂部氣體分布器的上端與所述進(jìn)氣口連通。

優(yōu)選的，所述頂部氣體分布器包括多個同軸套裝的喇叭噴管，相鄰兩個所述喇叭噴管之間形成環(huán)形錐狀氣流通道。

優(yōu)選的，筒體內(nèi)設(shè)置有中間氣體分布器，所述中間氣體分布器包括：

主流通管，一端開口且穿過所述筒體的筒壁外部，另一端封閉且固定于所述筒體內(nèi)；

若干個分支管，均連通設(shè)置于所述主流通管上，每個所述分支管的管壁上開設(shè)有多個出氣孔。

優(yōu)選的，所述催化反應(yīng)區(qū)的數(shù)量為三個、四個或五個。

優(yōu)選的，還包括過濾器，所述過濾器設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣口，所述過濾器的進(jìn)氣口用于通入含有有機(jī)物的原料氣，所述過濾器的出氣口與所述催化反應(yīng)器的氣體分布器相連接。

優(yōu)選的，還包括氣體分離器，所述氣體分離器設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣口，所述氣體分離器的進(jìn)氣口與所述冷卻器的出氣口相連接。

優(yōu)選的，還包括加熱器；所述加熱器設(shè)置有第三冷媒進(jìn)口和第三冷媒出口；

所述密封筒體頂部設(shè)置有頂部氣體分布器；

所述第二換熱器還設(shè)置有第二冷媒進(jìn)口和第二冷媒出口，所述第二冷媒進(jìn)口用于通入含有有機(jī)物的原料氣，所述第二冷媒出口與所述加熱器的第三冷媒進(jìn)口相連接，所述加熱器的第三冷媒出口與所述頂部氣體分布器相連接。

本實(shí)用新型提供一種含有機(jī)物的氮?dú)獾膬艋幚硐到y(tǒng)，包括：催化反應(yīng)器，所述催化反應(yīng)器包括密封筒體，所述密封筒體的底部設(shè)置有出料口，所述密封筒體沿其軸向由上至下分成至少兩個彼此連通的催化反應(yīng)區(qū)，每個所述催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)均設(shè)置有：氣體分布器和催化劑填料筒，所述氣體分布器用于向?qū)?yīng)的所述催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)通入含有有機(jī)物的原料氣；所述催化劑填料筒位于所述氣體分布器的下方，用于裝填催化有機(jī)物反應(yīng)的催化劑；第一換熱器，所述第一換熱器設(shè)置有第一熱媒進(jìn)口和第一熱媒出口，所述第一熱媒進(jìn)口與所述催化反應(yīng)器出料口相連接；第二換熱器，所述第二換熱器設(shè)置有第二熱媒進(jìn)口和第二熱媒出口，所述第二熱媒進(jìn)口與所述第一換熱器的第一熱媒出口相連接；冷卻器，所述冷卻器設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口與所述第二換熱器的第二熱媒出口相連接。本實(shí)用新型中的凈化處理系統(tǒng)包括催化反應(yīng)器，所述在密封筒體內(nèi)沿其軸向分成至少兩個彼此連通的催化反應(yīng)區(qū)，工作時，先從位于上部的第一層催化反應(yīng)區(qū)的氣體分布器通入原料氣，原料氣在第一層的催化劑填料筒內(nèi)進(jìn)行有機(jī)物的催化反應(yīng)，消耗了一部分有機(jī)物，反應(yīng)后的原料氣具有較高的溫度，反應(yīng)后的原料氣繼續(xù)向下部第二層催化反應(yīng)區(qū)流動，與此同時，通過第二層的氣體分布器向第二層催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)通入新的原料氣，新的原料氣與第一層反應(yīng)后的原料氣匯合，新的原料氣對第一層反應(yīng)后的原料氣進(jìn)行降溫，同時，第一層反應(yīng)后的原料氣對新的原料氣中的有機(jī)物濃度進(jìn)行稀釋，匯合后的原料氣再一起通過第二層的催化劑填料筒，進(jìn)行有機(jī)物的催化反應(yīng)，進(jìn)一步消耗有機(jī)物，降低原料氣中有機(jī)物的濃度，依次類推，上一層反應(yīng)后的原料氣與下一層進(jìn)來的新的原料氣混合后進(jìn)行催化反應(yīng)，逐層進(jìn)行有機(jī)物的稀釋和消耗，以及降溫，最后得到降低至濃度要求的回收氣體，最終回收的氮?dú)庵杏袡C(jī)物濃度小于20ppm，回收氣體從密封筒體底部的出料口排出。不需要設(shè)置循環(huán)壓縮機(jī)和降溫設(shè)備，從而降低了成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種催化反應(yīng)器的頂部氣體分布器的剖視圖；

圖3為圖2中的頂部氣體分布器的俯視圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種催化反應(yīng)器的中間氣體分布器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4中的中間氣體分布器的俯視圖；

圖6為圖5中B-B截面的剖視圖；

在圖1-圖6中，1為筒體、2為底部封頭、3為頂部封頭、4為進(jìn)氣口、5為出料口、6為頂部氣體分布器、61為喇叭噴管、62為環(huán)形錐狀氣流通道、7為催化劑填料筒、8為中間氣體分布器、81為主流通管、82為分支管、83為出氣孔、9為人孔、A為催化反應(yīng)區(qū)；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例中含有機(jī)物的氮?dú)獾膬艋幚硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例中含有機(jī)物的氮?dú)獾膬艋幚硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7～8中，F(xiàn)為過濾器，F(xiàn)1為過濾器進(jìn)氣口，F(xiàn)2為過濾器出氣口；R為催化反應(yīng)器，R1為第一原料氣進(jìn)氣口，R2為第二原料氣進(jìn)氣口，R3為第三原料氣進(jìn)氣口，R4為出料口；V1為空氣水分離器，V11為分離器進(jìn)氣口，V12為分離器出氣口；E1為第一換熱器，E11為第一熱媒進(jìn)口，E12為第一熱媒出口，E13為第一冷媒進(jìn)口，E14為第一冷媒出口；E2為第二換熱器，E21為第二熱媒進(jìn)口，E22為第二熱媒出口，E23為第二冷媒進(jìn)口，E24為第二冷媒出口；E3為加熱器，E31為第三冷媒進(jìn)口，E32為第三冷媒出口，E33為第三熱媒進(jìn)口，E34為第四熱媒出口；C為冷卻器，C1為冷卻器進(jìn)氣口，C2為冷卻器出氣口，C3為冷卻介質(zhì)進(jìn)口，C4為冷卻介質(zhì)出口；V2為氣體分 離器，V21為氣體分離器進(jìn)氣口，V22為氣體分離器出氣口，V23為污水出口。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型提供了一種含有機(jī)物的氮?dú)獾膬艋幚硐到y(tǒng)，包括：

催化反應(yīng)器，所述催化反應(yīng)器包括密封筒體，所述密封筒體的底部設(shè)置有出料口，所述密封筒體沿其軸向由上至下分成至少兩個彼此連通的催化反應(yīng)區(qū)，每個所述催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)均設(shè)置有：氣體分布器和催化劑填料筒，所述氣體分布器用于向?qū)?yīng)的所述催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)通入含有有機(jī)物的原料氣；所述催化劑填料筒位于所述氣體分布器的下方，用于裝填催化有機(jī)物反應(yīng)的催化劑；

第一換熱器，所述第一換熱器設(shè)置有第一熱媒進(jìn)口和第一熱媒出口，所述第一熱媒進(jìn)口與所述催化反應(yīng)器出料口相連接；

第二換熱器，所述第二換熱器設(shè)置有第二熱媒進(jìn)口和第二熱媒出口，所述第二熱媒進(jìn)口與所述第一換熱器的第一熱媒出口相連接；

冷卻器，所述冷卻器設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口與所述第二換熱器的第二熱媒出口相連接。

請參考圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例中的催化反應(yīng)器包括密封筒體，密封筒體的底部設(shè)置有出料口5，密封筒體沿其軸向由上至下分成至少兩個彼此連通的催化反應(yīng)區(qū)A，每個催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)均設(shè)置有氣體分布器和催化劑填料筒7；其中，氣體分布器用于向其所在的催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)通入含有有機(jī)物的原料氣；催化劑填料筒7位于同一個催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)的氣體分布器的下方，用于裝填與有機(jī)物反應(yīng)的催化劑。

上述催化反應(yīng)器的工作原理和工作過程是：開始時，先將達(dá)到催化反應(yīng)溫度的含有有機(jī)物的原料氣從位于上部的第一層催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)的氣體分布 器進(jìn)入第一層催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)，原料氣向下經(jīng)過第一層催化劑填料筒7中，原料氣中的有機(jī)物與第一層催化劑填料筒7內(nèi)填裝的催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)，消耗掉部分有機(jī)物。經(jīng)過第一層催化反應(yīng)后的原料氣繼續(xù)向下移動，進(jìn)入位于下部的第二層催化反應(yīng)區(qū)A，與此同時，通過第二層催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)的氣體分布器將常溫的新的原料氣送入到第二催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)，新的原料氣與經(jīng)過第一層催化反應(yīng)的原料氣混合后一起進(jìn)入第二層催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)的催化劑填料筒7內(nèi)進(jìn)行再次的催化反應(yīng)，進(jìn)一步消耗有機(jī)物。在第二層催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)，新的原料氣對第一層反應(yīng)后的原料氣進(jìn)行降溫，同時，第一層反應(yīng)后的原料氣對新的原料氣中的有機(jī)物濃度進(jìn)行稀釋。依次類推，上一層反應(yīng)后的原料氣進(jìn)入下一層催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)，與下一層進(jìn)來的新的原料氣混合，并在下一層中進(jìn)一步進(jìn)行催化反應(yīng)，逐層進(jìn)行有機(jī)物的稀釋和消耗，以及降溫，最后得到降低至濃度要求的回收氣體，回收氣體從密封筒體底部的出料口5排出。

可以看出，本實(shí)用新型中的凈化處理反應(yīng)器通過由上至下依次經(jīng)過至少兩次催化反應(yīng)，通過下層的新的原料氣對上一層反應(yīng)后的原料氣進(jìn)行降溫，上一層的原料氣可以稀釋下一層新的原料氣的有機(jī)物濃度，能夠?qū)崿F(xiàn)含有有機(jī)物的回收氣體的有效回收。同時，不需要設(shè)置循環(huán)壓縮機(jī)，從而降低了回收氣體的回收成本，通過自身進(jìn)行溫度的控制，不需要額外的設(shè)備進(jìn)行降溫，因此，進(jìn)一步降低了成本。

如圖1所示，在本實(shí)施例中，密封筒體包括筒體1、頂部封頭3和底部封頭2，筒體1的上下兩端分別與頂部封頭3和底部封頭2密封連接。頂部封頭3和底部封頭2均與筒體1可拆卸地連接，能夠方便內(nèi)部部件的安裝布置。

進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，筒體1由至少兩個筒段密封組裝而成，每個催化劑填料筒7對應(yīng)設(shè)置于一個筒段內(nèi)。通過將筒體1分段，可以更加方便地安裝內(nèi)部零部件，最后再將筒體1整體組裝。當(dāng)然，筒體1還可以是一體結(jié)構(gòu)，只是安裝制造不方便。

在本實(shí)施例中，頂部封頭3的頂部安裝有一個氣體分布器，該氣體分布器為頂部氣體分布器6，頂部封頭3的頂端開設(shè)有進(jìn)氣口4，頂部氣體分布器6的上端與進(jìn)氣口4連通。頂部氣體分布器6是上部第一層催化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)的氣體分布器，將頂部氣體分布器6設(shè)置于頂部封頭3的頂部，方便進(jìn)氣，節(jié)省空間。頂部氣體分布器6用于通入達(dá)到催化反應(yīng)溫度的原料氣。當(dāng)然，第一層催化反 應(yīng)區(qū)A內(nèi)的氣體分布器還可以設(shè)置于筒體1上，只要能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)氣即可。

如圖2和圖3所示，本實(shí)施例提供了一種具體的頂部氣體分布器6，其包括多個同軸套裝的喇叭噴管61，相鄰兩個喇叭噴管61之間形成環(huán)形錐狀氣流通道62。喇叭噴管61的較小一端與進(jìn)氣口4連通，原料氣從較小的一端進(jìn)入頂部氣體分布器6，通過環(huán)形錐狀氣流通道62的擴(kuò)口結(jié)構(gòu)將原料氣均勻分布于下方的催化劑填料筒7內(nèi)。該頂部氣體分布器6吊裝于頂部封頭3的頂部。當(dāng)然，頂部氣體分布器6還可以是其它結(jié)構(gòu)，如由多個呈輻射狀的管組成，每個管上開設(shè)有多個噴氣孔，只要能夠?qū)崿F(xiàn)原料氣的均勻分布即可。并不局限于本實(shí)施例所列舉的結(jié)構(gòu)形式。

如圖1、圖4-圖6所示，在本實(shí)施例中，設(shè)置于筒體1內(nèi)的氣體分布器為中間氣體分布器8，中間氣體分布器8包括主流通管81和若干個分支管82；其中，主流通管81的一端穿過筒體1的筒壁外部，此端開口，另一端封閉且固定于筒體1內(nèi)；所有的分支管82均連通設(shè)置于主流通管81上，每個分支管82的管壁上開設(shè)有多個出氣孔83。優(yōu)選地，分支管82水平布置于主流通管81的兩側(cè)，且分支管82的軸線與主流通管81的軸線垂直，分支管82的末端封閉，出氣孔83開設(shè)于分支管82的下側(cè)管壁上，出氣孔83的軸線與經(jīng)過分支管82軸線的豎直面之間存在一定的夾角，優(yōu)選為20°～45°。能夠?qū)⒃蠚飧鶆虻胤植加谙路降拇呋瘎┨盍贤?中。當(dāng)然，中間氣體分布器8還可以是其它結(jié)構(gòu)，如進(jìn)口設(shè)置于筒體1的側(cè)面，筒體1內(nèi)部的部分為水平布置的至少兩圈環(huán)形管，環(huán)形管上設(shè)置有出氣孔，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)原料氣的均勻分布。

更進(jìn)一步地，如圖5所示，在本實(shí)施例中，上述的中間氣體分布器8為分體組裝結(jié)構(gòu)，即主流通管81為分段組裝結(jié)構(gòu)，每段上均安裝若干個分支管82，通過法蘭將分段的主流通管81組裝。這樣的結(jié)構(gòu)更加方便制造。當(dāng)然，中間氣體分布器8還可以為一體結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，為了方便為催化反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)，在本實(shí)施例中，密封筒體上開設(shè)有若干人孔9。優(yōu)選地，每個催化反應(yīng)區(qū)A的密封筒體的筒壁上均開設(shè)有人孔9，頂部封頭的頂部還設(shè)置有人孔9。

在本實(shí)施例中，催化反應(yīng)器的催化反應(yīng)區(qū)A的數(shù)量可以為三個、四個或五個。優(yōu)選為三個，通過三層催化反應(yīng)，能夠有效降低回收氣體中的有機(jī)物濃度，使有機(jī)物濃度降小于20ppm。當(dāng)然，催化反應(yīng)區(qū)A的數(shù)量還可以是兩個， 只要能夠完成有機(jī)物的催化反應(yīng)，達(dá)到要求的濃度即可。

如圖1所示，在本實(shí)施例中，催化劑填料筒7吊裝于密封筒體內(nèi)，通過在筒體1內(nèi)壁上設(shè)置支撐臺，將催化劑填料筒7掛裝與支撐臺上，實(shí)現(xiàn)吊裝。在本實(shí)用新型中，將所述催化劑填料筒設(shè)置為吊裝，可將催化劑的填料筒與反應(yīng)器器壁隔開，少量冷的原料氣會在吊裝的填料筒和反應(yīng)器器壁之間流動，起到保護(hù)外壁、使外壁溫度不超溫的作用，保證整個反應(yīng)的安全進(jìn)行。

本實(shí)用新型中的催化反應(yīng)器可應(yīng)用于含有高濃度有機(jī)物的氮?dú)獾拇呋磻?yīng)，以得到較為純凈的氮?dú)?。在本?shí)用新型中，所采用的含有機(jī)物的氮?dú)庵邪ㄒ韵麦w積分?jǐn)?shù)的組分：環(huán)己烷0.15％、環(huán)己醇0.5％、環(huán)己酮0.5％和96.4％氮?dú)?。?dāng)然，還可應(yīng)用于其他含有有機(jī)物的待回收氣體的催化反應(yīng)。

參見圖7～8，圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例中含有機(jī)物的氮?dú)獾膬艋幚硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例中含有機(jī)物的氮?dú)獾膬艋幚硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7～8中，F(xiàn)為過濾器，F(xiàn)1為過濾器進(jìn)氣口，F(xiàn)2為過濾器出氣口；R為催化反應(yīng)器，R1為第一原料氣進(jìn)氣口，R2為第二原料氣進(jìn)氣口，R3為第三原料氣進(jìn)氣口，R4為出料口；V1為空氣水分離器，V11為分離器進(jìn)氣口，V12為分離器出氣口；E1為第一換熱器，E11為第一熱媒進(jìn)口，E12為第一熱媒出口，E13為第一冷媒進(jìn)口，E14為第一冷媒出口；E2為第二換熱器，E21為第二熱媒進(jìn)口，E22為第二熱媒出口，E23為第二冷媒進(jìn)口，E24為第二冷媒出口；E3為加熱器，E31為第三冷媒進(jìn)口，E32為第三冷媒出口，E33為第三熱媒進(jìn)口，E34為第四熱媒出口；C為冷卻器，C1為冷卻器進(jìn)氣口，C2為冷卻器出氣口，C3為冷卻介質(zhì)進(jìn)口，C4為冷卻介質(zhì)出口；V2為氣體分離器，V21為氣體分離器進(jìn)氣口，V22為氣體分離器出氣口，V23為污水出口。

在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，所述空氣水分離器V1設(shè)置有分離器進(jìn)氣口V1和分離器出氣口V2，所述分離器進(jìn)氣口用于通入壓縮空氣，壓縮空氣在所述空汽水分離器中得到初步的凈化，將壓縮空氣中凝聚的水分和油分去除，然后從所述分離器出氣口V2排出，用于下一步的流程，與待處理的含有機(jī)物的氮?dú)饣旌闲纬稍蠚?。本?shí)用新型對所述空氣水分離器的種類沒有特殊的限制，具體的，在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，可采用DN500×2000mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的空氣水分離器，其設(shè)計壓力為1.8MPa(80℃)，操作壓力為1.4MPa (40℃)。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述過濾器F設(shè)置有過濾器進(jìn)氣口F1和過濾器出氣口F2，所述過濾器進(jìn)氣口F1與所述分離器處理口V2相連接，上述從空氣水分離器V1中排出的經(jīng)過凈化的壓縮空氣與待處理的含有機(jī)物的氮?dú)饣旌虾笮纬稍蠚猓缓髲乃鲞^濾器進(jìn)氣口F1通入所述過濾器，所述過濾器用于去除原料氣中1μm以上的固體顆粒，經(jīng)過濾的原料氣經(jīng)過濾器出氣口F2排出，用于后續(xù)催化反應(yīng)器的催化反應(yīng)。本實(shí)用新型對所述過濾器的種類沒有特殊的限制，具體的，在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，可采用DN500×1500mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的過濾器，其設(shè)計壓力為1.2MPa(80℃)，操作壓力為0.9MPa(40℃)。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述催化反應(yīng)器R頂部設(shè)置有第一原料氣進(jìn)氣口R1，側(cè)面分別設(shè)置有第二原料進(jìn)氣口R2和第三原料進(jìn)氣口R3，底部設(shè)置有出料口R4，所述進(jìn)氣口R2和R3與所述過濾器出口F2相連接，所述進(jìn)氣口R1與所述頂部氣體分布器相連通，進(jìn)氣口R2和R3與所述中間氣體分布器相聯(lián)通。原料氣從所述過濾器出口排出口，分成三路，一路原料氣依次經(jīng)過第二換熱器和加熱器加熱后，形成第一原料氣，從所述催化反應(yīng)器的第一原料進(jìn)氣口R1進(jìn)入，剩余兩路原料氣調(diào)節(jié)流量后分別從第二原料進(jìn)氣口R2和第三原料進(jìn)氣口R3進(jìn)入，在所述催化反應(yīng)器中進(jìn)行催化反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，從所述催化反應(yīng)器的出料口R4排出，以便進(jìn)行進(jìn)一步的冷卻。所述催化反應(yīng)器設(shè)計空速優(yōu)選為2000～3000h^-1，更優(yōu)選為2200～2800h^-1，最優(yōu)選為2500～2600h^-1；在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，可采用DN1600×5400、材質(zhì)為304不銹鋼的催化反應(yīng)器，其設(shè)計壓力為1.2MPa(550℃)，操作壓力為0.9MPa(200～500℃)。

在本實(shí)用新型中，所述第一換熱器E1設(shè)置有第一熱媒進(jìn)口E11、第一熱媒出口E12，第一冷媒進(jìn)口E13和第一冷媒出口E14。所述第一熱媒進(jìn)口E11與所述催化反應(yīng)器的出料口R4相連接，用于通入處理后的氮?dú)?，所述進(jìn)口E13和出口E14分別通入和排出用于冷卻處理后氮?dú)獾睦鋮s介質(zhì)，如冷凝水，經(jīng)過冷卻介質(zhì)冷卻的處理后的氮?dú)馔ㄟ^所述第一熱媒出口E12排出，用于后續(xù)流程，進(jìn)一步的進(jìn)行冷卻。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，所述第一換熱器可采用DN600/1200×4000mm、材質(zhì)為碳素鋼(SS)的汽水換熱器，其設(shè)計壓力為1.2MPa，操作壓力為0.846MPa(473℃)或0.6MPa(90℃)。

在本實(shí)用新型中，所述第二換熱器E2設(shè)置有第二熱媒進(jìn)口E21、第二熱媒出口E22、第二冷媒進(jìn)口E23和第二冷媒出口E24，所述第二熱媒進(jìn)口E21與所述第一換熱器的第一熱媒出口E12相連接，用于通入初步冷卻的處理后的氮?dú)猓凰龅谝焕涿竭M(jìn)口E23與所述催化反應(yīng)器中的過濾器出氣口F2相連接，用于通入過濾后的一路原料氣，原料氣溫度較低，而初步冷卻后的處理后的氮?dú)鉁囟容^高，這兩種氣體在所述第二換熱器中進(jìn)行換熱，同時降低了處理后氮?dú)獾臏囟群蜕吡嗽蠚獾臏囟?，所述處理后的氮?dú)鈴牡诙崦匠隹贓22排出，用于后續(xù)流程中進(jìn)一步的冷卻，所述經(jīng)加熱的原料氣從第二冷媒出口E24排出，用于進(jìn)一步的加熱。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，所述第二換熱器可采用DN600×4000mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的氣氣換熱器，其設(shè)計壓力為1.2MPa(200℃/250℃)，操作壓力為0.83MPa(180℃)或0.9MPa(39℃)。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述加熱器E3設(shè)置有第三冷媒進(jìn)口E31、第三冷媒出口E32、第三熱媒進(jìn)口E33和第三熱媒出口E34。所述第三冷媒進(jìn)口E31與所述第二換熱器的第二冷媒出口E24相連接，用于通入經(jīng)初步加熱的原料氣，所述進(jìn)口E33和出口E34分別用于通入和排出加熱介質(zhì)如蒸汽，以實(shí)現(xiàn)對原料氣的進(jìn)一步加熱升溫，達(dá)到所述第一原料氣的溫度。所述出口E32與所述催化反應(yīng)器的第一原料氣進(jìn)口R1相連接，經(jīng)加熱后的原料氣從所述第三冷媒出口E32排出，通過第一原料氣進(jìn)口R1通入所述催化反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)行催化反應(yīng)。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，所述加熱器可采用DN500×3000mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的蒸汽加熱器，其設(shè)計壓力為1.2MPa(250℃)或4.2MPa(300℃)，操作壓力為0.89MPa/3.8MPa((135～250℃)。

在本實(shí)用新型中，所述冷卻器C設(shè)置有冷卻器進(jìn)氣口C1、冷卻器出氣口C2、冷卻介質(zhì)進(jìn)口C3和冷卻介質(zhì)出口C4。所述冷卻器進(jìn)氣口C1與所述第二換熱器的第二熱媒出口E22相連接，用于通入處理后的氮?dú)猓鯟3和C4分別用于通入和排出冷卻介質(zhì)如循環(huán)水，以便對所述處理后的氮?dú)膺M(jìn)一步冷卻，冷去后的氮?dú)馔ㄟ^冷卻器出氣口C2排出，用于后續(xù)的流程。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，所述冷卻器可采用DN600×4500mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的水冷卻器，其設(shè)計壓力為1.0MPa(80℃)或1.2MPa(200℃)。

在本實(shí)用新型中，所述氣體分離器V2頂部設(shè)置有氣體分離器進(jìn)氣口V21、側(cè)面設(shè)置有氣體分離器出氣口V22，底部設(shè)置有污水出口V23，所述氣體分 離器進(jìn)氣口與所述冷卻器出氣口C2相連接，用于通入已達(dá)到冷卻溫度要求的氮?dú)猓龅獨(dú)庠跉怏w分離器V2中進(jìn)行水氣分離后，氮?dú)鈴捻敳康某鰵饪赩22排出，可就地放空，也可回收利用，進(jìn)一步創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值，污水從底部的污水出口V23排出，去污水池。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，所述氣體分離器可采用DN1000×3600mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的過程氣分離器，其設(shè)計壓力為1.2MPa(80℃)，操作壓力為0.85MPa(40℃)。

本實(shí)用新型中的凈化處理系統(tǒng)不僅巧妙設(shè)計了催化反應(yīng)器，使其在不采用循環(huán)壓縮機(jī)的條件下實(shí)現(xiàn)了對氮?dú)獾膬艋幚?，而且還充分利用了該工藝流程中物料之間的熱能交換，進(jìn)一步降低了成本。本實(shí)用新型中的凈化處理系統(tǒng)既能達(dá)到環(huán)保的要求，并能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。產(chǎn)1Nm³氮?dú)獯蠹s節(jié)省整體裝置成本2元，該裝置因為沒有循環(huán)壓縮機(jī)等動力設(shè)備，運(yùn)行成本很低，1年收回投資，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

本實(shí)用新型將上文中的工藝流程與凈化處理系統(tǒng)相結(jié)合進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的工作流程：800Nm³/h壓縮空氣經(jīng)空氣水分離器V1經(jīng)行初步凈化后，與10000Nm³/h，0.9Mpa，40℃含有0.2％高濃度環(huán)己烷、環(huán)己醇、環(huán)己酮的氮?dú)饣旌虾筮M(jìn)入過濾器F，去除1μm以上的固體顆粒，過濾后的原料氣分成三路，其中一路經(jīng)第一換熱器E1預(yù)熱至130～160℃，然后通過加熱器E3加熱至150～250℃左右，從催化反應(yīng)器R的頂部進(jìn)口R1進(jìn)入，參與反應(yīng)，另兩路原料氣經(jīng)調(diào)節(jié)計量后從催化反應(yīng)器R側(cè)面的進(jìn)口R2和R3通入氣體分布器，進(jìn)入反應(yīng)器參與反應(yīng)，反應(yīng)后的氮?dú)鉁囟燃s450～500℃，經(jīng)第一換熱器E1冷卻至150～200℃進(jìn)入第二換熱器，與第一原料氣進(jìn)行換熱，進(jìn)一步冷卻至120～150℃，然后進(jìn)入冷卻器C，進(jìn)一步降溫至30～50℃，降溫后的氮?dú)馊怏w分離器V2，氮?dú)饨?jīng)分離調(diào)壓后去界外。

其中，反應(yīng)器的設(shè)計空速2500h^-1，150～250℃、4500～5500Nm³/h的第一原料氣從頂部進(jìn)氣口進(jìn)入，在反應(yīng)器第一床層進(jìn)行反應(yīng)放熱后，反應(yīng)溫升大約350～450℃，之后與一路30～50℃，4000～5000Nm³/h的第二原料氣混合，使得最終第一床層反應(yīng)溫度在320℃，然后進(jìn)入第二床層，由于第一床層反應(yīng)了大部分有機(jī)物，與第二原料氣混合后，有機(jī)物整體濃度已經(jīng)降低，所以第二床層反應(yīng)溫升120～160℃，之后與一路30～50℃，500～700Nm³/h的第三原料氣混合進(jìn)入第三床層，第三床層設(shè)計為產(chǎn)品把關(guān)層，反應(yīng)器出口有機(jī)物含 量小于20ppm，氮?dú)夂考s為95～96％，更優(yōu)選為95.2％，其余為水、CO₂和氧氣，得到的處理后的氮?dú)饨?jīng)后續(xù)變壓吸附裝置進(jìn)一步提純后可達(dá)到氮?dú)夂?9.99％。

在以下實(shí)施例中，采用圖1～8中的裝置進(jìn)行氮?dú)獾幕厥蘸蛢艋?，其中，空氣水分離器為DN500×2000mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的空氣水分離器，其設(shè)計壓力為1.8MPa(80℃)，操作壓力為1.4MPa(40℃)；過濾器為DN500×1500mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的過濾器，其設(shè)計壓力為1.2MPa(80℃)，操作壓力為0.9MPa(40℃)；催化反應(yīng)器為DN1600×5400、材質(zhì)為304不銹鋼的催化反應(yīng)器，其設(shè)計壓力為1.2MPa(550℃)，操作壓力為0.9MPa(200～500℃)；第一換熱器為DN600/1200×4000mm、材質(zhì)為碳素鋼(SS)的汽水換熱器，其設(shè)計壓力為1.2MPa，操作壓力為0.846MPa(473℃)或0.6MPa(90℃)；第二換熱器為DN600×4000mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的氣氣換熱器，其設(shè)計壓力為1.2MPa(200℃/250℃)，操作壓力為0.83MPa(180℃)或0.9MPa(39℃)；加熱器為DN500×3000mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的蒸汽加熱器，其設(shè)計壓力為1.2MPa(250℃)或4.2MPa(300℃)，操作壓力為0.89MPa/3.8MPa((135～250℃)；冷卻器為DN600×4500mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的水冷卻器，其設(shè)計壓力為1.0MPa(80℃)或1.2MPa(200℃)；氣體分離器為DN1000×3600mm、材質(zhì)為碳鋼(CS)的過程氣分離器，其設(shè)計壓力為1.2MPa(80℃)，操作壓力為0.85MPa(40℃)。

待處理的氮?dú)庵泻协h(huán)己烷0.15％、環(huán)己醇0.5％、環(huán)己酮0.5％和96.4％氮?dú)狻?/p>

催化劑為鈀系催化劑。

實(shí)施例1

800Nm³/h壓縮空氣經(jīng)空氣水分離器初步凈化后，與10000Nm³/h，0.9Mpa，40℃的待處理氮?dú)庠诠艿乐谢旌虾筮M(jìn)入過濾器，去除1μm以上的固體顆粒。

過濾后的原料氣從過濾器中排出后分為三路，其中一路進(jìn)入第二換熱器預(yù)熱至150℃，然后通過蒸汽加熱器加熱至200℃，調(diào)節(jié)流量為5000Nm³/h，從催化反應(yīng)器的頂部進(jìn)口通入頂部氣體分布器，在第一床層進(jìn)行反應(yīng)，在催化劑的催化作用下將有機(jī)物消耗掉，在第一床層的反應(yīng)溫升為390℃；然后第二路40℃、流量為4400Nm³/h的原料氣從側(cè)面進(jìn)氣口進(jìn)入，與反應(yīng)后的原料 氣混合，在第二床層催化劑的作用下進(jìn)一步催化反應(yīng)，第二床層的反應(yīng)溫升為140℃；然后第三路40℃、流量為600Nm³/h的原料氣從側(cè)面進(jìn)氣口進(jìn)入，與上一床層的反應(yīng)氣體混合，在第三床層的催化劑催化作用下反應(yīng)，得到處理后的氮?dú)?，處理后的氮?dú)庵杏袡C(jī)物含量小于20ppm，氮?dú)夂繛?5.2％，其余為水、二氧化碳和氧氣。

從反應(yīng)器底部出料口排除的氮?dú)鉁囟葹?80℃，進(jìn)入第一換熱器經(jīng)冷凝水冷卻至180℃，然后進(jìn)入第二換熱器，在第二換熱器中與第一路原料氣換熱，進(jìn)一步冷卻至140℃，接著進(jìn)入冷卻器，采用循環(huán)水將氮?dú)饫鋮s至40℃，降溫后的氮?dú)馊怏w分離器，氮?dú)饨?jīng)分離調(diào)壓后去界外，不合格氣體去火炬。

實(shí)施例2

800Nm³/h壓縮空氣經(jīng)空氣水分離器初步凈化后，與10000Nm³/h，0.9Mpa，40℃的待處理氮?dú)庠诠艿乐谢旌虾筮M(jìn)入過濾器，去除1μm以上的固體顆粒。

過濾后的原料氣從過濾器中排出后分為三路，其中一路進(jìn)入第二換熱器預(yù)熱至150℃，然后通過蒸汽加熱器加熱至200℃，調(diào)節(jié)流量為5300Nm³/h，從催化反應(yīng)器的頂部進(jìn)口通入頂部氣體分布器，在第一床層進(jìn)行反應(yīng)，在催化劑的催化作用下將有機(jī)物消耗掉，在第一床層的反應(yīng)溫升為400℃；然后第二路30℃、流量為4000Nm³/h的原料氣從側(cè)面進(jìn)氣口進(jìn)入，與反應(yīng)后的原料氣混合，在第二床層催化劑的作用下進(jìn)一步催化反應(yīng)，第二床層的反應(yīng)溫升為140℃；然后第三路30℃、流量為700Nm³/h的原料氣從側(cè)面進(jìn)氣口進(jìn)入，與上一床層的反應(yīng)氣體混合，在第三床層的催化劑催化作用下反應(yīng)，得到處理后的氮?dú)?，處理后的氮?dú)庵杏袡C(jī)物含量小于20ppm。

從反應(yīng)器底部出料口排除的氮?dú)鉁囟葹?80℃，進(jìn)入第一換熱器經(jīng)冷凝水冷卻至180℃，然后進(jìn)入第二換熱器，在第二換熱器中與第一路原料氣換熱，進(jìn)一步冷卻至140℃，接著進(jìn)入冷卻器，采用循環(huán)水將氮?dú)饫鋮s至40℃，降溫后的氮?dú)馊怏w分離器，氮?dú)饨?jīng)分離調(diào)壓后去界外，不合格氣體去火炬。

實(shí)施例3

800Nm³/h壓縮空氣經(jīng)空氣水分離器初步凈化后，與10000Nm³/h，0.9Mpa，40℃的待處理氮?dú)庠诠艿乐谢旌虾筮M(jìn)入過濾器，去除1μm以上的固體顆粒。

過濾后的原料氣從過濾器中排出后分為三路，其中一路進(jìn)入第二換熱器預(yù)熱至150℃，然后通過蒸汽加熱器加熱至170℃，調(diào)節(jié)流量為4600Nm³/h， 從催化反應(yīng)器的頂部進(jìn)口通入頂部氣體分布器，在第一床層進(jìn)行反應(yīng)，在催化劑的催化作用下將有機(jī)物消耗掉，在第一床層的反應(yīng)溫升為390℃；然后第二路50℃、流量為4900Nm³/h的原料氣從側(cè)面進(jìn)氣口進(jìn)入，與反應(yīng)后的原料氣混合，在第二床層催化劑的作用下進(jìn)一步催化反應(yīng)，第二床層的反應(yīng)溫升為140℃；然后第三路50℃、流量為500Nm³/h的原料氣從側(cè)面進(jìn)氣口進(jìn)入，與上一床層的反應(yīng)氣體混合，在第三床層的催化劑催化作用下反應(yīng)，得到處理后的氮?dú)?，處理后的氮?dú)庵杏袡C(jī)物含量小于20ppm，氮?dú)夂?5.3％，其余為水、二氧化碳和氧氣。

從反應(yīng)器底部出料口排除的氮?dú)鉁囟葹?80℃，進(jìn)入第一換熱器經(jīng)冷凝水冷卻至180℃，然后進(jìn)入第二換熱器，在第二換熱器中與第一路原料氣換熱，進(jìn)一步冷卻至140℃，接著進(jìn)入冷卻器，采用循環(huán)水將氮?dú)饫鋮s至40℃，降溫后的氮?dú)馊怏w分離器，氮?dú)饨?jīng)分離調(diào)壓后去界外，不合格氣體去火炬。