一種適用于低溫環(huán)境的含肼廢氣處理裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種適用于低溫環(huán)境的含肼廢氣處理裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，對(duì)于飛機(jī)在高原和低溫環(huán)境下大多數(shù)情況下使用噴淋型廢氣處理設(shè)備對(duì)含肼廢氣進(jìn)行處理。噴淋型廢氣處理設(shè)備均以水基處理液作為工作介質(zhì)，其冰點(diǎn)較高，如不采取降冰點(diǎn)措施，工作介質(zhì)將因結(jié)冰而無(wú)法正常工作，嚴(yán)重情況下甚至?xí)?dǎo)致設(shè)備的損壞。如果采取降冰點(diǎn)措施，將明顯降低對(duì)于含肼廢氣處理的效率，難以確保實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。由于現(xiàn)有設(shè)備難以滿足低溫環(huán)境下高效處理含肼廢氣的需求，迫切需要適應(yīng)低溫環(huán)境下工作的含肼廢氣處理設(shè)備。
[0003]傳統(tǒng)的含肼廢氣處理裝置均需在較大功率的情況下才能正常運(yùn)行。若遇到緊急停電的狀況，因廢氣處理裝置無(wú)法工作，有毒的含肼廢氣不能正常排出將會(huì)給環(huán)境和人體帶來(lái)巨大的損害。
[0004]所以，需要研制出適應(yīng)寒冷氣候等惡劣條件下的含肼廢氣的處理裝置。適應(yīng)寒冷氣候條件的含肼廢氣處理設(shè)備可達(dá)到以下技術(shù)指標(biāo):
[0005](1)使用環(huán)境:-40°C?6(TC
[0006](2)處理能力:彡 10L/min
[0007](3)處理效果:廢氣處理率> 99%
[0008](4)排放含肼氣體濃度:< 0.13mg/m3
[0009]申請(qǐng)?zhí)枮?9126261.1的中國(guó)專利公開(kāi)了一種燃料燃燒處理偏二甲肼廢氣的方法及設(shè)備，以燃料油為燃料，點(diǎn)燃該燃燒器，通入體積百分比濃度為1-30%的偏二甲肼廢氣一同燃燒，生成水和二氧化碳和氮?dú)?，達(dá)到處理偏二甲肼廢氣的目的。焚燒爐爐膛內(nèi)裝有廢氣分布環(huán)，能使廢氣充分燃燒，尾氣經(jīng)檢測(cè)，無(wú)殘留的偏二甲肼，排放達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。此裝置使用燃燒法對(duì)偏二甲肼廢氣進(jìn)行處理，由于燃燒過(guò)程中需要不斷地添加燃料油以支持燃燒，給廢氣處理工藝帶來(lái)諸多不便。其次，利用燃燒法對(duì)含肼廢氣進(jìn)行處理工藝的燃燒溫度在500-800°C，導(dǎo)致其安全系數(shù)較低，且不適合在較惡劣環(huán)境條件下使用。
[0010]鑒于此，提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供了一種適用于低溫環(huán)境的含肼廢氣處理裝置，具體地，采用了如下的技術(shù)方案:
[0012]一種適用于低溫環(huán)境的含肼廢氣處理裝置，包括催化反應(yīng)主塔，所述的催化反應(yīng)塔包括進(jìn)氣管路、催化反應(yīng)區(qū)和出氣管路，進(jìn)氣管路設(shè)置在底部，出氣管路設(shè)置在上部，催化反應(yīng)區(qū)設(shè)置在進(jìn)氣管路和出氣管路之間的區(qū)域；所述的催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)分組分層設(shè)置復(fù)合催化劑，催化反應(yīng)區(qū)的底部催化劑，堆密度大于上部復(fù)合催化劑堆密度；所述的催化反應(yīng)區(qū)的四周塔壁上設(shè)置加熱裝置。
[0013]進(jìn)一步地，所述的催化反應(yīng)區(qū)外圍塔壁上的不同部位分別設(shè)置溫度傳感器，溫度傳感器的檢測(cè)精度為±0.0rc ;所述的溫度傳感器連接中央處理器，中央處理器連接加熱
目-Ο
[0014]進(jìn)一步地，所述的進(jìn)氣管路連接氣體均布器，氣體均布器為一輸氣管道；所述的輸氣管道貫穿整個(gè)催化反應(yīng)塔的底部，輸氣管道的管壁上均勻開(kāi)設(shè)有出氣孔。
[0015]進(jìn)一步地，所述的催化反應(yīng)塔還包括柵板、填料壓板和上蓋法蘭，柵板設(shè)置在主催化反應(yīng)塔的底部且位于進(jìn)氣管路的上方，上蓋法蘭蓋在主催化反應(yīng)塔的上端使其密閉，填料壓板通過(guò)升降螺栓連接在上蓋法蘭的內(nèi)壁上；所述的升降螺栓使填料壓板上下運(yùn)動(dòng)，所述的填料壓板和柵板之間形成催化反應(yīng)區(qū)。
[0016]進(jìn)一步地，所述的催化反應(yīng)區(qū)的高徑比為2:1?4:1。
[0017]進(jìn)一步地，所述的復(fù)合催化劑的主要成分為二氧化錳與混合輕稀土氧化物，質(zhì)量比為1:1.5?2.5，載體為20目的A1203，添加有銥、釕貴金屬成分，其質(zhì)量比例分別為
0.1%?0.3%銥、0.3%?0.5%釕。
[0018]進(jìn)一步地，所述的復(fù)合催化劑獨(dú)立設(shè)置，所述設(shè)置在催化反應(yīng)塔底部的復(fù)合催化劑為顆粒狀載體催化劑，設(shè)置在催化反應(yīng)塔中部及上部的復(fù)合催化劑呈為蜂窩載體催化劑。
[0019]進(jìn)一步地，還包括過(guò)濾裝置、調(diào)壓穩(wěn)壓裝置和第一送氣閥，所述的過(guò)濾裝置的進(jìn)口接入含肼廢氣，過(guò)濾裝置的出口連接調(diào)壓穩(wěn)壓裝置的進(jìn)口，調(diào)壓穩(wěn)壓裝置的出口連接第一送氣閥的入口，第一送氣閥的出口連接催化反應(yīng)塔的進(jìn)氣管路的入口。
[0020]進(jìn)一步地，所述的催化反應(yīng)塔包括主催化反應(yīng)塔和輔催化反應(yīng)塔，輔催化反應(yīng)塔與主催化反應(yīng)塔的結(jié)構(gòu)相同；所述的主催化反應(yīng)塔通過(guò)第一送氣閥連接調(diào)壓穩(wěn)壓裝置，輔催化反應(yīng)塔通過(guò)第二送氣閥連接調(diào)壓穩(wěn)壓裝置，且主催化反應(yīng)塔的出氣管路通過(guò)第三送氣閥與輔催化反應(yīng)塔的進(jìn)氣管路連接。
[0021]進(jìn)一步地，還包括氣體檢測(cè)裝置，氣體檢測(cè)裝置設(shè)置在催化反應(yīng)塔的出氣管路的出口處；氣體檢測(cè)裝置將檢測(cè)結(jié)果傳輸至控制儀器，控制儀器設(shè)有可根據(jù)預(yù)設(shè)濃度值進(jìn)行報(bào)警的報(bào)警裝置；所述的氣體檢測(cè)裝置為氣體濃度傳感器，氣體濃度傳感器連接第四送氣閥。
[0022]本發(fā)明同時(shí)提供了一種適用于低溫環(huán)境的含肼廢氣處理裝置的含肼廢氣處理方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0023]S1，接通電源，溫度傳感器檢測(cè)主催化反應(yīng)塔溫度、氣體濃度傳感器檢測(cè)裝置內(nèi)的氣體濃度，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給控制儀器；
[0024]S2，控制儀器進(jìn)行判斷，當(dāng)檢測(cè)數(shù)據(jù)滿足要求時(shí)，則進(jìn)行下一步驟，否則則進(jìn)入狀態(tài)準(zhǔn)備階段，調(diào)節(jié)溫度、壓力等參數(shù)后返回步驟S1 ；
[0025]S3，加熱裝置開(kāi)始工作，對(duì)主催化反應(yīng)塔進(jìn)行預(yù)熱，使主催化反應(yīng)塔達(dá)到最低工作溫度后停止加熱；
[0026]S4，調(diào)節(jié)調(diào)壓穩(wěn)壓裝置，開(kāi)啟第一送氣閥、關(guān)閉第二送氣閥、第三送氣閥和第四送氣閥，向主催化反應(yīng)塔內(nèi)通入含肼廢氣；
[0027]S5，主催化反應(yīng)塔對(duì)含肼廢氣進(jìn)行催化處理；
[0028]S6，經(jīng)過(guò)主催化反應(yīng)塔催化反應(yīng)后的氣體經(jīng)過(guò)排氣管路時(shí)，氣體濃度傳感器檢測(cè)其含肼濃度，判斷是否達(dá)標(biāo)，若達(dá)標(biāo)，則開(kāi)啟第四送氣閥排出氣體，若不達(dá)標(biāo)，開(kāi)啟第三送氣閥，關(guān)閉第四送氣閥，使氣體進(jìn)入輔催化反應(yīng)塔經(jīng)催化反應(yīng)后排放；
[0029]S7，所有待處理廢氣處理完畢后，關(guān)閉送氣閥調(diào)壓穩(wěn)壓裝置門、調(diào)壓穩(wěn)壓裝置、設(shè)備電源。
[0030]本發(fā)明解決了含肼廢氣處理設(shè)備存在的低溫適應(yīng)性差、保障復(fù)雜等問(wèn)題，可以在高原和北方低溫環(huán)境下進(jìn)行含肼廢氣進(jìn)行高效處理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。
[0031]本發(fā)明所述的含肼廢氣的處理裝置，主要利用肼具有還原性的特性，同時(shí)結(jié)合催化劑本身具有的高專一性、高選擇性、高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，對(duì)于含肼廢氣采用催化法從而有效地去除廢氣中的肼。本發(fā)明主要利用催化反應(yīng)塔來(lái)對(duì)含肼廢氣中的肼進(jìn)行催化反應(yīng)，本發(fā)明的催化反應(yīng)塔具有如下的特點(diǎn):
[0032]催化反應(yīng)塔內(nèi)部復(fù)合催化劑填料分組分層放置，更換方便，且不易破碎，底部填充有顆粒狀載體催化劑，頂部為塊狀蜂窩載體催化劑，底部催化劑堆密度大于頂部，進(jìn)而確保在底部反應(yīng)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)催化劑與待處理氣體產(chǎn)生一定的熱量，從而更加有利于催化反應(yīng)的進(jìn)行，增強(qiáng)后續(xù)催化反應(yīng)的效果。
[0033]催化塔的催化反應(yīng)區(qū)的高徑比為2:1?4:1，同時(shí)在催化反應(yīng)區(qū)底部填充顆粒狀載體催化劑，進(jìn)而增加復(fù)合催化劑堆密度，此種改進(jìn)可增加肼氣體開(kāi)始進(jìn)行催化反應(yīng)時(shí)床層溫度，進(jìn)而有效緩解外部低溫環(huán)境催化活性低的缺點(diǎn)，同時(shí)降低催化反應(yīng)塔體內(nèi)空速對(duì)催化反應(yīng)效率的影響，從而有利于催化反應(yīng)的順利進(jìn)行。
[0034]催化反應(yīng)塔的催化反應(yīng)區(qū)外圍設(shè)置有加熱裝置，該加熱裝置為設(shè)置在催化反應(yīng)區(qū)四周塔壁上的硅膠加熱片，硅膠加熱片有硅膠加熱膜組成，硅膠電熱膜具有良好的抗化學(xué)腐蝕能力，可用于潮濕、腐蝕性氣體等環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)所，所以本裝置在寒冷的區(qū)域也能正常使用。塔體加熱裝置作為設(shè)備運(yùn)行的輔助手段，在低溫環(huán)境下如現(xiàn)場(chǎng)不具備加熱條件，設(shè)備仍可實(shí)現(xiàn)含肼廢氣的處理，但是處理效率將有所下降，設(shè)備應(yīng)急性、機(jī)動(dòng)性有所增強(qiáng)。
[0035]催化反應(yīng)塔外圍不同部位均設(shè)置高精度溫度傳感器，檢測(cè)精度為±0.01°C，當(dāng)外部環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，溫度控制器控制塔壁上的加熱裝置啟動(dòng)，當(dāng)加熱溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，溫度傳感器輸出4?20mA信號(hào)至自動(dòng)控制裝置停止加熱。當(dāng)催化反應(yīng)塔在使用時(shí)外部環(huán)境溫度高于催化反應(yīng)所需最低溫度時(shí)，催化反應(yīng)可正常工作，設(shè)備無(wú)需開(kāi)啟加熱裝置，進(jìn)而增強(qiáng)設(shè)備應(yīng)急處理能力，可更加適用于車載式使用要求。
[0036]催化反應(yīng)塔內(nèi)的的復(fù)合催化劑采用以蜂窩式A1203為載體的貴金屬催化劑，既可以高效去除廢氣中的肼，簡(jiǎn)化了使用和維護(hù)操作，解決現(xiàn)有設(shè)