本发明涉及甲醛生产设备，尤其涉及一种甲醛尾气的处理系统及其处理方法。
背景技术：
甲醛生产的工艺原理是甲醇和空气在催化剂的作用下发生反应生成甲醛，目前，单纯氧化法(铁钼法)甲醇制甲醛装置产生的尾气，传统的甲醛生产设备的尾气处理系统能耗大、去除率低，能源浪费大。
技术实现要素：
本申请人针对以上技术状况，对甲醛生产工艺进行了研究和改进，发明一种甲醛尾气的处理系统及其处理方法。
本发明所采用的技术方案如下：
一种甲醛尾气的处理系统，包括依次连接在甲醛生产设备尾端的尾气预热器、ecs反应器、蒸汽发生器和锅炉水预热器，所述尾气预热器和ecs反应器之间还设置尾气电加热器，所述ecs反应器下端的高温尾气出口通过管道分别连接尾气预热器的壳程和蒸汽发生器的管程，尾气预热器的壳程也与蒸汽发生器的管程连接，所述ecs反应器内设置贵金属催化剂床层，所述蒸汽发生器的壳程下端通过热软水进口连接热软水储槽，蒸汽发生器的壳程上端通过蒸汽出口连接蒸汽管道，所述锅炉水预热器的壳程下端通过脱盐水接口连接脱盐水装置，锅炉水预热器的壳程上端通过热软水出口连接热软水储槽。
作为上述技术方案的进一步改进：
贵金属催化剂床层内采用铂钯催化剂，具有良好的热稳定性，可以保证在高温状态下长期保持催化活性。
一种甲醛尾气的处理方法，包括以下工序：
1)尾气产生：甲醛生产设备在反应生产甲醛的过程中产生尾气，尾气中包含氧气、一氧化碳以及少量的二甲醚、甲醇和甲醛；
2)尾气预热：尾气从甲醛生产设备进入尾气预热器管程，系统刚启动时需要启动尾气电加热器加热尾气，设备运行一段时间后，可通过ecs反应器产生的高温尾气进入尾气预热器壳程，与进入尾气预热器管程的尾气换热加热尾气；
3)催化焚烧：预热后的尾气进入ecs反应器在贵金属催化剂床层处进行催化焚烧，将尾气中的一氧化碳以及少量的二甲醚、甲醇和甲醛氧化形成二氧化碳和水，即形成洁净的高温尾气，洁净的高温尾气一部分进入尾气预热器壳程，进行尾气预热，另一部分直接通入蒸汽发生器的管程，且进入尾气预热器壳程的高温尾气完成尾气预热后，再进入蒸汽发生器的管程；
4)蒸汽发生：洁净的高温尾气进入蒸汽发生器的管程，与从热软水进口进入蒸汽发生器的壳程内的热软水换热，即可形成蒸汽，从蒸汽出口和蒸汽管排出收集使用；
5)软水预热：洁净的高温尾气经过蒸汽发生器后，再进入锅炉水预热器的管程，并与从脱盐水接口进入锅炉水预热器壳程的脱盐水换热，即可形成热软水，可通过热软水出口送入热软水储槽储存，以供蒸汽发生器使用；
6)尾气排放：洁净的高温尾气通过蒸汽发生器和锅炉水预热器吸收余热后，降低温度，最终从锅炉水预热器顶部高空排放到大气中。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述尾气通过尾气预热器加热至180～200℃。
所述ecs反应器内的反应温度范围为400℃～500℃。
所述尾气经过ecs反应器催化焚烧后产生的洁净的高温尾气的温度范围为450～500℃。
所述脱盐水在锅炉水预热器内加热形成的热软水的温度范围为90～100℃。
洁净的高温尾气通过蒸汽发生器和锅炉水预热器吸收余热后温度降低至50～60℃。
本发明的有益效果如下：所述甲醛尾气的处理系统及其处理方法，(1)设置余热利用系统，充分回收催化焚烧过程中产生的热能；(2)催化焚烧工艺，采用贵金属催化剂有效去除一氧化碳和少量有机物，催化转化效率高达99％；(3)只需要在400℃～500℃的温度下进行低温催化氧化反应，并同时降低加热装置能耗大约40％，此催化焚烧法具备经济和安全的极大优势；(4)使用的贵金属催化剂具有良好的热稳定性，可以保证在高温状态下长期保持催化活性。
附图说明
图1为本发明的甲醛尾气的处理系统及其处理方法的结构示意图。
图中：1、尾气预热器；2、ecs反应器；21、贵金属催化剂床层；3、蒸汽发生器；31、热软水进口；32、蒸汽出口；4、锅炉水预热器；41、脱盐水接口；42、热软水出口；5、尾气电加热器。
具体实施方式
下面结合附图，说明本实施例的具体实施方式
如图1所示，本实施例的甲醛尾气的处理系统，包括依次连接在甲醛生产设备尾端的尾气预热器1、ecs反应器2、蒸汽发生器3和锅炉水预热器4，尾气预热器1和ecs反应器2之间还设置尾气电加热器5，ecs反应器2下端的高温尾气出口通过管道分别连接尾气预热器1的壳程和蒸汽发生器3的管程，尾气预热器1的壳程也与蒸汽发生器3的管程连接，ecs反应器2内设置贵金属催化剂床层21，蒸汽发生器3的壳程下端通过热软水进口31连接热软水储槽，蒸汽发生器3的壳程上端通过蒸汽出口32连接蒸汽管，锅炉水预热器4的壳程下端通过脱盐水接口41连接脱盐水装置，锅炉水预热器4的壳程上端通过热软水出口42连接热软水储槽。
贵金属催化剂床层21内采用铂钯催化剂。
本实施例的甲醛尾气的处理方法，包括以下工序：
1)尾气产生：甲醛生产设备在反应生产甲醛的过程中产生尾气，尾气中包含氧气、一氧化碳以及少量的二甲醚、甲醇和甲醛；
2)尾气预热：尾气从甲醛生产设备进入尾气预热器1管程，系统刚启动时需要启动尾气电加热器5加热尾气，使尾气温度达到180～200℃，设备运行一段时间后，可通过ecs反应器2产生的高温尾气进入尾气预热器1壳程，与进入尾气预热器1管程的尾气换热加热尾气，同样可使尾气温度达到180～200℃；
3)催化焚烧：预热后的尾气进入ecs反应器2在贵金属催化剂床层21处进行催化焚烧，ecs反应器2内的反应温度为400℃～500℃，将尾气中的一氧化碳以及少量的二甲醚、甲醇和甲醛氧化形成二氧化碳和水，催化焚烧过程的化学反应方程式如下：
2co+o2→2co2
2ch3oh+3o2→2co2+4h2o
hcho+o2→co2+h2o
ch3och3+3o2→2co2+3h2o
即形成洁净的高温尾气，高温尾气的温度为洁净的高温尾气一部分进入尾气预热器1壳程，进行尾气预热，另一部分直接通入蒸汽发生器3的管程，且进入尾气预热器1壳程的高温尾气完成尾气余热后，再进入蒸汽发生器3的管程；
4)蒸汽发生：洁净的高温尾气进入蒸汽发生器3的管程，与从热软水进口31进入蒸汽发生器3的壳程内的热软水换热，即可形成蒸汽，从蒸汽出口32和蒸汽管排出收集使用；
5)软水预热：洁净的高温尾气经过蒸汽发生器3后，再进入锅炉水预热器4的管程，并与从脱盐水接口41进入锅炉水预热器4壳程的脱盐水换热，即可形成热软水，热软水的温度范围为90～100℃，热软水可通过热软水出口42送入热软水储槽储存，以供蒸汽发生器3使用；
6)尾气排放：洁净的高温尾气通过蒸汽发生器3和锅炉水预热器4吸收余热后，降低温度50～60℃，最终从锅炉水预热器4顶部高空排放到大气中。
本实施例的甲醛尾气的处理系统及其处理方法，单纯氧化法(铁钼法)甲醇制甲醛装置产生的尾气进ecs系统处理前、后，经过检测其中各组分含量以及去除率如下表所示：
催化转化效率高达99％。
完全满足《石油化学工业污染物排放标准》gb31571-2015
保证尾气达标排放，并回收尾气中的热量加以利用节约能源。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。