專利名稱：一種氮氧化物尾氣減排方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氮氧化物尾氣減排方法，尤其涉及一種硝酸生產(chǎn)過程氮氧化物尾氣減排方法。
背景技術(shù)：
硝酸裝置在生產(chǎn)過程中生成氮氧化物NOx的氣體，俗稱笑氣，在正常生產(chǎn)條件下，不能被轉(zhuǎn)化成有用的二氧化氮，也不能被水吸收，而是直接排入大氣。氮氧化物是導(dǎo)致氣候變化最強(qiáng)勁的溫室氣體之一，溫室效應(yīng)潛值是二氧化碳的310倍，對(duì)臭氧層的破壞作用比氟利昂更嚴(yán)重，能在大氣中存留150至170年，一旦形成不容易消失。對(duì)全球氣候變暖貢獻(xiàn)率6%，近年來大氣中濃度增長(zhǎng)很快。以往技術(shù)中有各種減少尾氣氮氧化物排放的方法，例如溶液吸收法、吸附分離法、以及催化分解法等。例如，溶液吸收法是溶液吸收是硝酸制造業(yè)中尾氣治理的傳統(tǒng)方法，用氫氧化鈉溶液吸收尾氣中的NO和NO2得到·亞硝酸鈉和硝酸鈉溶液。當(dāng)然，氫氧化鈉也可以改為氫氧化鉀、氫氧化銨以及其它的堿液。但是，溶液吸收法中存在吸收液需要再生或處置等問題。吸附分離法是利用吸附劑吸附氮氧化物，進(jìn)而對(duì)吸附的氮氧化物進(jìn)行無害化處理的方法，但是，該方法存在吸附劑再生以及對(duì)吸附環(huán)境的條件苛刻等問題。此外，利用將氮氧化物直接催化分解為氮和氧是一種理想的選擇，但工業(yè)上很難找到合適的催化劑提高反應(yīng)速率。并且，以往的催化劑對(duì)于在工業(yè)工序中常存在的水蒸汽的含量不耐久問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上問題，本發(fā)明提供一種新型的氮氧化物尾氣減排方法，其利用催化劑，將硝酸生產(chǎn)過程中的尾氣排放氮氧化物進(jìn)行分解，降低環(huán)境污染的，其特征在于，在生產(chǎn)硝酸的過程中，在氧化爐的鉬網(wǎng)與底部過熱器之間安裝拉西環(huán)催化劑，將混合氣體中的氮氧化物分解為氮?dú)夂脱鯕庠谶M(jìn)入后續(xù)工段進(jìn)行冷卻，供吸收崗位使用。其中，所述拉西環(huán)催化劑是YARA拉西環(huán)催化劑。其中，氮氧化物在進(jìn)入所述氧化爐之前的工藝流程如下:由大氣吸入的空氣，經(jīng)過高效組裝式三級(jí)過濾凈化裝置凈化后，進(jìn)入透平壓縮機(jī)，經(jīng)過一段壓縮，一段中間冷卻，二段壓縮，二段中間冷卻和三段壓縮，將氣體壓縮至0.35Mpa，溫度為150°C的氣體，大部分送到氧化崗位，其余一部分即二次空氣送至吸收塔漂白段和氧化段。其中，由吸收崗位回來的經(jīng)過預(yù)熱的尾氣和少部分氣氨混合，進(jìn)入尾氣反應(yīng)器，在觸媒的作用下尾氣中的氮氧化物尾氣被還原成氮?dú)?，其中仍具有較高的溫度和壓力的尾氣，導(dǎo)入透平壓縮機(jī)的膨脹段回收其能量，然后由排氣筒排入大氣。其中，透平壓縮機(jī)三段出口管上裝有放空管接至排氣筒，以供開停車時(shí)，氣體直接放空使用，透平壓縮機(jī)三段出口管上還配有一支管與膨脹機(jī)尾氣入口管連通，裝有近路閥，以便生產(chǎn)中調(diào)節(jié)氧化爐負(fù)荷，膨脹機(jī)尾氣入口管和出口管配有近路閥，在生產(chǎn)中可調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力和負(fù)荷量。其中，由透平壓縮機(jī)來的壓力為0.35MPa，溫度為150°C的空氣，經(jīng)素磁過濾器進(jìn)一步凈化后，進(jìn)入氨空混合器與吸收崗位氨蒸發(fā)系統(tǒng)來的壓力為0.6MPa，溫度為50°C左右的氣氨直接按一定比例混合導(dǎo)入氧化爐，混合氣在氧化爐內(nèi)至上而下通過七層鉬網(wǎng)催化進(jìn)行氨的氧化反應(yīng)，反應(yīng)生成800-890°C的氮氧化物氣體直接流向緊連著氧化爐底部的過熱器和廢熱鍋爐，與過熱器盤管內(nèi)蒸汽和鍋爐列管間的水進(jìn)行熱交換，使氮氧化物氣體溫度降至230-260°C后送至吸收崗位制稀硝酸使用。通過本發(fā)明的上述方法，硝酸生產(chǎn)過程中對(duì)尾氣排放氮氧化物能夠進(jìn)行有效地分解與回收，降低環(huán)境污染，回收產(chǎn)品硝酸銨；并對(duì)分解催化劑進(jìn)行試用和分析其效果，將硝酸尾氣中的NOx分解為氮?dú)馀c氧氣，生成氮?dú)馀c氧氣后不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。


圖1是透平空氣壓縮崗位流程圖。
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的氮氧化物尾氣減排方法中，氮氧化物在分解之前首先通過透平空氣壓縮崗位。下面參照?qǐng)D1，說明本發(fā)明的透平空氣壓縮崗位的流程。如圖1所示，由大氣吸入的空氣，經(jīng)過高效組裝式三級(jí)過濾凈化裝置凈化后，進(jìn)入透平壓縮機(jī)，經(jīng)過一段壓縮，一段中間冷卻，二段壓縮，二段中間冷卻和三段壓縮，將氣體壓縮至0.35Mpa，溫度為150°C的氣體，大部分送到氧化崗位，其余一部分(稱二次空氣)送至1#吸收塔漂白段和氧化段。由吸收崗位回來的經(jīng)過預(yù)熱的尾氣和少部分氣氨混合，進(jìn)入尾氣反應(yīng)器，在觸媒的作用下尾氣中的NOx氣體`被還原成氮?dú)?使尾氣排放達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn))，仍具有較高的溫度和壓力的尾氣，導(dǎo)入透平壓縮機(jī)的膨脹段回收其能量，然后由排氣筒排入大氣。透平壓縮機(jī)三段出口管上裝有放空管接至排氣筒，以供開停車時(shí)，氣體直接放空使用。透平壓縮機(jī)三段出口管上還配有一支管與膨脹機(jī)尾氣入口管連通，裝有近路閥，以便生產(chǎn)中調(diào)節(jié)氧化爐負(fù)荷。膨脹機(jī)尾氣入口管和出口管配有近路閥，在生產(chǎn)中可調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力和負(fù)荷量。其中，由透平壓縮機(jī)來的壓力為0.35MPa，溫度為150°C的空氣，經(jīng)素磁過濾器進(jìn)一步凈化后，進(jìn)入氨空混合器與吸收崗位氨蒸發(fā)系統(tǒng)來的壓力為0.6MPa，溫度為50°C左右的氣氨直接按一定比例混合導(dǎo)入氧化爐，混合氣在氧化爐內(nèi)至上而下通過七層鉬網(wǎng)催化進(jìn)行氨的氧化反應(yīng)，反應(yīng)生成800-890°C的氮氧化物氣體直接流向緊連著氧化爐底部的過熱器和廢熱鍋爐，與過熱器盤管內(nèi)蒸汽和鍋爐列管間的水進(jìn)行熱交換，使氮氧化物氣體溫度降至230-260°C后送至吸收崗位制稀硝酸使用。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)是，改造了上述兩套氧化爐設(shè)備，在氧化爐的鉬網(wǎng)催化劑與底部過熱器之間加裝一種名為(YARA)的拉西環(huán)催化劑，將混合氣體中的氮氧化物分解為氮?dú)夂脱鯕庠谶M(jìn)入后續(xù)工段進(jìn)行冷卻，供吸收崗位使用，將氮氧化物分解，達(dá)到減排溫室氣體的效果。此外，在本發(fā)明中，在尾氣系統(tǒng)中增加一套在線監(jiān)控系統(tǒng)，跟蹤監(jiān)控尾氣中的氮氧化物、氧、尾氣溫度和壓力等數(shù)據(jù)。在本發(fā)明中還目為兩套硝酸裝置氮氧化物減排項(xiàng)目，利用原有的DCS系統(tǒng)進(jìn)行控制，新建在線監(jiān)控系統(tǒng)依托原有的DCS系統(tǒng)進(jìn)行控制，只需增加現(xiàn)場(chǎng)一次儀表、流量計(jì)、檢測(cè)儀和電流表等，將信號(hào)直接接入系統(tǒng)中，DCS系統(tǒng)中增加一些所需模塊并對(duì)軟件進(jìn)行修改，增加控制畫面。(實(shí)施例)
烏化公司的硝酸銨系列產(chǎn)品30萬(wàn)噸/年，其中硝酸裝置在生產(chǎn)過程中生成氮氧化物的氣體，俗稱笑氣，在正常生產(chǎn)條件下，不能被轉(zhuǎn)化成有用的二氧化氮，也不能被水吸收，而是直接排入大氣。氮氧化物是導(dǎo)致氣候變化最強(qiáng)勁的溫室氣體之一，溫室效應(yīng)潛值是二氧化碳的310倍，對(duì)臭氧層的破壞作用比氟利昂更嚴(yán)重，能在大氣中存留150至170年，一旦形成不容易消失。對(duì)全球氣候變暖貢獻(xiàn)率6%，近年來大氣中濃度增長(zhǎng)很快。為了減少溫室氣體的排放，落實(shí)《工業(yè)清潔生產(chǎn)推行“十二五”規(guī)劃》，加快先進(jìn)清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用和推廣，挺高工業(yè)清潔生產(chǎn)水平，本項(xiàng)目的實(shí)施是可行而必要的。該項(xiàng)目的目標(biāo)是:改造兩套透平壓縮機(jī)系統(tǒng)與兩套氧化爐設(shè)備，并分別給氧化爐鉬網(wǎng)下面裝一種(YARA)的拉西環(huán)催化劑，將氮氧化物分解，達(dá)到減排溫室氣體的效果，可每年可減少氮氧化物排放21.92萬(wàn)噸(按折合CO2計(jì))，有效解決溫室氣體排放問題；改造兩套尾氣吸收系統(tǒng)，并在尾氣系統(tǒng)中增加一套在線監(jiān)控系統(tǒng)，利用監(jiān)控儀等設(shè)備，跟蹤監(jiān)控尾氣中的氮氧化物、氧、尾氣溫度和壓力等數(shù)據(jù)。該項(xiàng)目采用上述本發(fā)明的方法，即，使用改造后兩套透平壓縮機(jī)系統(tǒng)以提高壓縮效率，冷卻水及潤(rùn)滑油系統(tǒng)流程保持不變；改造兩套氧化爐系統(tǒng)，并在氧化爐的鉬網(wǎng)催化劑與底部過熱器之間加裝一種名為(YARA)的拉西環(huán)催化劑，將混合氣體中的氮氧化物分解為氮?dú)夂脱鯕庠谶M(jìn)入后續(xù)工段進(jìn)行冷卻，供吸收崗位使用；改造后，新建兩套尾氣吸收塔和尾氣反應(yīng)器系統(tǒng)，代替原有設(shè)備；吸收系統(tǒng)無新增消耗。本項(xiàng)目改造前硝酸尾氣排放量平均為117800m3/h，尾氣中的氮氧化物含量為300PPm，年排放氮氧化物為:117800m3/hX8000hX0.03%+22.4X56 + 1000=707 噸。項(xiàng)目改造后，尾氣中的氮氧化物全部分解為氮?dú)馀c氧氣，年減少氮氧化物排放707噸，按每噸氮氧化物折二氧化碳310噸計(jì)算，年減排二氧化碳為:707 X 310=21.92萬(wàn)噸(按折算CO2),目前，每噸氮氧化物排放指標(biāo)的出售價(jià)格為53元，每年減排可創(chuàng)造效益:21.92萬(wàn)噸X53元/噸=1161.76萬(wàn)元。減排、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯。本項(xiàng)目各改造裝置均是從合理利用資源、保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，有效地減少了廢氣的排放，不新增廢水和廢渣，并將資源再利用，既減輕了環(huán)保壓力，又合理利用了資源，節(jié)約了成本，為企業(yè)創(chuàng)造了效益。本項(xiàng)目的實(shí)施，具有顯著的節(jié)能減排效果，大大減輕了污染物的排放，改善了環(huán)境質(zhì)量。最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種氮氧化物尾氣減排方法，其特征在于， 在生產(chǎn)硝酸的過程中，在氧化爐的鉬網(wǎng)與底部過熱器之間安裝拉西環(huán)催化劑，將混合氣體中的氮氧化物分解為氮?dú)夂脱鯕庠谶M(jìn)入后續(xù)工段進(jìn)行冷卻，供吸收崗位使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮氧化物尾氣減排方法，其特征在于， 所述拉西環(huán)催化劑是YARA拉西環(huán)催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的氮氧化物尾氣減排方法，其特征在于， 氮氧化物在進(jìn)入所述氧化爐之前的工藝流程如下:由大氣吸入的空氣，經(jīng)過高效組裝式三級(jí)過濾凈化裝置凈化后，進(jìn)入透平壓縮機(jī)，經(jīng)過一段壓縮，一段中間冷卻，二段壓縮，二段中間冷卻和三段壓縮，將氣體壓縮至0.35Mpa，溫度為150°C的氣體，大部分送到氧化崗位，其余一部分即二次空氣送至吸收塔漂白段和氧化段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氮氧 化物尾氣減排方法，其特征在于， 由吸收崗位回來的經(jīng)過預(yù)熱的尾氣和少部分氣氨混合，進(jìn)入尾氣反應(yīng)器，在觸媒的作用下尾氣中的氮氧化物尾氣被還原成氮?dú)猓渲腥跃哂休^高的溫度和壓力的尾氣，導(dǎo)入透平壓縮機(jī)的膨脹段回收其能量，然后由排氣筒排入大氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氮氧化物尾氣減排方法，其特征在于， 透平壓縮機(jī)三段出口管上裝有放空管接至排氣筒，以供開停車時(shí)，氣體直接放空使用，透平壓縮機(jī)三段出口管上還配有一支管與膨脹機(jī)尾氣入口管連通，裝有近路閥，以便生產(chǎn)中調(diào)節(jié)氧化爐負(fù)荷，膨脹機(jī)尾氣入口管和出口管配有近路閥，在生產(chǎn)中可調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力和負(fù)荷量。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氮氧化物尾氣減排方法，其特征在于， 由透平壓縮機(jī)來的壓力為0.35MPa，溫度為150°C的空氣，經(jīng)素磁過濾器進(jìn)一步凈化后，進(jìn)入氨空混合器與吸收崗位氨蒸發(fā)系統(tǒng)來的壓力為0.6MPa，溫度為50°C左右的氣氨直接按一定比例混合導(dǎo)入氧化爐，混合氣在氧化爐內(nèi)至上而下通過七層鉬網(wǎng)催化進(jìn)行氨的氧化反應(yīng)，反應(yīng)生成800-890°C的氮氧化物氣體直接流向緊連著氧化爐底部的過熱器和廢熱鍋爐，與過熱器盤管內(nèi)蒸汽和鍋爐列管間的水進(jìn)行熱交換，使氮氧化物氣體溫度降至230-260°C后送至吸收崗位制稀硝酸使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氮氧化物尾氣減排方法，其特征在于，在生產(chǎn)硝酸的過程中，在氧化爐的鉑網(wǎng)與底部過熱器之間安裝拉西環(huán)催化劑，將混合氣體中的氮氧化物分解為氮?dú)夂脱鯕庠谶M(jìn)入后續(xù)工段進(jìn)行冷卻，供吸收崗位使用。通過本發(fā)明的上述方法，硝酸生產(chǎn)過程中對(duì)尾氣排放氮氧化物能夠進(jìn)行有效地分解與回收，降低環(huán)境污染，回收產(chǎn)品硝酸銨；并對(duì)分解催化劑進(jìn)行試用和分析其效果，將硝酸尾氣中的NOX分解為氮?dú)馀c氧氣，生成氮?dú)馀c氧氣后不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
文檔編號(hào)C01C1/18GK103230743SQ20131012077
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者蔣遠(yuǎn)華, 王華雄, 楊曉勤, 蔡忠, 楊曉華, 賀飛 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古烏拉山化肥有限責(zé)任公司