CN103230743A - 一种氮氧化物尾气减排方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氮氧化物尾气减排方法，其特征在于，在生产硝酸的过程中，在氧化炉的铂网与底部过热器之间安装拉西环催化剂，将混合气体中的氮氧化物分解为氮气和氧气在进入后续工段进行冷却，供吸收岗位使用。通过本发明的上述方法，硝酸生产过程中对尾气排放氮氧化物能够进行有效地分解与回收，降低环境污染，回收产品硝酸铵；并对分解催化剂进行试用和分析其效果，将硝酸尾气中的NOX分解为氮气与氧气，生成氮气与氧气后不会对环境造成污染。

Description

一种氮氧化物尾气减排方法
技术领域
本发明涉及一种氮氧化物尾气减排方法，尤其涉及一种硝酸生产过程氮氧化物尾气减排方法。
背景技术
硝酸装置在生产过程中生成氮氧化物NOX的气体，俗称笑气，在正常生产条件下，不能被转化成有用的二氧化氮，也不能被水吸收，而是直接排入大气。氮氧化物是导致气候变化最强劲的温室气体之一，温室效应潜值是二氧化碳的310倍，对臭氧层的破坏作用比氟利昂更严重，能在大气中存留150至170年，一旦形成不容易消失。对全球气候变暖贡献率6%，近年来大气中浓度增长很快。
以往技术中有各种减少尾气氮氧化物排放的方法，例如溶液吸收法、吸附分离法、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业中尾气治理的传统方法，用氢氧化钠溶液吸收尾气中的NO和NO2得到亚硝酸钠和硝酸钠溶液。当然，氢氧化钠也可以改为氢氧化钾、氢氧化铵以及其它的碱液。但是，溶液吸收法中存在吸收液需要再生或处置等问题。
吸附分离法是利用吸附剂吸附氮氧化物，进而对吸附的氮氧化物进行无害化处理的方法，但是，该方法存在吸附剂再生以及对吸附环境的条件苛刻等问题。
此外，利用将氮氧化物直接催化分解为氮和氧是一种理想的选择，但工业上很难找到合适的催化剂提高反应速率。并且，以往的催化剂对于在工业工序中常存在的水蒸汽的含量不耐久问题。
发明内容
鉴于以上问题，本发明提供一种新型的氮氧化物尾气减排方法，其利用催化剂，将硝酸生产过程中的尾气排放氮氧化物进行分解，降低环境污染的，其特征在于，在生产硝酸的过程中，在氧化炉的铂网与底部过热器之间安装拉西环催化剂，将混合气体中的氮氧化物分解为氮气和氧气在进入后续工段进行冷却，供吸收岗位使用。
其中，所述拉西环催化剂是YARA拉西环催化剂。
其中，氮氧化物在进入所述氧化炉之前的工艺流程如下：由大气吸入的空气，经过高效组装式三级过滤净化装置净化后，进入透平压缩机，经过一段压缩，一段中间冷却，二段压缩，二段中间冷却和三段压缩，将气体压缩至0.35Mpa，温度为150℃的气体，大部分送到氧化岗位，其余一部分即二次空气送至吸收塔漂白段和氧化段。
其中，由吸收岗位回来的经过预热的尾气和少部分气氨混合，进入尾气反应器，在触媒的作用下尾气中的氮氧化物尾气被还原成氮气，其中仍具有较高的温度和压力的尾气，导入透平压缩机的膨胀段回收其能量，然后由排气筒排入大气。
其中，透平压缩机三段出口管上装有放空管接至排气筒，以供开停车时，气体直接放空使用，透平压缩机三段出口管上还配有一支管与膨胀机尾气入口管连通，装有近路阀，以便生产中调节氧化炉负荷，膨胀机尾气入口管和出口管配有近路阀，在生产中可调节***压力和负荷量。
其中，由透平压缩机来的压力为0.35MPa，温度为150℃的空气，经素磁过滤器进一步净化后，进入氨空混合器与吸收岗位氨蒸发***来的压力为0.6MPa，温度为50℃左右的气氨直接按一定比例混合导入氧化炉，混合气在氧化炉内至上而下通过七层铂网催化进行氨的氧化反应，反应生成800-890℃的氮氧化物气体直接流向紧连着氧化炉底部的过热器和废热锅炉，与过热器盘管内蒸汽和锅炉列管间的水进行热交换，使氮氧化物气体温度降至230-260℃后送至吸收岗位制稀硝酸使用。
通过本发明的上述方法，硝酸生产过程中对尾气排放氮氧化物能够进行有效地分解与回收，降低环境污染，回收产品硝酸铵；并对分解催化剂进行试用和分析其效果，将硝酸尾气中的NOX分解为氮气与氧气，生成氮气与氧气后不会对环境造成污染。
附图说明
图1是透平空气压缩岗位流程图。
具体实施方式
下面，结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
本发明的氮氧化物尾气减排方法中，氮氧化物在分解之前首先通过透平空气压缩岗位。下面参照图1，说明本发明的透平空气压缩岗位的流程。
如图1所示，由大气吸入的空气，经过高效组装式三级过滤净化装置净化后，进入透平压缩机，经过一段压缩，一段中间冷却，二段压缩，二段中间冷却和三段压缩，将气体压缩至0.35Mpa，温度为150℃的气体，大部分送到氧化岗位，其余一部分（称二次空气）送至1#吸收塔漂白段和氧化段。由吸收岗位回来的经过预热的尾气和少部分气氨混合，进入尾气反应器，在触媒的作用下尾气中的NOx气体被还原成氮气（使尾气排放达到环保排放标准），仍具有较高的温度和压力的尾气，导入透平压缩机的膨胀段回收其能量，然后由排气筒排入大气。透平压缩机三段出口管上装有放空管接至排气筒，以供开停车时，气体直接放空使用。透平压缩机三段出口管上还配有一支管与膨胀机尾气入口管连通，装有近路阀，以便生产中调节氧化炉负荷。膨胀机尾气入口管和出口管配有近路阀，在生产中可调节***压力和负荷量。
其中，由透平压缩机来的压力为0.35MPa，温度为150℃的空气，经素磁过滤器进一步净化后，进入氨空混合器与吸收岗位氨蒸发***来的压力为0.6MPa，温度为50℃左右的气氨直接按一定比例混合导入氧化炉，混合气在氧化炉内至上而下通过七层铂网催化进行氨的氧化反应，反应生成800-890℃的氮氧化物气体直接流向紧连着氧化炉底部的过热器和废热锅炉，与过热器盘管内蒸汽和锅炉列管间的水进行热交换，使氮氧化物气体温度降至230-260℃后送至吸收岗位制稀硝酸使用。
本发明的创新点是，改造了上述两套氧化炉设备，在氧化炉的铂网催化剂与底部过热器之间加装一种名为（YARA）的拉西环催化剂，将混合气体中的氮氧化物分解为氮气和氧气在进入后续工段进行冷却，供吸收岗位使用，将氮氧化物分解，达到减排温室气体的效果。
此外，在本发明中，在尾气***中增加一套在线监控***，跟踪监控尾气中的氮氧化物、氧、尾气温度和压力等数据。
在本发明中还目为两套硝酸装置氮氧化物减排项目，利用原有的DCS***进行控制，新建在线监控***依托原有的DCS***进行控制，只需增加现场一次仪表、流量计、检测仪和电流表等，将信号直接接入***中，DCS***中增加一些所需模块并对软件进行修改，增加控制画面。
（实施例）
乌化公司的硝酸铵系列产品30万吨/年，其中硝酸装置在生产过程中生成氮氧化物的气体，俗称笑气，在正常生产条件下，不能被转化成有用的二氧化氮，也不能被水吸收，而是直接排入大气。氮氧化物是导致气候变化最强劲的温室气体之一，温室效应潜值是二氧化碳的310倍，对臭氧层的破坏作用比氟利昂更严重，能在大气中存留150至170年，一旦形成不容易消失。对全球气候变暖贡献率6%，近年来大气中浓度增长很快。为了减少温室气体的排放，落实《工业清洁生产推行“十二五”规划》，加快先进清洁生产技术的应用和推广，挺高工业清洁生产水平，本项目的实施是可行而必要的。
该项目的目标是：改造两套透平压缩机***与两套氧化炉设备，并分别给氧化炉铂网下面装一种（YARA）的拉西环催化剂，将氮氧化物分解，达到减排温室气体的效果，可每年可减少氮氧化物排放21.92万吨（按折合CO2计），有效解决温室气体排放问题；改造两套尾气吸收***，并在尾气***中增加一套在线监控***，利用监控仪等设备，跟踪监控尾气中的氮氧化物、氧、尾气温度和压力等数据。
该项目采用上述本发明的方法，即，使用改造后两套透平压缩机***以提高压缩效率，冷却水及润滑油***流程保持不变；改造两套氧化炉***，并在氧化炉的铂网催化剂与底部过热器之间加装一种名为（YARA）的拉西环催化剂，将混合气体中的氮氧化物分解为氮气和氧气在进入后续工段进行冷却，供吸收岗位使用；改造后，新建两套尾气吸收塔和尾气反应器***，代替原有设备；吸收***无新增消耗。
本项目改造前硝酸尾气排放量平均为117800m3/h，尾气中的氮氧化物含量为300PPm，年排放氮氧化物为：117800m3/h×8000h×0.03%÷22.4×56÷1000=707吨。
项目改造后，尾气中的氮氧化物全部分解为氮气与氧气，年减少氮氧化物排放707吨，按每吨氮氧化物折二氧化碳310吨计算，年减排二氧化碳为：707×310=21.92万吨（按折算CO2），目前，每吨氮氧化物排放指标的出售价格为53元，每年减排可创造效益：21.92万吨×53元/吨=1161.76万元。减排、经济效益和社会效益明显。
本项目各改造装置均是从合理利用资源、保护环境的角度出发，有效地减少了废气的排放，不新增废水和废渣，并将资源再利用，既减轻了环保压力，又合理利用了资源，节约了成本，为企业创造了效益。
本项目的实施，具有显著的节能减排效果，大大减轻了污染物的排放，改善了环境质量。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种氮氧化物尾气减排方法，其特征在于，
在生产硝酸的过程中，在氧化炉的铂网与底部过热器之间安装拉西环催化剂，将混合气体中的氮氧化物分解为氮气和氧气在进入后续工段进行冷却，供吸收岗位使用。
2.根据权利要求1所述的氮氧化物尾气减排方法，其特征在于，
所述拉西环催化剂是YARA拉西环催化剂。
3.根据权利要求1或者2所述的氮氧化物尾气减排方法，其特征在于，
氮氧化物在进入所述氧化炉之前的工艺流程如下：由大气吸入的空气，经过高效组装式三级过滤净化装置净化后，进入透平压缩机，经过一段压缩，一段中间冷却，二段压缩，二段中间冷却和三段压缩，将气体压缩至0.35Mpa，温度为150℃的气体，大部分送到氧化岗位，其余一部分即二次空气送至吸收塔漂白段和氧化段。
4.根据权利要求3所述的氮氧化物尾气减排方法，其特征在于，
由吸收岗位回来的经过预热的尾气和少部分气氨混合，进入尾气反应器，在触媒的作用下尾气中的氮氧化物尾气被还原成氮气，其中仍具有较高的温度和压力的尾气，导入透平压缩机的膨胀段回收其能量，然后由排气筒排入大气。
5.根据权利要求4所述的氮氧化物尾气减排方法，其特征在于，
透平压缩机三段出口管上装有放空管接至排气筒，以供开停车时，气体直接放空使用，透平压缩机三段出口管上还配有一支管与膨胀机尾气入口管连通，装有近路阀，以便生产中调节氧化炉负荷，膨胀机尾气入口管和出口管配有近路阀，在生产中可调节***压力和负荷量。
6.根据权利要求3所述的氮氧化物尾气减排方法，其特征在于，
由透平压缩机来的压力为0.35MPa，温度为150℃的空气，经素磁过滤器进一步净化后，进入氨空混合器与吸收岗位氨蒸发***来的压力为0.6MPa，温度为50℃左右的气氨直接按一定比例混合导入氧化炉，混合气在氧化炉内至上而下通过七层铂网催化进行氨的氧化反应，反应生成800-890℃的氮氧化物气体直接流向紧连着氧化炉底部的过热器和废热锅炉，与过热器盘管内蒸汽和锅炉列管间的水进行热交换，使氮氧化物气体温度降至230-260℃后送至吸收岗位制稀硝酸使用。
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