CN105921012A - 己二酸尾气中氮氧化物脱除装置及其方法 - Google Patents

己二酸尾气中氮氧化物脱除装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种己二酸尾气中氮氧化物脱除装置及其方法，该装置包括反应器、己二酸尾气出料阀、加热器和气体混合器，在己二酸尾气出料阀和加热器之间设有脱除前取样点和脱除前在线浓度分析仪，在加热器和气体混合器之间设有进料温度计；气体混合器的进口与气氨管路和低压氮气置换管路相连接；在低压氮气置换管路上设有低压氮气出料阀；在气体混合器和反应器之间设有反应器入口主阀和反应器入口旁通阀，在反应器出口管路上设有脱除后取样点、脱除后在线浓度分析仪、放空管路阀门和反应器出口主阀；在反应器上设有进出口压差计和三只温度计。本发明可使催化剂在长期高温、酸性环境下稳定运行，保持其相应的反应活性，使氮氧化物脱除率达到95%以上。

Description

己二酸尾气中氮氧化物脱除装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种尾气处理装置，特别是涉及一种己二酸尾气中氮氧化物的脱除装置，以及利用该装置对氮氧化物进行处理的方法，属于己二酸生产过程中的尾气处理技术领域。
背景技术：
己二酸生产工艺的尾气中会产生氮氧化物（一氧化氮、二氧化氮），每生产1吨的己二酸大约会产生0.06吨的氮氧化物气体。目前国内己二酸的年产量约为200万吨，每年产生的氮氧化物气体约计12万吨。国内生产过程中，90%的己二酸尾气氮氧化物是通过空气稀释直接排放至大气中。氮氧化物是形成酸雨和雾霾的主要原因之一，对大气环境造成严重破坏。国内虽然对脱除氮氧化物的研究较多，但是尚未见到有关己二酸尾气氮氧化物脱除装置的相关文献资料。因此，目前亟待寻求一种可有效脱除己二酸尾气中的氮氧化物装置和脱除方法，来满足环保的要求。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种己二酸尾气中氮氧化物脱除装置及其方法，采用该装置以及方法可以使己二酸尾气中氮氧化物的脱除率达到95%以上，脱除效率较高。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案如下：
一种己二酸尾气中氮氧化物脱除装置，包括反应器，还包括沿管路依次连接的己二酸尾气出料阀、加热器和气体混合器，所述己二酸尾气出料阀和加热器之间的管路上设置有脱除前取样点和脱除前在线浓度分析仪，所述加热器和气体混合器之间的管路上设置有进料温度计；所述气体混合器的进口与气氨管路和低压氮气置换管路相连接，所述气氨管路和低压氮气置换管路并联设置，在所述的气氨管路上设置有气氨出料阀和气体流量计，在所述的低压氮气置换管路上设置有低压氮气出料阀；在所述的气体混合器和反应器之间的管路上并联设置有反应器入口主阀和反应器入口旁通阀，在与反应器出口连接的管路上设置有脱除后取样点、脱除后在线浓度分析仪、放空管路阀门和反应器出口主阀；所述反应器上设置有进出口压差计和三只温度计。
所述的脱除前取样点和脱除后取样点与管路之间分别设置有控料阀；所述进出口压差计与反应器的进出口之间分别设置有压控阀；所述三只温度计并列设置，分别设置在所述反应器的进口端、中间以及出口端。
所述反应器中间间隔设置有若干层钢丝网、两端以及钢丝网之间填充有活性陶瓷球。
利用上面所述的己二酸尾气中氮氧化物脱除装置来脱除氮氧化物的方法，其具体步骤如下：
①将己二酸尾气氮氧化物在一定浓度下经过加热器升温至200℃后输送到气体混合器中，其中：己二酸尾气氮氧化物的浓度控制在100ppm～2000ppm 之间；
②反应器中催化剂起活升温：关闭反应器入口主阀和反应器出口主阀，升温气体通过反应器入口旁通阀进入到反应器中，将催化剂升温起活，升温气体通过放空管路阀门放空后，循环至己二酸尾气出料阀进行循环处理；
③当催化剂床层温度达到200℃以上时，打开反应器入口主阀和反应器出口主阀，关闭放空管路阀门；
④开启气氨出料阀，使己二酸尾气中的氮氧化物在反应器中分解成N2和H2O，反应过程中控制氮氧化物与氨气的摩尔比为（1.1～1.2）：1，通过进出口压差计和反应器入口旁通阀来保证反应器进、出口的压力差在0～0.01MPa之间；
⑤紧急事故下的低压氮气置换：关闭己二酸尾气出料阀和气氨出料阀，开启低压氮气出料阀，通过低压氮气置换管路置换管道中的氨气，防止形成氨盐。
通过脱除前取样点和脱除前在线浓度分析仪来控制氮氧化物的进气浓度保持在100ppm～2000ppm 之间；通过脱除后取样点和脱除后在线浓度分析仪来控制反应后的氮氧化物浓度保持在50ppm以下。
和现有技术相比，本发明的积极有益效果如下：
1、采用本发明的己二酸尾气氮氧化物脱除装置和方法可以使氮氧化物的脱除率在95%以上，脱除效率较高；本装置可以使催化剂在处于长期高温、酸性的环境下稳定运行，保持其相应的反应活性。
2、本发明采用己二酸尾气中氮氧化物反应前后人工取样和在线分析仪双保险，可以真实掌握气体的浓度，快速和准确调整氨气进量，避免己二酸装置因负荷调整造成浓度变化影响氮氧化物的脱除率；同时又可防止过量氨气在管路及设备内部形成铵盐，造成安全事故。
3、本发明反应器中特有的填装方式，设置钢丝网的目的是为了让钢丝网受力时更加稳定，并防止催化剂掉落到反应器底部；充填专用活性陶瓷球，确保进入催化剂床层前充分吸附非氮氧化物杂质气体。
4、本发明设置有低压氮气置换管路，用于紧急事故下的低压氮气置换，可有效防止管道及设备内形成铵盐，有效保证装置安全稳定。
5、在本发明的催化剂升温起活过程中，升温气体通过放空管路阀门放空后，循环至己二酸尾气出料阀进行循环处理，防止己二酸尾气中的氮氧化物废弃排至空气中，提高脱除效率。
附图说明：
图1为本发明所述的己二酸尾气中氮氧化物脱除装置的结构示意图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例对本发明做进一步的解释和说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1：
参见图1，一种己二酸尾气中氮氧化物脱除装置，包括反应器10，还包括沿管路依次连接的己二酸尾气出料阀1、加热器4和气体混合器6，在己二酸尾气出料阀1和加热器4之间的管路上设置有脱除前取样点2和脱除前在线浓度分析仪3，在加热器4和气体混合器6之间的管路上设置有进料温度计5；所述气体混合器6的进口与气氨管路和低压氮气置换管路相连接，气氨管路和低压氮气置换管路并联设置，在气氨管路上设置有气氨出料阀16和气体流量计15，在低压氮气置换管路上设置有低压氮气出料阀17；在气体混合器6和反应器10之间的管路上并联设置有反应器入口主阀7和反应器入口旁通阀8，在与反应器10出口连接的管路上设置有脱除后取样点11、脱除后在线浓度分析仪12、放空管路阀门13和反应器出口主阀14；在反应器10上设置有进出口压差计9和三只温度计18、19和20。
在脱除前取样点2和脱除后取样点11与管路之间分别设置有控料阀；在进出口压差计9与反应器10的进出口之间分别设置有压控阀；三只温度计18、19和20并列设置，分别设置在反应器10的进口端、中间以及出口端。
在反应器10中间间隔设置有若干层钢丝网、两端以及钢丝网之间填充有活性陶瓷球。
实施例2：
利用实施例1的装置对己二酸尾气中的氮氧化物进行处理的方法，具体步骤如下：
①将己二酸尾气氮氧化物在一定浓度下经过加热器升温至200℃后输送到气体混合器中，其中：己二酸尾气氮氧化物的浓度控制在100ppm～2000ppm 之间；
②反应器中催化剂起活升温：关闭反应器入口主阀和反应器出口主阀，升温气体通过反应器入口旁通阀进入到反应器中，将催化剂升温起活，升温气体通过放空管路阀门放空后，循环至己二酸尾气出料阀进行循环处理；
③当催化剂床层温度达到200℃以上时，打开反应器入口主阀和反应器出口主阀，关闭放空管路阀门；
④开启气氨出料阀，使己二酸尾气中的氮氧化物在反应器中分解成N2和H2O，反应过程中控制氮氧化物与氨气的摩尔比为（1.1～1.2）：1，通过进出口压差计和反应器入口旁通阀来保证反应器进、出口的压力差在0～0.01MPa之间；
⑤紧急事故下的低压氮气置换：关闭己二酸尾气出料阀和气氨出料阀，开启低压氮气出料阀，通过低压氮气置换管路置换管道中的氨气，防止形成氨盐，造成安全事故。
在步骤④中，开启气氨出料阀时，氨气压力和温度控制在0.3MPa、100℃。
通过脱除前取样点和脱除前在线浓度分析仪来控制氮氧化物的进气浓度保持在100ppm～2000ppm 之间；通过脱除后取样点和脱除后在线浓度分析仪来控制反应后的氮氧化物浓度保持在50ppm以下。

Claims (5)

1.一种己二酸尾气中氮氧化物脱除装置，包括反应器（10），其特征在于：所述的己二酸尾气中氮氧化物脱除装置还包括沿管路依次连接的己二酸尾气出料阀（1）、加热器（4）和气体混合器（6），所述己二酸尾气出料阀（1）和加热器（4）之间的管路上设置有脱除前取样点（2）和脱除前在线浓度分析仪（3），所述加热器（4）和气体混合器（6）之间的管路上设置有进料温度计（5）；所述气体混合器（6）的进口与气氨管路和低压氮气置换管路相连接，所述气氨管路和低压氮气置换管路并联设置，在所述的气氨管路上设置有气氨出料阀（16）和气体流量计（15），在所述的低压氮气置换管路上设置有低压氮气出料阀（17）；在所述的气体混合器（6）和反应器（10）之间的管路上并联设置有反应器入口主阀（7）和反应器入口旁通阀（8），在与反应器（10）出口连接的管路上设置有脱除后取样点（11）、脱除后在线浓度分析仪（12）、放空管路阀门（13）和反应器出口主阀（14）；所述反应器（10）上设置有进出口压差计（9）和三只温度计（18、19、20）。
2.根据权利要求1所述的己二酸尾气中氮氧化物脱除装置，其特征在于：所述的脱除前取样点（2）和脱除后取样点（11）与管路之间分别设置有控料阀；所述进出口压差计（9）与反应器（10）的进出口之间分别设置有压控阀；所述三只温度计（18、19、20）并列设置，分别设置在所述反应器（10）的进口端、中间以及出口端。
3.根据权利要求2所述的己二酸尾气中氮氧化物脱除装置，其特征在于：所述反应器（10）中间间隔设置有若干层钢丝网、两端以及钢丝网之间填充有活性陶瓷球。
4.利用权利要求1或2或3所述的己二酸尾气中氮氧化物脱除装置来脱除氮氧化物的方法，其具体步骤如下：
①将己二酸尾气氮氧化物在一定浓度下经过加热器（4）升温至200℃后输送到气体混合器（6）中，其中：己二酸尾气氮氧化物的浓度控制在100ppm～2000ppm 之间；
②反应器中催化剂起活升温：关闭反应器入口主阀（7）和反应器出口主阀（14），升温气体通过反应器入口旁通阀（8）进入到反应器（10）中，将催化剂升温起活，升温气体通过放空管路阀门（13）放空后，循环至己二酸尾气出料阀（1）进行循环处理；
③当催化剂床层温度达到200℃以上时，打开反应器入口主阀（7）和反应器出口主阀（14），关闭放空管路阀门（13）；
④开启气氨出料阀（16），使己二酸尾气中的氮氧化物在反应器（10）中分解成N2和H2O，反应过程中控制氮氧化物与氨气的摩尔比为（1.1～1.2）：1，通过进出口压差计（9）和反应器入口旁通阀（8）来保证反应器（10）进、出口的压力差在0～0.01MPa之间；
⑤紧急事故下的低压氮气置换：关闭己二酸尾气出料阀（1）和气氨出料阀（16），开启低压氮气出料阀（17），通过低压氮气置换管路置换管道中的氨气，防止形成氨盐。
5.根据权利要求4所述的脱除氮氧化物的方法，其特征在于：通过脱除前取样点（2）和脱除前在线浓度分析仪（3）来控制氮氧化物的进气浓度保持在100ppm～2000ppm 之间；通过脱除后取样点（11）和脱除后在线浓度分析仪（12）来控制反应后的氮氧化物浓度保持在50ppm以下。
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