CN111701427A - 一种四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及四氯乙烯残液处理技术领域，具体涉及一种四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，包括如下步骤：在焚烧四氯乙烯残液时，控制含氢燃料的加入量，使四氯乙烯残液在燃烧过程中能够产生氯气；将产生的废气依次进行降温、降膜吸收、水洗，然后进行碱洗处理，所述碱洗处理的碱洗液中添加有强氧化剂，最后将废气排出，即完成四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除过程。本发明通过控制四氯乙烯残液在燃烧过程中含氢燃料的通入量，使焚烧过程保持缺氢状态，从而使残液中的氯元素在缺氢的环境下生成具有强氧化性的氯气，相当于在燃烧的同时制备了强氧化剂，其能够将废气中的NO氧化为NO2，达到降低焚烧炉出口废气中NO含量的目的。

Description

一种四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺
技术领域
本发明涉及四氯乙烯残液处理技术领域，具体涉及一种四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
NOx的净化是最困难且费用最昂贵的技术。这是由于NO的惰性(不易发生化学反应)和难溶于水的性质决定的，导致碱洗过程中NO难以被有效吸收。焚烧炉废气中的NOx以NO为主，其含量高达95％或更多。目前四氯乙烯残液焚烧炉废气中NOx的去除多采用SNCR法(参考说明书附图1)，是通过在焚烧炉出口喷入还原剂碳酰胺(尿素)，在高温(800～1000℃)条件下利用碳酰胺(尿素)将NOx还原为氮气的方法。
然而，本发明人研究发现：现有的这种SNCR法用于四氯乙烯残液焚烧炉废气脱硝主要的缺点有：①设备投资大②脱硝效率低，气相反应难以保证充分的混合，氨液消耗量大；③对温度要求严格，温度过低，NOx转化率低；温度过高，NH3则容易被氧化为NOx，抵消了NH3的脱除效率。
发明内容
针对上述的问题，本发明提出了一种四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，该工艺不仅克服了SNCR法设备投资大、控制条件苛刻的瓶颈问题，同时能够更为高效、彻底地去除废气中的氮氧化物。为实现上述目的，本发明技术方案如下。
一种四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，包括如下步骤：
(1)在焚烧四氯乙烯残液时，控制含氢燃料的加入量，使四氯乙烯残液在燃烧过程中能够产生氯气。
(2)将步骤(1)产生的废气依次进行降温、降膜吸收、水洗，然后进行碱洗处理，所述碱洗处理的碱洗液中添加有强氧化剂，最后将废气排出，即完成四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除过程。
进一步地，步骤(1)中，所述含氢燃料的加入比例为：控制氯/氢比在12:21，摩尔比。通过控制焚烧炉中含氢燃料通入量，使焚烧炉保持氢元素不足的焚烧环境，使残液中的氯元素在缺氢的环境下生成微量氯气，氯气为强氧化剂，能够将废气中NO氧化为NO2，降低焚烧炉烟气中的NO含量。另外，保持微量氯气的产生既能够也有助于避免造成二次污染。
可选地，所述含氢燃料包括氢气、丙烷、水煤气等中的任意一种。
进一步地，步骤(2)中，所述降温的方法为：将将步骤(1)产生的废气通入换热设备与其中的冷媒换热，然后进行激冷，从而实现废气温度的降低。可选地，所述换热设备包括余热锅炉或废热锅炉、换热器等中的任意一种。
进一步地，步骤(2)中，所述碱洗液包括氢氧化钠、碳酸钠溶液等中的任意一种。可选地，其质量浓度(％)范围为10％-15％
进一步地，所述强氧化剂为次氯酸盐，包括次氯酸钠、次氯酸钾、次氯酸钙等中的任意一种或多种。可选地，其添加比例范围为1％-2％，质量浓。
进一步地，步骤(2)中，所述碱洗处理在碱洗塔中进行，并通过循环喷淋的方式使碱洗液与废气逆流接触，通过强氧化剂将废气中残留的NO进一步氧化为NO2，NO2再被碱洗液吸收去除。
进一步地，步骤(2)中，还包括计量泵，根据废气中NOx含量的变化控制强氧化剂的加入量。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过控制四氯乙烯残液在燃烧过程中含氢燃料的通入量，使焚烧过程保持缺氢状态，从而使残液中的氯元素在缺氢的环境下生成具有强氧化性的氯气，相当于在燃烧的同时制备了强氧化剂，其能够在降膜吸收过程提供的水分的共同参与下将废气中的NO氧化为NO2，达到降低焚烧炉出口废气中NO含量的目的。
(2)本发明在碱洗处理过程中加入强氧化剂，能够将废气中残留的NO进一步氧化为NO2，NO2再被碱液吸收去除，再结合焚烧炉出口废气中NO就经过了有效降低，最终更为高效、彻底地去除了废气中的氮氧化物。
附图说明
构成本发明一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，不构成对本发明的不当限定。
图1为现有技术中四氯乙烯残液焚烧废气中NOx去除工艺流程图。
图2为本发明实施例中四氯乙烯残液焚烧废气中NOx去除工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。本发明所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得，如无特殊说明，本发明所使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。本发明中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
正如前文所述，现有的SNCR法用于四氯乙烯残液焚烧炉废气脱硝c存在设备投资大、脱硝效率低，气相反应难以保证充分的混合，氨液消耗量大，对温度要求严格等方面的不足。为此，本发明提出了一种四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，现结合说明书附图与具体实施方式对本发明进一步说明。
第一实施例
一种四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，参考图2，包括步骤：
四氯乙烯残液和丙烷通过燃烧器进入焚烧炉，在焚烧炉膛内1200℃左右下进行燃烧，通过控制四氯乙烯残液和丙烷的投料比例(氯/氢摩尔比为12:21)能够实现参与在缺氢环境下进行燃烧，在炉膛内生成微量氯气。
高温烟气从焚烧炉导出后进入废热锅炉，经过降温后烟气温度降至550℃左右后通过激冷塔温度降至60℃左右，再进入降膜吸收器温度降至30℃，在此过程中烟气中微量的氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性能够将NO氧化为NO2(NO+Cl2+H2O＝2NO2+HCl)。
降温后烟气中的NO2继续在碱洗塔内与碱液(质量浓度为大约10％的氢氧化钠溶液)逆向接触，被碱液吸收去除。根据烟囱出口NOx的含量在碱洗处理过程中加入强氧化剂(次氯酸钠，添加在碱液的质量浓度大约为1.5％)，将废气中剩余的NO进一步氧化为NO2，NO2再被碱液吸收去除。通过控制氯/氢比，最终将排放烟气中NOx的含量降至50ppm以下。
第二实施例
一种四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，参考图2，包括步骤：
四氯乙烯残液和水煤气通过燃烧器进入焚烧炉，在焚烧炉膛内1200℃左右下进行燃烧，通过控制四氯乙烯残液和水煤气的投料比例(氯/氢摩尔比为12:21)能够实现参与在缺氢环境下进行燃烧，在炉膛内生成微量氯气。
高温烟气从焚烧炉导出后进入废热锅炉，经过降温后烟气温度降至550℃左右后通过激冷塔温度降至60℃左右，再进入降膜吸收器温度降至30℃，在此过程中烟气中微量的氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性能够将NO氧化为NO2(NO+Cl2+H2O＝2NO2+HCl)。
降温后烟气中的NO2继续在碱洗塔内与碱液(质量浓度为大约15％的碳酸钠溶液)逆向接触，被碱液吸收去除。根据烟囱出口NOx的含量在碱洗处理过程中加入强氧化剂(次氯酸钠，添加在碱液的质量浓度大约为2.0％)，将废气中剩余的NO进一步氧化为NO2，NO2再被碱液吸收去除。通过控制氯/氢比，最终将排放烟气中NOx的含量降至38ppm以下。
第三实施例
一种四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，参考图2，包括步骤：
四氯乙烯残液和丙烷通过燃烧器进入焚烧炉，在焚烧炉膛内1200℃左右下进行燃烧，通过控制四氯乙烯残液和丙烷的投料比例(氯/氢摩尔比为12:21)能够实现参与在缺氢环境下进行燃烧，在炉膛内生成微量氯气。
高温烟气从焚烧炉导出后进入废热锅炉，经过降温后烟气温度降至550℃左右后通过激冷塔温度降至60℃左右，再进入降膜吸收器温度降至30℃，在此过程中烟气中微量的氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性能够将NO氧化为NO2(NO+Cl2+H2O＝2NO2+HCl)。
降温后烟气中的NO2继续在碱洗塔内与碱液(质量浓度为大约13％的氢氧化钠溶液)逆向接触，被碱液吸收去除。根据烟囱出口NOx的含量在碱洗处理过程中加入强氧化剂(次氯酸钠，添加在碱液的质量浓度大约为1.0％)，将废气中剩余的NO进一步氧化为NO2，NO2再被碱液吸收去除。通过控制氯/氢比，最终将排放烟气中NOx的含量降至43ppm以下。
第四实施例
一种四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，参考图2，包括步骤：
四氯乙烯残液和丙烷(足量)通过燃烧器进入焚烧炉，在焚烧炉膛内1200℃左右下进行燃烧，高温烟气从焚烧炉导出后进入废热锅炉，经过降温后烟气温度降至550℃左右后通过激冷塔温度降至60℃左右，再进入降膜吸收器温度降至30℃。
降温后烟气中的NO2继续在碱洗塔内与碱液(质量浓度为大约10％的氢氧化钠溶液)逆向接触，被碱液吸收去除。根据烟囱出口NOx的含量在碱洗处理过程中加入强氧化剂(次氯酸钠，添加在碱液的质量浓度大约为1.5％)，将废气中剩余的NO进一步氧化为NO2，NO2再被碱液吸收去除，最终测得将排放烟气中NOx的含量在739ppm以上。
第五实施例
一种四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，参考图2，包括步骤：
四氯乙烯残液和水煤气(足量)通过燃烧器进入焚烧炉，在焚烧炉膛内1200℃左右下进行燃烧，高温烟气从焚烧炉导出后进入废热锅炉，经过降温后烟气温度降至550℃左右后通过激冷塔温度降至60℃左右，再进入降膜吸收器温度降至30℃。
降温后烟气中的NO2在碱洗塔内与碱液(质量浓度为大约15％的碳酸钠溶液)逆向接触，被碱液吸收去除。根据烟囱出口NOx的含量在碱洗处理过程中加入强氧化剂(次氯酸钠，添加在碱液的质量浓度大约为2.0％)，将废气中剩余的NO进一步氧化为NO2，NO2再被碱液吸收去除。最终测得将排放烟气中NOx的含量在641ppm以上。
第六实施例
一种四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，参考图2，包括步骤：
四氯乙烯残液和丙烷(足量)通过燃烧器进入焚烧炉，在焚烧炉膛内1200℃左右下进行燃烧，高温烟气从焚烧炉导出后进入废热锅炉，经过降温后烟气温度降至550℃左右后通过激冷塔温度降至60℃左右，再进入降膜吸收器温度降至30℃。
降温后烟气中的NO2继续在碱洗塔内与碱液(质量浓度为大约13％的氢氧化钠溶液)逆向接触，被碱液吸收去除。根据烟囱出口NOx的含量在碱洗处理过程中加入强氧化剂(次氯酸钠，添加在碱液的质量浓度大约为1.0％)，将废气中剩余的NO进一步氧化为NO2，NO2再被碱液吸收去除。最终测得将排放烟气中NOx的含量在686ppm以上。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在焚烧四氯乙烯残液时，控制含氢燃料的加入量，使四氯乙烯残液在燃烧过程中能够产生氯气；
(2)将步骤(1)产生的废气依次进行降温、降膜吸收、水洗，然后进行碱洗处理，所述碱洗处理的碱洗液中添加有强氧化剂，最后将废气排出，即完成四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除过程。
2.根据权利要求1所述的四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述含氢燃料的加入比例为：控制氯/氢比在12:21，摩尔比。
3.根据权利要求1所述的四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，其特征在于，所述含氢燃料包括氢气、丙烷、水煤气中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述降温的方法为：将将步骤(1)产生的废气通入换热设备与其中的冷媒换热，然后进行激冷；优选地，所述换热设备包括余热锅炉、换热器中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述碱洗液包括氢氧化钠、碳酸钠溶液中的任意一种。
6.根据权利要求5所述的四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，其特征在于，所述碱洗液的质量浓度范围为10-15％。
7.根据权利要求1所述的四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，其特征在于，所述强氧化剂为次氯酸盐，包括次氯酸钠、次氯酸钾、次氯酸钙中的任意一种或多种。
8.根据权利要求1所述的四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，其特征在于，所述碱洗液中强氧化剂的添加比例范围为1-2％，质量浓度。
9.根据权利要求1所述的四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述碱洗处理在碱洗塔中进行，并通过循环喷淋的方式使碱洗液与废气逆流接触。
10.根据权利要求1-9任一项所述的四氯乙烯残液焚烧废气中NOx的去除工艺，其特征在于，步骤(2)中，还包括计量泵，根据废气中NOx含量的变化控制强氧化剂的加入量。
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