CN112902200A - 氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧rto处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧RTO处理工艺，包括烟气混流器、废气加热混合箱、前引风机、阻火器、RTO焚烧炉、烟气混合箱、静态混合器、选择性催化还原脱硝SCR反应器、板式换热器、洗涤塔、后引风机和烟囱。该工艺将氨、氰化氢、含腈有机物协同降解，同时将生成NOx高效脱除，处理后的废气稳定满足国家和地方的排放标准和要求。该工艺整体具有去除效率高、运行稳定性高，运行费用低等优点；净化效率可达99％以上，生成的二次NOx净化效率可达90％以上，排放稳定满足国家和地方的排放标准和要求。

Description

氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧RTO处理工艺
技术领域
本发明涉及环境工程技术领域，具体涉及一种氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧RTO处理工艺。
背景技术
氨氧化工艺是一种生产含腈产品的重要化工技术，主要特征在于以氨和有机物为原材料，可生产用于制备塑料、合成纤维、农药(百菌清)以及环氧树脂固化剂等的产品中间体。但受到氨氧化催化剂技术的限制，目标产品转化率相对较低，“三废”产生量较大，尤其是废气。改工艺产生的废气中含有大量的氨、氰化氢以及含腈有机物等，处理难度大；同时由于含腈有机物熔点低、极易堵塞管道和设备带来严重的安全隐患，因此如何稳定、高效的处理氨氧化尾气已近成为限制行业健康发展的关键技术难题。
针对以上技术难题，部分企业采用多级硫酸吸收制取硫酸铵为主的处理工艺，但生产的硫酸铵中含有大量的有机毒物，难有出路，委外处置费用较高。此外，尾气有机物难以得到有效控制。随着废气治理要求的日益提高，目前多数企业逐渐采用蓄热式焚烧(RTO)处理工艺，具体如图1所示。
其中：1，阻火器；2，前引风机；3，RTO；4，反吹风机；5，烟气混合箱；6，静态混合器；7、SCR；8、洗涤塔；9、洗涤塔；10，后引风机；11，烟囱。其存在的问题：
1、未分类收集，高浓度废气和低浓度废气混合后进入阻火器，由于废气中含有低熔点的含腈有机物，极容易在管道中、阻火器以及风机中结晶，堵塞管道以及设备，装置检维修频繁，运行不稳定；
2、RTO焚烧炉运行过程中，蓄热室需要定期的切换置换残留在蓄热室中的气体，但该工艺采用引入新鲜风反吹工艺进行置换，降低焚烧炉的处置废气能力，同时增加焚烧炉的运行成本；
3、应需要采用SCR脱硝去除生成的NOx，需要在250～350℃条件下进行，上述工艺采用后置的高温烟气混合工艺，抬升至合适温度，但容易导致燃烧室内废气焚烧停留时间不足，有机物焚毁率下降，尾气易存在超标风险；
4、经过SCR脱硝处理后，温度在250～350℃之间，尾气采用两级碱洗降温脱酸，导致热能利用率不高，烟气水汽含量增大；
因此，开发一种高效、低成本且长期稳定运行氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧(RTO)处理技术意义重大。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中需要解决的技术问题：目前氨氧化工艺生产尾气处理技术效率低、成本高、运行不稳定等问题，而提供了一种高效、低成本且长期稳定运行氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧(RTO)处理工艺。本发明所提供的方案中，将氨、氰化氢、含腈有机物协同降解，同时将生成NOx高效脱除，处理后的废气稳定满足国家和地方的排放标准和要求。
一种氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧RTO处理工艺，包括烟气混流器、废气加热混合箱、前引风机、阻火器、RTO焚烧炉、烟气混合箱、静态混合器、选择性催化还原脱硝SCR反应器、板式换热器、洗涤塔、后引风机和烟囱；其中，所述的烟气混流器连接至废气加热混合箱，所述的烟气混流器还与选择性催化还原脱硝SCR反应器后的板式换热器通过管道相连；氨氧化工艺产生的高浓度氨氧化废气进入烟气混流器、低浓度氨氧化废气进入板式换热器；
氨氧化工艺产生的高浓度氨氧化废气首先经过废气混流器与经过板式换热器换热后的低浓度氨氧化废气混合；混合均匀的废气通过前引风机、阻火器后烟气进入RTO焚烧炉，与RTO焚烧炉燃烧室产生的高温烟气以及反抽烟气在废气加热混合箱中进一步混合，将废气温度提升至合适温度，防止废气中低熔点有机物结晶堵塞管道和风机，保证***进气稳定性，混合后废气经过阻火器后进入RTO焚烧炉燃烧室焚烧，将废气中的有机物以及氨分解破坏成包括CO2、NOx、H2O、非甲烷总烃的处理烟气；焚烧后的烟气经过烟气混合箱后进入气体静态混合器，以确保进气均匀性然后经过选择性催化还原脱硝SCR反应器进一步脱除焚烧产生二次污染物NOx；处理后的废气经过碱洗塔进一步脱除非甲烷总烃、NOx、CO2，净化后的废气经过后引风机从烟囱排放。
进一步的，氨氧化工艺生产产品主要包括：间苯二腈、对苯二甲腈、邻氯苯腈以及对氯苯腈；其主要废气成分包括：氨、氰化氢、含腈有机物、苯系物。
进一步的，所述的高浓度有组织废气与低浓度无组织废气混合后的废气温度在140℃～160℃。
进一步的，所述的废气加热混合箱中的废气混合后的温度在180℃～200℃。
进一步的，所述的RTO焚烧炉燃烧室的温度为850℃～880℃。
进一步的，所述的烟气混合箱中混合后的废气温度在280～330℃。
进一步的，所述的选择性催化还原脱硝SCR反应器所用的催化剂的比表面积为700～1100m2/m3，所用的脱硝还原剂为3～8％wt尿素溶液。
进一步的，所述的碱洗塔的喷淋密度为2～4m3/(m2，h)，使用的碱液浓度为5～10％wt。
有益效果：
1、本发明工艺采用分类收集的方式，使高浓度废气与经过板框换热器换热后的低浓度废气(含氧气)混合，抬升进入温度，保证低熔点有机物不结晶，提升***进气稳定性。
2、本发明工艺RTO焚烧炉运行过程中，利用焚烧炉自身高温烟气进行反抽置换工艺，不引入新鲜风，置换后的废气二次燃烧，确保了焚毁率，并且降低焚烧炉的运行成本。
3、本发明工艺采用前置高温烟气混合工艺，一方面进一步抬升进气温度，确保，但容易导致燃烧室内废气焚烧停留时间不足，有机物焚毁率下降，尾气易存在超标风险。
4、本发明工艺经过SCR脱硝处理后，采用板框换热器换热余热低浓度废气后与高浓度废气混合，工艺整体热能利用率高，同时大大减缓尾气排放水汽含量。
5、本发明工艺具有整体去除效率高、运行稳定性高，运行费用低等优点。
附图说明
图1：现有技术中大多企业采用的蓄热式焚烧RTO处理工艺图。
图2：本发明的氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧RTO处理工艺图。
图中：1-烟气混流器；2-废气加热混合箱；3-前引风机；4-阻火器；5-RTO；6-烟气混合箱；7-静态混合器；8-SCR；9-板式换热器；10-洗涤塔；11-后引风机；12-烟囱。
具体实施方式
以下通过实施例形式对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。在本发明的描述中，还需要说明的是：术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语如“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供了一种氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧RTO处理工艺，包括烟气混流器、废气加热混合箱、前引风机、阻火器、RTO焚烧炉、烟气混合箱、静态混合器、选择性催化还原脱硝SCR反应器、板式换热器、洗涤塔、后引风机和烟囱；其中，所述的烟气混流器连接至废气加热混合箱，所述的烟气混流器还与选择性催化还原脱硝SCR反应器后的板式换热器通过管道相连；氨氧化工艺产生的高浓度氨氧化废气进入烟气混流器、低浓度氨氧化废气进入板式换热器；
氨氧化工艺产生的高浓度氨氧化废气首先经过废气混流器与经过板式换热器换热后的低浓度氨氧化废气混合；混合均匀的废气通过前引风机、阻火器后烟气进入RTO焚烧炉，与RTO焚烧炉燃烧室产生的高温烟气以及反抽烟气在废气加热混合箱中进一步混合，将废气温度提升至合适温度，防止废气中低熔点有机物结晶堵塞管道和风机，保证***进气稳定性，混合后废气经过阻火器后进入RTO焚烧炉燃烧室焚烧，将废气中的有机物以及氨分解破坏成包括CO2、NOx、H2O、非甲烷总烃的处理烟气；焚烧后的烟气经过烟气混合箱后进入气体静态混合器，以确保进气均匀性然后经过选择性催化还原脱硝SCR反应器进一步脱除焚烧产生二次污染物NOx；处理后的废气经过碱洗塔进一步脱除非甲烷总烃、NOx、CO2，净化后的废气经过后引风机从烟囱排放。
实施例1
氨氧化尾气源强：氨3800mg/m3、氰化氢300mg/m3、含腈有机物320mg/m3、苯系物300mg/m3。
高浓度(有组织)废气与低浓度(无组织)废气混合后的废气温度在140℃，废气加热混合箱中的废气混合后的温度在180℃，RTO燃烧室温度为880℃，烟气混合箱混合后的废气温度在300℃。SCR催化剂比表面积900m2/m3，尿素溶液浓度为5％wt，洗涤塔的喷淋密度4m3/(m2，h)，使用的碱液浓度5％wt。
处理后的氨≤22mg/m3，氰化氢≤0.02mg/m3，含腈有机物≤2mg/m3，苯系物≤1mg/m3，NOx≤70mg/m3，排放稳定满足国家和地方的排放标准和要求。
实施例2
氨氧化尾气源强：氨720mg/m3、氰化氢1700mg/m3、含腈有机物150mg/m3、苯系物110mg/m3。
高浓度(有组织)废气与低浓度(无组织)废气混合后的废气温度在160℃，废气加热混合箱中的废气混合后的温度在200℃，RTO燃烧室温度为880℃，烟气混合箱混合后的废气温度在320℃。SCR催化剂比表面积1100m2/m3，尿素溶液浓度为5％wt，洗涤塔的喷淋密度3m3/(m2，h)，使用的碱液浓度10％wt。
处理后的氨≤13mg/m3，氰化氢≤0.08mg/m3，含腈有机物≤1.3mg/m3，苯系物≤0.8mg/m3，NOx≤50mg/m3，排放稳定满足国家和地方的排放标准和要求。
实施例3
氨氧化尾气源强：氨220mg/m3、氰化氢900mg/m3、含腈有机物80mg/m3、苯系物130mg/m3。
高浓度(有组织)废气与低浓度(无组织)废气混合后的废气温度在160℃，废气加热混合箱中的废气混合后的温度在200℃，RTO燃烧室温度为850℃，烟气混合箱混合后的废气温度在300℃。SCR催化剂比表面积1100m2/m3，尿素溶液浓度为8％wt，洗涤塔的喷淋密度3m3/(m2，h)，使用的碱液浓度10％wt。
处理后的氨≤12mg/m3，氰化氢≤0.06mg/m3，含腈有机物≤1.9mg/m3，苯系物≤2.8mg/m3，NOx≤40mg/m3，排放稳定满足国家和地方的排放标准和要求。
实施例4
氨氧化尾气源强：氨2700mg/m3、氰化氢700mg/m3、含腈有机物210mg/m3、苯系物180mg/m3。
高浓度(有组织)废气与低浓度(无组织)废气混合后的废气温度在150℃，废气加热混合箱中的废气混合后的温度在190℃，RTO燃烧室温度为860℃，烟气混合箱混合后的废气温度在280℃。SCR催化剂比表面积700m2/m3，尿素溶液浓度为3％wt，洗涤塔的喷淋密度3m3/(m2，h)，使用的碱液浓度8％wt。
处理后的氨≤26mg/m3，氰化氢≤0.06mg/m3，含腈有机物≤3.2mg/m3，苯系物≤1.7mg/m3，NOx≤90mg/m3，排放稳定满足国家和地方的排放标准和要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧RTO处理工艺，其特征在于：包括烟气混流器、废气加热混合箱、前引风机、阻火器、RTO焚烧炉、烟气混合箱、静态混合器、选择性催化还原脱硝SCR反应器、板式换热器、洗涤塔、后引风机和烟囱；其中，所述的烟气混流器连接至废气加热混合箱，所述的烟气混流器还与选择性催化还原脱硝SCR反应器后的板式换热器通过管道相连；氨氧化工艺产生的高浓度氨氧化废气进入烟气混流器、低浓度氨氧化废气进入板式换热器；
氨氧化工艺产生的高浓度氨氧化废气首先经过废气混流器与经过板式换热器换热后的低浓度氨氧化废气混合；混合均匀的废气通过前引风机、阻火器后烟气进入RTO焚烧炉，与RTO焚烧炉燃烧室产生的高温烟气以及反抽烟气在废气加热混合箱中进一步混合，将废气温度提升至合适温度，防止废气中低熔点有机物结晶堵塞管道和风机，保证***进气稳定性，混合后废气经过阻火器后进入RTO焚烧炉燃烧室焚烧，将废气中的有机物以及氨分解破坏成包括CO2、NOx、H2O、非甲烷总烃的处理烟气；焚烧后的烟气经过烟气混合箱后进入气体静态混合器，以确保进气均匀性然后经过选择性催化还原脱硝SCR反应器进一步脱除焚烧产生二次污染物NOx；处理后的废气经过碱洗塔进一步脱除非甲烷总烃、NOx、CO2，净化后的废气经过后引风机从烟囱排放。
2.如权利要求1所述的氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧RTO处理工艺，其特征在于：氨氧化工艺生产产品主要包括：间苯二腈、对苯二甲腈、邻氯苯腈以及对氯苯腈；其主要废气成分包括：氨、氰化氢、含腈有机物、苯系物。
3.如权利要求1所述的氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧RTO处理工艺，其特征在于：所述的高浓度有组织废气与低浓度无组织废气混合后的废气温度在140℃～160℃。
4.如权利要求1所述的氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧RTO处理工艺，其特征在于：所述的废气加热混合箱中的废气混合后的温度在180℃～200℃。
5.如权利要求1所述的氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧RTO处理工艺，其特征在于：所述的RTO焚烧炉燃烧室的温度为850℃～880℃。
6.如权利要求1所述的氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧RTO处理工艺，其特征在于：所述的烟气混合箱中混合后的废气温度在280～330℃。
7.如权利要求1所述的氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧RTO处理工艺，其特征在于：所述的选择性催化还原脱硝SCR反应器所用的催化剂的比表面积为700～1100m2/m3，所用的脱硝还原剂为3～8％wt尿素溶液。
8.如权利要求1所述的氨氧化工艺生产尾气蓄热焚烧RTO处理工艺，其特征在于：所述的碱洗塔的喷淋密度为2～4m3/(m2，h)，使用的碱液浓度为5～10％wt。
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