氮氧化物廢氣處理工藝方案

1、浙江嘉化能源化工股份有限公司4000 噸 /年 BA 技改項(xiàng)目氮氧化物廢氣處理工藝方案一、工藝技術(shù)及介紹1.1 工藝技術(shù)介紹CN 型氮氧化物廢氣處理反應(yīng)器是南京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院的專(zhuān)利技術(shù)，常熟市勝諾環(huán)保設(shè)備有限公司獲獨(dú)家授權(quán)制造并且在全國(guó)范圍內(nèi)市場(chǎng)推廣的專(zhuān)利產(chǎn)品。專(zhuān)利號(hào)ZL 02 2 63020.1 。該技術(shù)是基于南京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院熾熱碳還原處理氮氧化物廢氣的工藝研究，原理是利用以NO NO為代表的氣相氮氧化物在高溫條件下都可以被碳還原成氮?dú)?，達(dá)到從廢氣中去除氮氧化物的目的。該技術(shù)的特點(diǎn)是對(duì)廢氣中氮氧化物濃度變化范圍適應(yīng)性寬，并且呈現(xiàn)出廢氣中氮氧化物濃度越高處理效率越高的特點(diǎn)。與傳統(tǒng)

2、的氮氧化物廢氣選擇性催化法、氨- 堿溶液兩級(jí)吸收法、堿 - 亞硫酸銨吸收法、硝酸氧化 - 堿吸收法、尿素還原法和絲光沸石吸附法等處理工藝比較，CN型氮氧化物廢氣處理反應(yīng)器具有運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用低、沒(méi)有二次污染物產(chǎn)生、操作簡(jiǎn)單、投資小和保證達(dá)標(biāo)排放等優(yōu)勢(shì)，在大多數(shù)情況下只需一臺(tái)廢氣處理反應(yīng)爐就可以全部解決問(wèn)題， 無(wú)需任何的能力裝置，自身的熱氣體撥風(fēng)系統(tǒng)可以將廢氣自動(dòng)引入處理裝置，省卻了廢氣引風(fēng)系統(tǒng)，降低了設(shè)備投資。在工廠需要時(shí)還可以副產(chǎn)熱水回收熱能。CN 型氮氧化物廢氣處理反應(yīng)器，它具有的設(shè)備單一、工藝簡(jiǎn)單和易操作性使得它幾乎是可以無(wú)故障、長(zhǎng)周期的運(yùn)行；先進(jìn)、獨(dú)到的技術(shù)使得氮氧化物廢氣的處理變得

3、簡(jiǎn)單；卓越的性能確保用戶氮氧化物廢氣能夠達(dá)標(biāo)排放；低成本運(yùn)行使得氮氧化物廢氣的處理不再是企業(yè)的負(fù)擔(dān)。氮氧化物廢氣處理反應(yīng)器在催化劑制造、金屬溶解、貴金屬冶煉、硝化反應(yīng)、金屬表面處理、多晶硅表面清洗等硝酸使用行業(yè)已經(jīng)有很好的應(yīng)用 , 并得到了用戶的廣泛贊譽(yù)。本反應(yīng)器采用氮氧化物廢氣處理專(zhuān)利技術(shù)（專(zhuān)利號(hào)ZL 02 263020.1 ）進(jìn)行處理。原理為：2NO+ C = CO2+ N22NO2 + 2C = 2CO2+ N2該化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)可以自發(fā)進(jìn)行的放熱反應(yīng)。在常溫下該化學(xué)反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行是因?yàn)榉磻?yīng)活化能的勢(shì)壘阻隔。提高反應(yīng)溫度到600-800可以克服反應(yīng)活化能的勢(shì)壘阻隔，在此條件下反應(yīng)對(duì)NO和

4、NO沒(méi)有選擇性，都能反應(yīng)，并且反應(yīng)迅速進(jìn)行，該反應(yīng)的反應(yīng)熱本身可以維持反應(yīng)體系的溫度。所以簡(jiǎn)而言之，該反應(yīng)器就是讓NO和NO廢氣通過(guò)燃燒的焦炭層，讓焦碳和 NO NO在高溫下發(fā)生還原反應(yīng)，把廢NO NO氣還原成氮?dú)?。因?yàn)檠鯕鈺?huì)消耗焦炭，所以整個(gè)系統(tǒng)要嚴(yán)格控制氧的進(jìn)入。本專(zhuān)利技術(shù)可以做到排氣筒目測(cè)無(wú)黃煙，可以保證排放廢氣中氮氧化物濃度在 240 mg/m以下。本工藝裝置在常熟市開(kāi)拓催化劑公司（ 硝酸溶金屬和轉(zhuǎn)爐分解硝酸鹽 ） 、 德國(guó)南方公司（硝酸鎳分解）、 山東玉皇集團(tuán)公司（硝酸溶鐵）、山東萬(wàn)達(dá)集團(tuán)公司（硝酸溶鐵）、川化集團(tuán)公司（硝酸溶銅溶鋅）、西南化工研究院瀘州工廠（硝酸溶銅）、 蘭州全川集

5、團(tuán)公司（硝酸溶銀）、中船重工集團(tuán)武漢721 研究所（軍工企業(yè)、硝酸溶銀）、江蘇華達(dá)化工集團(tuán)（ 硝化反應(yīng)） 、山東青州千里木催化劑有限公司（ 催化劑分解） 、江西龍釔集團(tuán)（草酸生產(chǎn) ）等企業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，受到用戶的高度贊譽(yù)。南京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院與常熟市勝諾環(huán)保設(shè)備有限公司能根據(jù)用戶的工藝、設(shè)備和生產(chǎn)特點(diǎn)為用戶進(jìn)行設(shè)計(jì)、工藝改造、設(shè)備制造、指導(dǎo)安裝、技術(shù)指導(dǎo)和操作培訓(xùn)等一體化服務(wù)，用戶還可到常熟市勝諾環(huán)保設(shè)備有限公司實(shí)地考察 “氮氧化物廢氣處理反應(yīng)器”的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)。1.2 設(shè)備介紹1.2.1 主體設(shè)備就好比一個(gè)焚燒爐, 上部是個(gè)燃燒室, 燃燒室四周是耐火保溫材料，燃燒室有個(gè)加焦炭的口，燃燒室

6、低部是爐排，爐排下面是爐渣室，爐渣室正面有一個(gè)出渣口, 側(cè)面有一個(gè)廢氣進(jìn)入口。氮氧化物廢氣由下而上通過(guò)燃燒的焦炭層，氮氧化物和焦炭發(fā)生還原反應(yīng) : 2NO + C = CO2+ N22NO2 + 2C = 2CO2+ N21.2.3 此還原反應(yīng)也是放熱反應(yīng)，放出的熱量足夠保證燃燒室的溫度，其實(shí)就是由N5口 NO來(lái)給焦炭供氧。如果NO NO的量少或濃度 低，就把出渣口的門(mén)打開(kāi)一點(diǎn)以補(bǔ)充一點(diǎn)氧氣。1.2.5 此還原反應(yīng)的反應(yīng)速度非常快，反應(yīng)效率也非常高，對(duì)于高濃度的氮氧化物廢氣處理效果相當(dāng)?shù)暮?，處理率能達(dá)到99.5% 以上。二、工程案例2.1 工程介紹常熟市開(kāi)拓催化劑有限公司采用 45%：肖酸溶解

7、銅、鋅，產(chǎn)生NO廢 氣。一次性投料銅1000kg、鋅1000kg。反應(yīng)溫度80cs90C。要求 氮氧化物含量小于240 mg/m3o采用高效、低能耗技術(shù)以降低運(yùn)行費(fèi) 用。2.2 項(xiàng)目分析2.2.1 關(guān)于廢氣排放量化銅反應(yīng)方程式：3Cu+8HN3O=3Cu（ NO3） 2+2NO+4H2O計(jì)算溶解1000kg銅放出NOM31000X 22.4 X 2 + 63.5 + 3=235m235X30 + 22.4=314 kg化鋅反應(yīng)方程式：3Zn+8HN3O=3Zn（ NO3） 2+2NO+42HO計(jì)算溶解1000kg鋅放出NOM31000 X 22.4 X 2+ 65.5 + 3=228m228

8、X 30 + 22.4=305 kg共計(jì)產(chǎn)生NO為619kg,每天運(yùn)行時(shí)間為 20小時(shí)，平均每小時(shí)為 30.95kg。2.2.2 NO廢氣水汽分析化金屬桶在90左右工作?？紤]廢氣管道的散熱，以廢氣溫度80計(jì)算廢氣組成。設(shè)：對(duì)化金屬桶密封，則外界空氣不能進(jìn)入廢氣傳輸系統(tǒng)。理論上講，廢氣組成只有（1）反應(yīng)產(chǎn)生的NOxS氣。（2）水蒸汽。在常壓條件下，水在80時(shí)飽和蒸氣壓為0.4672ate 。也就是說(shuō)廢氣含有46.7%的水汽。如果焚燒爐拔風(fēng)效果好，使廢氣傳輸系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài)，廢氣含水率還有可能上升。這部分水汽冷凝后成為稀硝酸。一是生產(chǎn)原材料損失，二是對(duì)焚燒爐造成腐蝕, 三是增加炭的消耗。所以必須在

9、廢氣進(jìn)入焚燒爐之前將其冷凝，回收利用。原則上，廢氣冷凝溫度低于焚燒爐進(jìn)氣段溫度時(shí)水汽不會(huì)再冷凝。2.3 廢氣治理工程方案ZL 02 2 63020.1 ）進(jìn)行處理。原理為：2NO+ C = CO2+ N22NO2 + 2C = 2CO2+ N2該化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)可以自發(fā)進(jìn)行的放熱反應(yīng)。在常溫下該化學(xué)反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行是因?yàn)榉磻?yīng)活化能的勢(shì)壘阻隔。提高反應(yīng)溫度到600-800可以克服反應(yīng)活化能的勢(shì)壘阻隔，使該反應(yīng)迅速進(jìn)行。該反應(yīng)的反應(yīng)熱本身可以維持反應(yīng)體系的溫度，所以控制氧進(jìn)入反應(yīng)體系是節(jié)約裝置操作費(fèi)用的關(guān)鍵。該裝置可以保證排放廢氣中氮氧化物濃度在240 mg/m3以下。2.3.2 設(shè)計(jì)最大處理規(guī)模：

10、本工程提供熱管冷凝器壹臺(tái)，CN-1-1600型氮氧化物廢氣處理反應(yīng)器壹臺(tái)，其整體材質(zhì)均為耐酸不銹鋼。處理能力為 70 kg/h 氮氧化物。2.3.3 處理工藝：南京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院專(zhuān)利技術(shù)氮氧化物廢氣處理反應(yīng)器（專(zhuān)利號(hào)ZL 02 2 63020.1 ） 。原理是利用化學(xué)反應(yīng)C+2 NO N2+CO在高溫條件下可以很快進(jìn)行。2.4 .運(yùn)行狀況：2014年8月和2014年11月本工程經(jīng)江蘇國(guó)測(cè)檢測(cè)技術(shù)有限公司(該公司是國(guó)家認(rèn)可的有資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu))二次在線取樣后檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果完全達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放要求(附二份檢測(cè)報(bào)告)2014年8月26日的檢測(cè)數(shù)據(jù)為氮氧化物排放速率為 0.035kg / h,計(jì)

11、算處理效率為(30.95-0.035) +44.2 =99.89%2014年12月1日的檢測(cè)數(shù)據(jù)為氮氧化物排放速率為 0.036kg /h,計(jì)算處理效率為(30.95-0.036) +44.2 =99.88%三、說(shuō)明3.1 本工藝技術(shù)的原理是：2NO + C = CO2+ N22NO+ 2C = 2CO2+ N2在高溫條件下，焦炭還原NO的速率是相當(dāng)快的，去除效率也是非常 高的。3.2 江蘇國(guó)測(cè)檢測(cè)技術(shù)有限公司檢測(cè)常熟市開(kāi)拓催化劑有限公司的檢測(cè)數(shù)據(jù)：氮氧化物排放速率為 0.035kg / h和氮氧化物排放速率 為0.036kg / h,氮氧化物（NOx）包括一氧化氮（NO及二氧化氮（NO） 等

12、。 （ 附 : 江蘇國(guó)測(cè)檢測(cè)技術(shù)有限公司采用的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)）四、投資及運(yùn)行費(fèi)用4.1 嘉化能源公司的廢氣量嘉化能源公司產(chǎn)生的氮氧化物廢氣量為每小時(shí)130 kg ，主要是NO。4.2 處理設(shè)備4.2.1 設(shè)備示意圖4.2.2 設(shè)備平面布置示意圖4.2.3 設(shè)備按裝示意圖4.3 設(shè)備投資4.3.1 根據(jù)嘉化能源公司的氮氧化物廢氣產(chǎn)生量，本處理方案擬采用二臺(tái) CN-1-1800 型氮氧化物廢氣處理反應(yīng)器，每臺(tái)的設(shè)計(jì)處理量為110 kg / ho4.3.2 氮氧化物廢氣處理反應(yīng)器二臺(tái)（CN-1-1800,材質(zhì)為304和2520 不銹鋼）150 萬(wàn)元4.4 運(yùn)行費(fèi)用+ C = CO2+ N2計(jì)算130 kg的NG附 C為26 kg,也就是說(shuō)就焦炭還原氮