一種己內酰胺裝置尾氣凈化方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種己內酰胺裝置尾氣凈化方法和裝置，凈化裝置包括尾氣引風機，其特征在于：沿氣體流動方向依次設置脫硫設備、尾氣預加熱器、氣-氣換熱器、加熱器和脫硝反應器，各設備之間采用管道連通。本發明己內酰胺裝置排放尾氣凈化方法，采用氨水吸收脫硫、氨氣選擇性催化還原法脫硝組合工藝，凈化方法采用權利要求1所述的凈化裝置。與現有技術相比，本發明所述的尾氣凈化方法和裝置具有安全可靠、工藝簡單、操作費用低等優點。
【專利說明】一種己內酰胺裝置尾氣凈化方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及環境保護領域的一種尾氣凈化方法，具體地說是一種采用氨法同時脫除己內酰胺尾氣中NOx (氮氧化物的總稱)、SOx (硫氧化物的總稱)的方法。
【背景技術】
[0002]隨著經濟技術的發展和人們生活水平的提高，人類對能源的消費需求急劇增加，由此帶來的溫室效應和酸雨等環境問題正威脅人類的生存環境。因此，開展從己內酰胺尾氣、煙道氣、煉廠催化裂化再生煙氣等集中排放源中減排NOx、SOx是最為有效的方法，具有重大的戰略意義。
[0003]意大利SNIA甲苯法工藝生產己內酰胺技術中，亞硝基硫酸制備裝置是SNIA甲苯法工藝主要生產裝置之一，采用氨接觸氧化生成NO，部分NO氧化成NO2，用發煙硫酸吸收NOx制備亞硝基硫酸，尾氣用硫酸吸收氮氧化物，排放尾氣中含有NOx和SOx，尾氣直接排放將對引起嚴重的大氣污染，因此，開發合適的尾氣治理方法十分必要。己內酰胺裝置排放尾氣的主要特點是氣量相對于鍋爐煙氣排放量小、NOx的濃度高、且含有相對少量的SOx，排放尾氣為干氣、且為常壓。
[0004]目前，煙氣或尾氣脫硫的主要方法有石灰石-石膏法、海水脫硫法、鎂法、鈉法和氨法等。石灰石-石膏法占地面積大、系統復雜、能耗和運行成本高。濕式氨法煙氣脫硫的脫硫塔主要有填料塔、液柱塔和噴淋塔，占地小、投資和運行費用相對低，但氨法煙氣脫硫主要存在的問題是排放尾氣中的氣溶膠問題，氣溶膠在凈化尾氣中難以去除，且存在氨逃逸問題。
[0005]尾氣脫硝的主要方法有:選擇性催化還原法(SCR)、選擇性非催化還原法(SNCR)、吸收法、吸附法等。SCR法的脫硝率高，能滿足嚴格的排放標準，但工藝復雜、投資偏高。SNCR法工藝相對簡單，投資低，但脫硝效率低，難以達到排放標準。
[0006]CN101890279A公開了一種高效氨法煙氣脫硝工藝及其裝置，該工藝中脫硝還原劑先常溫霧化再高溫汽化噴入燃燒爐中，還原劑與NOx發生選擇性非催化還原反應，但該方法不適用于常溫常壓的己內酰胺排放尾氣的凈化處理。
[0007]CN101053747A公開了 一種先氧化煙氣中的NO，再利用氨作為吸收劑進行脫硫脫硝，該工藝需要消耗大量的雙氧水、臭氧等氧化劑，該工藝成本較高。CN101934191A公開了氨法煙氣同時脫硫脫硝方法，采用脫硫脫硝一體塔凈化煙氣中的NOx和SOx，該工藝簡單，但是該法的脫硝效率低。不適合于己內酰胺尾氣的凈化處理。
【發明內容】
[0008]針對現有技術的不足，本發明提供一種己內酰胺裝置排放尾氣凈化方法和裝置，本發明所述的尾氣凈化方法和裝置具有安全可靠、工藝簡單、操作費用低等優點。
[0009]本發明己內酰胺裝置排放尾氣的凈化裝置，所述的裝置主要包括尾氣引風機，沿氣體流動方向依次設置脫硫設備、尾氣預加熱器、氣-氣換熱器、加熱器和脫硝反應器，各設備之間采用管道連通。己內酰胺裝置排放尾氣由引風機入口進入風機，引風機的尾氣出口與脫硫設備的尾氣進口連接，脫硫設備的氣體出口通過管道與尾氣預加熱器的氣體進口相連，預加熱器氣體出口通過管道與脫硝還原劑管線和氣-氣換熱器的冷物流進口連接，尾氣和還原劑氨氣混合由氣-氣換熱器的冷物流進口進入氣-氣換熱器中，氣-氣換熱器的冷物流出口與加熱器的進口連接，廢氣經過加熱后進入脫硝反應器的進口，脫硝反應器的出口與氣-氣換熱器的熱物流進口連接，氣體在換熱器中換熱后，凈化氣體由氣-氣換熱器的熱物流出口排出。
[0010]本發明己內酰胺裝置排放尾氣凈化方法中，采用本發明上述凈化裝置，所述的尾氣凈化方法采用氨水吸收脫硫、氨氣選擇性催化還原法脫硝組合工藝。由己內酰胺裝置排放的尾氣通過引風機抽引提壓后，進入脫硫設備中，尾氣在脫硫設備中與氨水發生反應，氨水吸收尾氣中的S0X，尾氣經過脫硫后，預熱至45°C~60°C，預熱后氣體與脫硝還原劑氨氣混合，氣體混合后，與選擇性催化還原法脫硝凈化反應的尾氣換熱回收熱量，換熱至溫至1600C ^2500C，然后進入加熱器中，加熱器將尾氣加熱至280~380°C，加熱后的尾氣在脫硝反應器中進行選擇性催化還原反應脫硝，脫硝反應器的排放氣經過熱量回收，排放凈化氣可達標排放。
[0011]本發明己內酰胺裝置排放尾氣凈化方法中，所述的尾氣引風機可采用離心風機、渦旋風機等形式，引風機為本凈化系統提供動力，風機可將尾氣升壓至5~8kPa，壓力優選5~6kPa。
[0012]本發明己內酰胺裝置排放尾氣凈化方法中，所述的脫硫劑采用氨水，氨水質量濃度高于0.1%，低于5%，優選低于2%，最優選低于1%。調節脫硫過程中氣液比，液氣比一般為5~50 L/M3(升噴淋液/立方米煙氣)，優選為10~30 L/M3，控制脫硫排放液的pH大于7，優選為7.5~10.5。通過控制排放液的pH值大于7,可防止脫硫設備的排放氣中形成氣溶膠，同時由脫硫設備中逃逸出的氨可作為脫硝反應的還原劑。脫硫外排液可去污水處理場或其它脫硫裝置。
[0013]本發明己內酰胺裝置排放尾氣凈化方法中，所述的脫硫設備可采用填料塔、噴淋塔和超重力反應器等形式，脫硫設備優選超重力反應器，尾氣在脫硫設備內的壓降控制在
0.3~0.8 kPa，壓降優選 0.3~0.6 kPa。
[0014]本發明己內酰胺裝置排放尾氣凈化方法中，所述的預加熱器和加熱器可采用電加熱、燃氣加熱、蒸汽加熱、換熱器等形式。尾氣預加熱器將尾氣預熱至45°C~60°C，尾氣預加熱器優選換熱器或電加熱器，尾氣預加熱的優選溫度為45°C~50°C。尾氣加熱至450C~50°C，可防止尾氣對氣-氣換熱器的腐蝕。尾氣加熱器是將尾氣加熱至脫硝反應器入口所需溫度，加熱器的形式優選燃氣加熱器。
[0015]本發明己內酰胺裝置排放尾氣凈化方法中，所述的氣-氣換熱器可選用熱管換熱器、列管式換熱器、板式換熱器等，優選熱管換熱器。尾氣與凈化氣在換熱器內換熱后，可將尾氣加熱至160°C ~250°C，將凈化氣中的大部分熱量回收。
[0016]本發明己內酰胺裝置排放尾氣凈化方法中，所述脫硝反應器可采用立式或臥式，優選立式。脫硝反應器中尾氣可上進下處，也可下進上出。
[0017]己內酰胺裝置排放尾氣凈化方法中，氣體加熱、氣體換熱、選擇性催化還原法等技術及相關內容是技術人員所熟知的內容。[0018]本發明針對己內酰胺裝置排放尾氣中NOx含量高、SOx含量低、不含水蒸汽等特點，研究開發了適宜的方法和裝置，與現有技術相比，本發明所述己內酰胺裝置排放尾氣凈化方法和裝置具有如下優點:
1、本發明方法中，尾氣采用氨法脫硫、氨氣選擇性還原脫硝組合工藝，簡化了尾氣脫硫脫硝的工藝流程。可避免尾氣中的SOx與NH3在高溫條件下反應形成銨鹽軟垢，而影響換熱器的換熱效果的問題。
[0019]2、本發明方法中，氨水在脫硫設備中吸收SOx，將逃逸出氨氣至氣體中，逃逸的氨氣可作為氨法脫硝的部分的還原劑，因此，采用該組合工藝可避免單純的氨法脫硫存在的氨逃逸問題。
[0020]3、本發明方法中，尾氣采用小于2%濃度的氨水作為脫硫吸收液，并控制氣液比、吸收液和外排液的PH值，與常規氨法脫硫過程中脫硫吸收液pH值低于7的方法相比，仍避免了脫硫過程中形成氣溶膠，避免了后續設備銨鹽沉積問題。
[0021]4、本發明方法中，尾氣經過脫硫后預熱至45°C?60°C，防止了換熱器的腐蝕，增加了設備的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明己內酰胺裝置排放尾氣凈化方法的一種具體過程流程示意圖。【具體實施方式】
[0023]下面通過具體實施例來進一步說明本發明的具體情況，但不限于下述的實施例。
[0024]本發明提供了一種己內酰胺裝置排放尾氣的凈化裝置，所述的裝置主要包括尾氣引風機2、脫硫設備5、尾氣預加熱器8、氣-氣換熱器12、加熱器14和脫硝反應器15及相應的管道等。己內酰胺裝置排放尾氣I由引風機2入口進入風機2，引風機2的尾氣出口與脫硫設備5的尾氣進口連接，脫硫設備5的氣體出口通過管道與尾氣預加熱器8的氣體進口相連，預加熱器8氣體出口通過管道與脫硝還原劑管線9和氣-氣換熱器12的冷物流進口連接，尾氣和還原劑氨氣混合由氣-氣換熱器12的冷物流進口進入氣-氣換熱器12中，氣-氣換熱器12的冷物流出口與加熱器14的進口連接，廢氣經過加熱后進入脫硝反應器15的進口，脫硝反應器15的出口與氣-氣換熱器12的熱物流進口連接，氣體在換熱器12中換熱后，凈化氣體由氣-氣換熱器12的熱物流出口排出。
[0025]本發明己內酰胺裝置排放尾氣凈化方法中，己內酰胺裝置排放的尾氣I通過引風機2抽引提壓后，升壓氣體3進入脫硫設備5中，尾氣I在脫硫設備5中與吸收液氨水4傳質反應，氨水4吸收尾氣I中的SOx，脫硫外排液6可去污水處理場或其它現有脫硫裝置。尾氣I經過脫硫后，脫硫氣體7經過預熱器8預熱至45°C飛(TC，預熱后的10氣體與脫硝還原劑管線9來的脫硝還原劑氨氣混合，混合氣體11由氣-氣換熱器12換熱回收熱量，氣體換熱至160°C ?250°C，換熱氣體13然后進入加熱器14中，加熱器14將尾氣加熱至300°C，加熱后的尾氣在脫硝反應器15中進行脫硝反應，脫硝反應器15的排放氣16再經過氣-氣換熱器12換熱回收熱量，熱量回收后的排放凈化氣17可達標排放。
[0026]實施例1
本實施例中，己內酰胺裝置排放尾氣的組成見表1，采用本發明方法可使凈化氣體達標排放。
[0027]表1尾氣組成。
【權利要求】
1.一種己內酰胺裝置尾氣凈化裝置，凈化裝置包括尾氣引風機，其特征在于:沿氣體流動方向依次設置脫硫設備、尾氣預加熱器、氣-氣換熱器、加熱器和脫硝反應器，各設備之間采用管道連通。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于:己內酰胺裝置排放尾氣由引風機入口進入風機，引風機的尾氣出口與脫硫設備的尾氣進口連接，脫硫設備的氣體出口通過管道與尾氣預加熱器的氣體進口相連，預加熱器氣體出口通過管道與脫硝還原劑管線和氣-氣換熱器的冷物流進口連接，尾氣和還原劑氨氣混合由氣-氣換熱器的冷物流進口進入氣-氣換熱器中，氣-氣換熱器的冷物流出口與加熱器的進口連接，廢氣經過加熱后進入脫硝反應器的進口，脫硝反應器的出口與氣-氣換熱器的熱物流進口連接，氣體在換熱器中換熱后，凈化氣體由氣-氣換熱器的熱物流出口排出。
3.—種己內酰胺裝置排放尾氣凈化方法，其特征在于:尾氣凈化方法采用氨水吸收脫硫、氨氣選擇性催化還原法脫硝組合工藝，凈化方法采用權利要求1所述的凈化裝置。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于:由己內酰胺裝置排放的尾氣通過引風機抽引提壓后，進入脫硫設備中，尾氣在脫硫設備中與氨水發生反應，氨水吸收尾氣中的SOx，尾氣經過脫硫后，預熱至45°C?60°C，預熱后氣體與脫硝還原劑氨氣混合，氣體混合后，與選擇性催化還原法脫硝凈化反應的尾氣換熱回收熱量，換熱至溫至160°C ?250°C，然后進入加熱器中，加熱器將尾氣加熱至280?380°C，加熱后的尾氣在脫硝反應器中進行選擇性催化還原反應脫硝，脫硝反應器的排放氣經過熱量回收，排放凈化氣排放。
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于:脫硫劑采用氨水，氨水質量濃度高于0.1%，低于5%，優選低于2%，最優選低于1%。
6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于:調節脫硫過程中氣液比，液氣比為5?50L/M3，單位為升噴淋液/立方米煙氣，優選為10?30 L/M3，控制脫硫排放液的pH大于7，優選為7.5?10.5。
7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于:脫硫設備采用填料塔、噴淋塔和超重力反應器形式，脫硫設備優選超重力反應器。
8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于:預熱使用預加熱器，預加熱器采用電加熱、燃氣加熱、蒸汽加熱或換熱器。
9.根據權利要求4所述的方法，其特征在于:加熱器將尾氣加熱至脫硝反應器入口所需溫度，加熱器的采用燃氣加熱器。
10.根據權利要求4所述的方法，其特征在于:換熱采用氣-氣換熱器，選用熱管換熱器、列管式換熱器或板式換熱器。
【文檔編號】B01D53/60GK103768918SQ201210415020
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月26日 優先權日:2012年10月26日
【發明者】劉忠生, 廖昌建, 王明星, 齊慧敏, 李勇, 王學海, 彭德強 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院