硝酸工业尾气处理 化工工艺课外阅读PPT,

图3 中压法稀硝尾气治理改进后流程
改进后的流程有如下优点: a) 流程简化, 且治理装置和生产装置分开, 能保证生产 系统独立稳定运行, 节约管道及安装费约15 万元。 b) 治理装置施工期间, 7机组可照常生产。若采用图2 流 程、2. 5 个月停产安装期算, 流程的改进等于多产硝酸 (100% ) 15000t。 c) 新流程经加热预热器的预热段后温度高达220℃-240 ℃, 这样加热段每小时可节约蒸汽1.5t,同时提高进膨胀 机尾气的温度20℃, 节电20 kWh/h。
2 技术经济比较
2．1 2．2 2．3 2．4 2．5 选择性催化还原法(中压法) 非选择性催化还原法(高压法) 低温延长吸收配氨催化还原法(综合法) 碱吸收配氨催化还原法(中压法) 碱吸收配气调优法(常压法】
技术 名称
反应 条件 试剂
NOx 入 口 浓 度
NOx出 口浓度 消耗加入的反 处理成本 备注 （及温 应物量 度）
吨酸副产硝 酸钠和亚硝 酸钠50 ～ 60kg
3 工艺流程简述
图1 综合法稀硝机组尾气治理流程图
来自4-6 机组透平膨胀机90℃尾气, 经水封 后进入尾气换热器, 与反应后270 ℃尾气进行热 交换, 温度升至195℃, 再入燃烧炉尾端与燃烧 气混合, 温度达240℃-250℃, 再与氨气混合, 分上下两段反应器, 反应后气体(270℃) 进尾气 热交换器,温度降至140℃, 经水封至排气筒(100 m 烟囱) 排放。 过滤后的空气经罗茨鼓风机鼓入燃烧炉, 与 燃料气混合燃烧后加热尾气。
（1 副产酸钠和亚 硝酸钠 （2 出塔时再经过 NH3催化还原
碱 碱吸收 引入 配气调 NO2 优法( （使得 常压法 NO： ) NO2 =1： 1）
5000m g／ Nm3 （这 里是 NO2 的浓 度）
吨酸耗纯碱 40-48kg、 氨l2-14.4kg 蒸汽125150kg、电 l3-15.6kWh、 水6-7.2 m3
选择 性催 化还 铜-铬 原法( 气氨 触媒 中压 法)
300 0mg ／ Nm 3
400mg ／Nm3 7 ～ 10kg/t （250300℃）
20 ～ 27 元／t
非选 钯触 300 择性 媒 400mg 天然 0mg 每吨酸消耗天 （AL2 ／Nm3 催化 然气50m3 ， 80 元／t 气和 ／ O3作 （670 还原 Nm 氢气 氢气26m3 法(高 ℃） 为载 3 压法 体
甲烷转化率
空速
操作压力
燃烧室人口温度 燃烧室出口温度 燃烧室人口气体浓度 燃烧室出口
O2：2.0％ ～ 2.2％ H2：1％ ～ 1.4％ ；CH4 0.8％
NOx ≤180×10 6
1．3 低温延长吸收法配氨催化还原法
2NO+02=2NO2(氧化反应) 3N02+H2O=2HNO3+NO (吸收反应) 4NO+4NH3+02=4N2+6H2O 6NO2+8NH3=7N2+12H20 NH3／NO2的比率控制在1．1 ～ 1．3， 经处理后排放尾气中NOx浓度<400mg／Nm3 文献中，低温酸吸收塔投用后，酸吸收率由96％ 提高到 98．5％ ，酸产量提高约2．5％ ，3个系统按年产152kt 计，相当于年多产硝3800t。
加热至400~C 混 合
燃气和NO 混合物
Pd和Pt
含量大概为0．1 ％～ 0．5％ (wt)
天然气(主要成分为甲烷 和氢气），亦可以使用烃 类、一氧化碳
催化剂主要质量指标和工艺条件：
钯含量 0.2％ ～ 0.4％ >95％ 20000 ～ 40000h-1 0.4 ～ 0.72MPa 400 ～ 480℃ 650 ～ 675℃
图2 中压法稀硝机组尾气治理流程图
1 尾气入口水封; 2 尾气换热器; 3 燃烧炉; 4 催化还原反应器; 5 尾气出口水封; 6 鼓风机; 7 燃料气水封
30℃未净化的尾气(0.31M Pa) 在尾气预热器 及新建的加热预热器的预热段用来自废热锅炉的 氧化氮气(140℃) 加热至120℃, 再送到加热预 热器的加热段用从机组废锅炉来的蒸汽(2.5MPa, 390℃) 加热至250℃, 按比例加入适量的氨, 进 入反应器, 反应后, NOx含量降200×10- 6的净 化尾气(270℃)加热锅炉给水, 自身温度降到150 ℃, 去透平膨胀机膨胀作功后送排气筒放空。
1．2 非选择性催化还原法
2NO2+4H2=N2+4H2O+Q 2NO+2H2=N2+2H20+Q 02+2H2=2H20+Q CH4+4NO2=4NO+CO2+2H20+Q(脱色反应) CH +202=CO2+2H20+Q(燃烧反应) cH,+4NO=CO2+2H2O+2N2+Q (消除反应)
尾气
1．4 碱吸收法配氨催化还原法 中压法硝酸尾气经碱吸收之后，冬季尾气排放NOx 浓度<400mg／Nm3 。其他季节尾气经碱吸收之后 的浓度在600 ～ 1000mg／Nm3 ，需再经氨催化还 原处理至<400mg／Nm3排放。以50kt／a（年）中 压法硝酸为例，采用碱吸收处理硝酸尾气，可副 产硝酸钠和亚硝酸钠1600 ～ 2000t／a，同时降 低氨催化还原处理尾气的费用。
1．5 碱吸收配气调优法
因系统压力低，常压法硝酸不能采用氨催化 还原法处理酸尾气时，可采用配气法，即从氧化 吸收段引出高浓度的NO2(含有NO)气体至硝 酸尾气碱吸收塔，配成NO：NO2 =1：1(分子 比)，此时碱吸收速度最快。据石家庄某技术开 发公司的经验，使用该法可将硝酸尾气NOx 的 浓度从5000—6000mg／Nm3，降至1600mg／Nm3。 虽然尚未达到新排放标准的要求，但仍可以取得 一定节能减排的效果。
part tow 硝酸工业中关于废气的处理
1 .处理方法
1．1 1．2 1．3 1．4 1．5 氨选择性催化还原法 非选择性催化还原法 低温延长吸收法配氨催化还原法 碱吸收法配氨催化还原法 碱吸收配气调优法
1．1 氨选择性催化还原法
4NH3+6NO=5N2+6H2O+Q(150'U时开始反应) 8NH3+6NO2=7N2+12H20+Q (150℃时开始反应)
低温延 长吸收 配氨催 气氨 化还原 法(综合 法
400mg 铜- 3000m ／ Nm3 铬触 g／ Nm3 （比 媒 较低）
（1 增设低温酸吸 收塔，其出口的NO 气体用壳牌DeNOx 20—25元/t 催化还原 （2 每吨酸副产 25kg酸
每吨酸 耗纯碱 32kg， 碱吸收 铜- 3000 NH31 配氨催 碱： ～ 铬触 化还原 出塔气 400mg ．6～ 3．5 元/t 媒 4000m 法(中压 体在经 /Nm3 2．51g （出 g／ 法) 过NH3 (尾 口） Nm3 气催化 还原用 NH 量
当反应温度较高时，由于尾气里有3％ 左右的氧，因此还 有下列副反应：
4NHHale Waihona Puke Baidu+302=2N2+6H2O+Q(250％"时开始反应) 4NH3+502=4NO+6H20+Q(400~C时开始反应) 2NH3=N2+3H2-Q(400~c时开始反应)
主要工艺条件： 空速10000 ～ 14000h-1； 燃料比1.1 ～ 1.2，最高不能超过1.4； 反应温度 260 ～ 300℃ 。