一种处理含氮废气、废液的低氮氧化物焚烧装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种处理含氮废气、废液的焚烧装置及方法。该装置其包括欠氧还原段、一次急冷段、氧化段、二次急冷段、SNCR脱硝段、余热锅炉。该方法包括如下步骤：(a)欠氧焚烧；(b)一次急冷；(c)过氧焚烧；(d)二次急冷；(e)SNCR脱硝；(f)余热回收。本发明专利技术采用炉膛整体空气分级燃烧和烟气再循环、SNCR脱硝相结合的技术，提供一整套焚烧装置、焚烧方法和控制理念，能够有效控制含氮废气、废液等废物燃烧过程中氮氧化物的生成，特别是能够显著抑制燃料型氮氧化物的生成，降低燃料合成物中氮生成氮氧化物的转化率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学废弃物焚烧
，涉及一种用于减少氮氧化物生成的处理含氮废气、废液的焚烧装置，特别涉及其焚烧方法。本专利技术涉及的焚烧方法适用于石油化工、精细化工、煤化工、焦化等多种工业领域含氮废气、废液的处理。
技术介绍
环境保护和节能减排是工业燃烧装置的永恒课题。特别是当前随着最新环保标准，如《GB 31570-2015石油炼制工业污染物排放标准》、《GB 31571-2015石油化学工业污染物排放标准》、《GB 16171-2012炼焦化学工业污染物排放标准》、《危险废物焚烧污染物控制标准-征求意见稿》等标准的颁布和实施，对降低氮氧化物排放的要求更加严格。含氮废气、废液是由化学工业产生的，如丙烯晴行业，或吡啶类农业原材料行业。针对此类含氮废气、废液的处理，传统的焚烧方式无法减少燃料型氮氧化物的生成，且目前在我国含氮废气、废液的专用处理装置的研发还不完善，对降低燃料型氮氧化物的形成还缺少有效的方法，因此需要开发新的焚烧理念和装置。从机理上讲，工业燃烧装置中氮氧化物的产生主要分两大类，一类是热力型，受温度影响较大，当温度超过1350℃时，氮氧化物生成量随温度的升高呈指数增长，且氮氧化物的生成正比于燃烧氛围中氧气浓度的二分之一次方；另一类是燃料型，即燃料中的氮元素以化合物的状态存在，在燃烧过程中，含氮化合物中的氮元素呈自由基被释放出来，并与氧气结合生成氮氧化物，此燃料型氮氧化物的生成较难控制。目前减低氮氧化物的方法主要从两方面入手，一是降低火焰的峰值温度和氧分压，比如比空气分级、燃料分级和烟气再循环等，二是对燃烧后的烟气进行脱硝后处理，采用的方法有SNCR和SCR。在诸多控制氮氧化物生成的技术中，空气分级是最常用和经济的一种。它通过控制燃烧区过量空气系数α(即实际供给的氧气质量与当量反应所需的理论氧气质量的比率)，将用于燃烧的总空气量沿整个燃烧区的主流方向分批供入，形成“多级”燃烧区，主燃烧区的α＜1，造成欠氧的还原性气氛，抑制氮氧化物的生成，并有利于已经生成的氮氧化物分解还原，而最后一级中供入完全燃烧所需的其余空气量，将燃料燃尽，保证燃烧效率。烟气外循环采用回抽燃烧后的部分烟气重新进入燃烧装置，来稀释氧气浓度和降低峰值温度，从而减少含氮游离基团与氧原子结合的概率，进而降低氮氧化物生成量。SNCR脱硝技术，即在合适的温度区间，向含氮氧化物的烟气中喷入氨水或尿素，使喷入介质释放的自由基NHi(i＝1,2,3)与NO反应生成N2和水，从而降低烟气中氮氧化物的浓度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于减少氮氧化物生成，特别是燃料型氮氧化物生成的处理含氮废气、废液的焚烧装置及方法。实现本专利技术目的的技术方案：一种处理含氮废气、废液的低氮氧化物焚烧装置，其包括欠氧还原段，在欠氧还原段下游布置有处理第一产物流的一次急冷段，在一次急冷段下游布置有处理第二产物流的氧化段，在氧化段下游布置有处理第三产物流的二次急冷段，在二次急冷段下游布置有处理第四产物流的SNCR脱硝段，在SNCR脱硝段下游布置有回收第五产物流热焓的余热锅炉；所述的欠氧还原段包括用于焚烧含氮废物流的燃烧器；所述燃烧器上布置有一次助燃风入口、含氮废气流入口、含氮废液流入口、燃料流入口；所述欠氧还原段上布置有水蒸汽入口，在欠氧还原段下游布置有第一产物流出口；在一次急冷段上游设有用于再循环烟气的入口，在一次急冷段下游布置有第二产物流出口；在氧化段上游设有二次助燃风入口，在氧化段的起点处布置第二燃烧器；在氧化段上还设有三次助燃风入口、第二燃料流入口和不含氮废物流入口；在氧化段下游布置有第三产物流出口；在二次急冷
段上设有喷水入口，二次急冷段下游布置有第四产物流出口；在SNCR脱硝段上设有脱硝剂入口，在SNCR脱硝段下游布置有第五产物流出口；在余热锅炉上布置有第六产物流出口；在余热锅炉下游连接用于处理第六产物流的烟筒，在烟筒上布置有再循环烟气的出口，再循环烟气的出口连接再循环风机。如上所述的一种处理含氮废气、废液的低氮氧化物焚烧装置，该焚烧装置的欠氧还原段、一次急冷段、氧化段、二次急冷段、SNCR脱硝段、余热锅炉是各自独立的炉体，各炉体之间串联连接。如上所述的一种处理含氮废气、废液的低氮氧化物焚烧装置，该焚烧装置的欠氧还原段、一次急冷段、氧化段、二次急冷段、SNCR脱硝段、余热锅炉是一体的，即在一个焚烧炉内分为不同的段。如上所述的一种处理含氮废气、废液的低氮氧化物焚烧装置，该焚烧装置的二次急冷段、SNCR脱硝段和余热锅炉制成一体，为带SNCR脱硝装置的锅炉。如上所述的一种处理含氮废气、废液的低氮氧化物焚烧装置，其在欠氧还原段所述的一次助燃风入口连接用于调节一次助燃风风量的控制机构；含氮废气流入口连接用于调节废气量的控制机构；含氮废液流入口连接用于调节废液量的控制机构；燃料流入口连接用于调节燃料流量的控制机构；水蒸汽入口连接用于调节水蒸汽量的控制机构；在欠氧还原段末端设有分析仪一和温度控制机构一，所述分析仪一能够分析第一产物流中的非甲烷总烃含量或NO含量，并用于调节一次助燃风风量的控制机构、废气量的控制机构、废液量的控制机构、燃料流量的控制机构和水蒸汽量的控制机构中的一种或多种，温度控制机构一用于调节一次助燃风风量的控制机构和水蒸汽量的控制机构中的一种或两种。在一次急冷段的再循环烟气入口连接用于调节再循环烟气量的控制机构；在一次急冷段的末端连接温度控制机构二，温度控制机构二用于调节再循环烟气量的控制机构。在氧化段的二次助燃风入口连接用于调节二次助燃风流量的控制机构，三次助燃风入口连接用于调节三次助
燃风风量的控制机构，第二燃料流入口连接用于调节第二燃料流量的控制机构，不含氮废物流入口连接用于调节废物流量的控制机构；在氧化段的末端连接分析仪二，分析仪二能够分析第三产物流中的氧气含量并且优先调节用于调节二次助燃风流量的控制机构，次选调节再循环烟气量的控制机构，以及调节三次助燃风风量的控制机构、第二燃料流量的控制机构和废物流量的控制机构。在二次急冷段的喷水入口连接用于调节喷水量的控制机构；二次急冷段的末端连接温度控制机构三，温度控制机构三用于调节喷水量的控制机构；在二次急冷段上布置有换热装置。在SNCR脱硝段的脱硝剂入口连接用于调节脱硝剂流量的控制机构；SNCR脱硝段的末端连接分析仪三，分析仪三能够分析第五产物流中的NO含量，并用于调节脱硝剂流量的控制机构在余热锅炉的再循环烟气出口上连接用于调节再循环烟气流量的控制机构。本专利技术所述的一种处理含氮废气、废液的低氮氧化物焚烧方法，其包括如下步骤(a)第一焚烧步骤：欠氧焚烧在欠氧还原段使含氮的废气、废液物流和燃料流在一定条件下与一次助燃风反应，所述一次助燃风中的氧相对于所述废物流和燃料流中的可燃组分为亚化学当量量，形成欠氧环境，由此产生第一产物流；基于对所述第一产物流的分析，调节上述各物料流中的一种或多种，使反应区总的过量空气系数控制在0.6-1.0之间；焚烧温度控制在1000℃-1600℃之间；第一产物流在欠氧还原段(10)的停留时间控制在0.5s-2.0s之间；(b)第二焚烧步骤：一次急冷在一次急冷段采用低温循环烟气对第一产物流进行急冷，从而产生第二产物流，且确保急冷后的烟气温度在800℃-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理含氮废气、废液的低氮氧化物焚烧装置，其特征在于：该装置包括欠氧还原段(10)，在欠氧还原段(10)下游布置有处理第一产物流的一次急冷段(20)，在一次急冷段(20)下游布置有处理第二产物流的氧化段(30)，在氧化段(30)下游布置有处理第三产物流的二次急冷段(40)，在二次急冷段(40)下游布置有处理第四产物流的SNCR脱硝段(50)，在SNCR脱硝段(50)下游布置有回收第五产物流热焓的余热锅炉(60)；所述的欠氧还原段(10)包括用于焚烧含氮废物流的燃烧器(100)；所述燃烧器(100)上布置有一次助燃风入口(110)、含氮废气流入口(120)、含氮废液流入口(130)、燃料流入口(140)；所述欠氧还原段(10)上布置有水蒸汽入口(150)，在欠氧还原段(10)下游布置有第一产物流出口(160)；在一次急冷段(20)上游设有用于再循环烟气的入口(210)，在一次急冷段(20)下游布置有第二产物流出口(220)；在氧化段(30)上游设有二次助燃风入口(310)，在氧化段(30)的起点处布置第二燃烧器(300)；在氧化段(30)上还设有三次助燃风入口(320)、第二燃料流入口(330)和不含氮废物流入口(340)；在氧化段(30)下游布置有第三产物流出口(350)；在二次急冷段(40)上设有喷水入口(410)，二次急冷段(40)下游布置有第四产物流出口(420)；在SNCR脱硝段(50)上设有脱硝剂入口(510)，在SNCR脱硝段(50)下游布置有第五产物流出口(520)；在余热锅炉(60)上布置有第六产物流出口(610)；在余热锅炉(60)下游连接用于处理第六产物流的烟筒(70)，在烟筒(70)上布置有再循环烟气的出口(710)，再循环烟气的出口(710)连接再循环风机(80)。...

【技术特征摘要】
1.一种处理含氮废气、废液的低氮氧化物焚烧装置，其特征在于：该装置包括欠氧还原段(10)，在欠氧还原段(10)下游布置有处理第一产物流的一次急冷段(20)，在一次急冷段(20)下游布置有处理第二产物流的氧化段(30)，在氧化段(30)下游布置有处理第三产物流的二次急冷段(40)，在二次急冷段(40)下游布置有处理第四产物流的SNCR脱硝段(50)，在SNCR脱硝段(50)下游布置有回收第五产物流热焓的余热锅炉(60)；所述的欠氧还原段(10)包括用于焚烧含氮废物流的燃烧器(100)；所述燃烧器(100)上布置有一次助燃风入口(110)、含氮废气流入口(120)、含氮废液流入口(130)、燃料流入口(140)；所述欠氧还原段(10)上布置有水蒸汽入口(150)，在欠氧还原段(10)下游布置有第一产物流出口(160)；在一次急冷段(20)上游设有用于再循环烟气的入口(210)，在一次急冷段(20)下游布置有第二产物流出口(220)；在氧化段(30)上游设有二次助燃风入口(310)，在氧化段(30)的起点处布置第二燃烧器(300)；在氧化段(30)上还设有三次助燃风入口(320)、第二燃料流入口(330)和不含氮废物流入口(340)；在氧化段(30)下游布置有第三产物流出口(350)；在二次急冷段(40)上设有喷水入口(410)，二次急冷段(40)下游布置有第四产物流出口(420)；在SNCR脱硝段(50)上设有脱硝剂入口(510)，在SNCR脱硝段(50)下游布置有第五产物流出口(520)；在余热锅炉(60)上布置有第六产物流出口(610)；在余热锅炉(60)下游连接用于处理第六产物流的烟筒(70)，在烟筒(70)上布置有再循环烟气的出口(710)，再循环烟气的出口(710)连接再循环风机(80)。2.根据权利要求1所述的一种处理含氮废气、废液的低氮氧化物焚烧装置，其特征在于：该焚烧装置的欠氧还原段(10)、一次急冷段(20)、氧化段(30)、二次急冷段(40)、SNCR脱硝段(50)、余热锅炉(60)是各自独
\t立的炉体，各炉体之间串联连接。3.根据权利要求1所述的一种处理含氮废气、废液的低氮氧化物焚烧装置，其特征在于：该焚烧装置的欠氧还原段(10)、一次急冷段(20)、氧化段(30)、二次急冷段(40)、SNCR脱硝段(50)、余热锅炉(60)是一体的，即在一个焚烧炉内分为不同的段。4.根据权利要求1所述的一种处理含氮废气、废液的低氮氧化物焚烧装置，其特征在于：该焚烧装置的二次急冷段(40)、SNCR脱硝段(50)和余热锅炉(60)制成一体，为带SNCR脱硝装置的锅炉(90)。5.根据权利要求1所述的一种处理含氮废气、废液的低氮氧化物焚烧装置，其特征在于：在欠氧还原段(10)，所述的一次助燃风入口(110)连接用于调节一次助燃风风量的控制机构(111)；含氮废气流入口(120)连接用于调节废气量的控制机构(121)；含氮废液流入口(130)连接用于调节废液量的控制机构(131)；燃料流入口(140)连接用于调节燃料流量的控制机构(141)；水蒸汽入口(150)连接用于调节水蒸汽量的控制机构(151)；在欠氧还原段(10)末端设有分析仪一(170)和温度控制机构一(180)，所述分析仪一(170)能够分析第一产物流中的非甲烷总烃含量或NO含量，并用于调节一次助燃风风量的控制机构(111)、废气量的控制机构(121)、废液量的控制机构(131)、燃料流量的控制机构(141)和水蒸汽量的控制机构(151)中的一种或多种，温度控制机构一(180)用于调节一次助燃风风量的控制机构(111)和水蒸汽量的控制机构(151)中的一种或两种；在一次急冷段(20)，再循环烟气入口(210)连接用于调节再循环烟气量的控制机构(211)；在一次急冷段(20)的末端连接温度控制机构二(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚飞，时明伟，罗秀鹏，殷义，王鹏举，刘静，董志明，安兵涛，崔晓兰，汤效飞，李永胜，韩大伟，
申请(专利权)人：北京航天动力研究所，北京航天石化技术装备工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11