一种处理硝酸系前驱体脱硝催化剂工业化制备尾气的装置制造方法及图纸

一种处理硝酸系前驱体脱硝催化剂工业化制备尾气的装置，氨气气源和氨气稀释风机管路连接氨气空气混合器输入端，氨气空气混合器输出端和尾气气源通过烟道顺次连接氨气尾气混合器和SCR反应器，烟道内设有温度传感器，SCR反应器的输入端上设有压力传感器，SCR反应器的输出端管路连接引风机；烟道靠近尾气气源的一端上配置煤气加热器，尾气气源通过带有第一单向阀的紧急排出管路连接二级碱吸收池；氨气尾气混合器的输入端和输出端上分别设有第二单向阀和第三单向阀；在氨气尾气混合器顶部设有进水阀，底部设有排污阀；该装置实现了硝酸系脱硝催化剂工业化生产过程中尾气的自产自处；处理工艺操作简单，运行稳定，易于实施。

Device for industrialized preparation of tail gas by treating denitration catalyst of nitric acid precursor

A device for nitrate precursor denitration catalyst for industrial preparation of tail gas, ammonia gas and ammonia dilution air pipeline connected ammonia air mixer input mixer, ammonia and air output and exhaust gas with ammonia gas mixer and SCR reactor sequentially through the flue, the flue is provided with a temperature sensor, the input end of the SCR reactor is provided with a pressure sensor, the output end of the pipeline of SCR reactor connected fan; flue gas heater configuration on the end near the exhaust gas, exhaust gas through a first one-way valve emergency discharge pipe is connected with two grade alkali absorption pool; the input and output of ammonia gas mixer are respectively provided with a one-way valve second and third check valve; in ammonia gas mixer is arranged at the top of the water inlet valve, the bottom of which is provided with a discharge valve; the device realizes the nitrate denitrification system. The production process of the tail gas in the process of industrialization of the chemical agent is simple, the operation is stable and easy to implement.

【技术实现步骤摘要】
一种处理硝酸系前驱体脱硝催化剂工业化制备尾气的装置
本技术涉及一种尾气处理装置，尤其涉及硝酸系前驱体脱硝催化剂工业化制备尾气的处理。
技术介绍
随着能源消费的增长，大量石化燃料被消耗，导致氮氧化物的排放量不断增加，对环境造成极大的破坏，因此富氧条件下NOx的排放控制已成为目前环境脱硝催化剂和大气污染控制
中的一个研究热点。氨气法选择性催化还原技术被认为是当前NOx消除的最有效的方法之一，其核心问题是脱硝催化剂的开发。目前，工业化应用最为广泛的是钒钛钨脱硝催化剂等钒系催化剂，其优点主要体现为两个方面：一是在钒系催化剂的使用温度区间内，钒系催化剂具有较好的脱硝抗硫性能；二是钒系催化剂的制备过程中，其本身的前驱体在煅烧过程中无废气产生，不需要特地进行废气处理，适合工业化大批量生产；其缺点也非常明显：一是钒系催化剂的使用温度范围在320-420℃，而我国的非电力行业，包括焦化、水泥窑炉、玻璃窑炉以及工业锅炉，其排烟温度一般在150-250℃，如果采用钒系催化剂，需要将较低温度的排烟加热到较高的钒系催化剂使用温度区间内才能进行有效的无害化处理，加热能耗高，加重了排烟无害化处理的负担，因此高使用温度的钒钛类脱硝催化剂并不适合我国特有的烟气状况；二是钒系催化剂的活性组分为V2O5，该物质对人体及环境都具有毒害作用，有悖于环境保护的初衷。因此，开发一种具有较低的使用温度，并且具有高性能抗水耐硫，以及对环境无毒的非钒系脱硝催化剂成为高校、科研及企业研究的重点。目前，业内也有一些针对上述研究方向的非钒系催化剂的专利申请，如专利200910219534.2公开了一种以硝酸铈为前驱体制备铈基低温脱硝催化剂，在250-450℃下呈现出较高的脱硝性能；专利200910145015.6公开了一种以硝酸锰作为前驱体制备的低温脱硝催化剂，在200-350℃其脱硝高达80％等等。但是，目前这些硝酸系催化剂专利很多未考察在有硫情况下的脱硝性能，更重要的是，这些专利仅仅提供了实验室的制备方法，尚处于学术研究阶段，并没有实现工业化生产。而事实上，一是硝酸系催化剂的前躯体本身具备一定的腐蚀性，无法直接应用现有的钒系脱硝催化剂工业化生产装置进行大批量的连续性制备；二是由于硝酸系催化剂在工业化生产过程中，必然会产生大量含有NOx气体和硝酸铵物质，而仅凭现有的氨气法选择性催化还原技术，无法对该类复合型尾气进行彻底有效的治理，在长期生产过程中，会因为硝酸铵晶体大量附着在废气处理设备内部造成管路堵塞，而管路清理时必须要对处于整个催化剂制备生产系统上游的煅烧窑等设备停机，设备的启停能耗非常大，并且频繁的启停也会降低工业化生产的效率，并且造成设备故障隐患。上述种种原因，限制了该类硝酸系催化剂的工业化生产和应用。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种处理硝酸系前驱体脱硝催化剂工业化制备尾气的装置，该装置基于硝酸系作为前驱体实现工业化制备脱硝催化剂的开发、应用基础，以氨气作为还原剂高效处理脱硝催化剂生产制备过程中形成的复合型有毒NOx气体和硝酸铵固体，同时克服了低温、高水汽情况下硝酸铵晶体所导致的反应器、烟道等堵塞问题，并且无需频繁的启停上游生产设备。本技术是通过以下技术方案实现的：一种处理硝酸系前驱体脱硝催化剂工业化制备尾气的装置，其特征在于：氨气气源和氨气稀释风机管路连接氨气空气混合器输入端，氨气空气混合器输出端和尾气气源通过烟道顺次连接氨气尾气混合器和SCR反应器，烟道内设有温度传感器，SCR反应器的输入端上设有压力传感器，SCR反应器的输出端管路连接引风机；烟道靠近尾气气源的一端上配置煤气加热器，尾气气源通过带有第一单向阀的紧急排出管路连接二级碱吸收池，第一单向阀处于常闭状态，第一单向阀开启时，尾气能够朝向二级碱吸收池流动；氨气尾气混合器的输入端和输出端上分别设有第二单向阀和第三单向阀，第二单向阀和第三单向阀处于常开状态，第二单向阀和第三单向阀关闭时，能够截断氨气尾气混合器与烟道之间的烟道气体流通；在氨气尾气混合器顶部设有进水阀，底部设有排污阀，进水阀和排污阀处于常闭状态，进水阀和排污阀开启时，水源由进水阀进入氨气尾气混合器内，再由排污阀排出；温度传感器和压力传感器信号连接控制单元，控制单元信号连接煤气加热器、第一单向阀、第二单向阀和第三单向阀。硝酸系前驱体脱硝催化剂在工业化制备工艺中，在煅烧过程中会形成含有NOx和硝酸铵的有毒尾气，其排放会危及人生安全以及影响大气空气质量。本尾气处理装置利用硝酸系前驱体脱硝催化剂实现对尾气中NOx的自产自处，即利用产出的硝酸系前驱体脱硝催化剂对该催化剂生产过程中产生的NOx进行无害化处理，由于从煅烧网带窑出来的烟气温度通常在150℃以上，能满足利用硝酸系前驱体脱硝催化剂喷氨脱除NOx气体的反应温度条件，因为如果仅仅是考虑对NOx的处理，是无需在尾气处理装置中额外对尾气进行加热的，并且烟气处理效果良好。但是，考虑到尾气中还含有硝酸铵，硝酸铵简称硝铵，易溶于水，常温下为无色斜方或单斜晶体，熔点为169℃，在200℃以上开始分解为NOx、水和N2。因此，如果尾气处理装置中的温度仅保持在150℃，装置运行一段时间后，烟道和氨气尾气混合器中会出现大范围的堵塞，其原因是硝酸铵固体大量附着在装置内部，一旦硝酸铵固体形成，清理困难、制约生产，因此根据该硝酸盐的理化性质，本尾气处理装置另增设煤气燃烧器，用煤气燃烧器将尾气加热至设定温度阀值以上(设定温度阀值应高于硝酸铵晶体的熔点，即高于169℃，以避免硝酸铵结晶、附着，甚至可以达到200℃，使硝酸铵分解为NOx、水和N2，以便于后续处理)，以避免硝酸铵结晶的形成及附着。此外，在长期使用过程中，考虑到氨气尾气混合器中为保证气流充分混合，必然会使气体的通过时间增长，流速减缓，同时可能伴随气体温度有所降低，因此最有可能出现硝酸铵结晶的情况，紧急排出管路就是为该种情况专门设计的：需要时，尾气从紧急排出管路排出并进行应急无害化处理，以保证整个催化剂制备生产系统上游的煅烧窑等设备能够进行连续化生产，无需停机生产设备，避免巨大的启停能耗，同时，对氨气尾气混合器内部的硝酸铵结晶进行水溶处理并及时排出硝酸铵溶液后回收利用，通过长期运行，该生产工艺运行良好。具体的，上述的尾气处理流程可以通过下述自动化控制实现：所述控制单元接收温度传感器和压力传感器的信号，控制煤气加热器、第一单向阀、第二单向阀和第三单向阀分两个工作状态进行如下动作：A、尾气正常处理状态压力传感器监测到的烟道气气压值低于警戒值，第一单向阀关闭，第二单向阀和第三单向阀开启；当温度传感器监测到烟道内的烟道气温度低于设定温度阀值时，煤气加热器启动对烟道气进行加热，并保持烟道气温度不低于设定温度阀值；B、尾气紧急处理状态压力传感器监测到的烟道气气压值达到警戒值，第二单向阀和第三单向阀关闭，煤气加热器关闭；第一单向阀开启，尾气气源与二级碱吸收池连通，尾气由二级碱吸收池临时性吸收处理；进水阀开启，水源进入氨气尾气混合器内并充满氨气尾气混合器内部后，进水阀关闭，溶解附着在其内部的硝酸铵，排污阀延时开启，直至氨气尾气混合器内水体排放完毕后排污阀关闭。再进一步，所述氨气尾气混合器呈横置的长筒形，两端的输入端和输出端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理硝酸系前驱体脱硝催化剂工业化制备尾气的装置，其特征在于：氨气气源(1)和氨气稀释风机(3)管路连接氨气空气混合器(4)输入端，氨气空气混合器(4)输出端和尾气气源(2)通过烟道(13)顺次连接氨气尾气混合器(5)和SCR反应器(6)，烟道(13)内设有温度传感器(9)，SCR反应器(6)的输入端上设有压力传感器(14)，SCR反应器(6)的输出端管路连接引风机(7)；烟道(13)靠近尾气气源(2)的一端上配置煤气加热器(8)，尾气气源(2)通过带有第一单向阀(15)的紧急排出管路(12)连接二级碱吸收池(11)，第一单向阀(15)处于常闭状态，第一单向阀(15)开启时，尾气能够朝向二级碱吸收池(11)流动；氨气尾气混合器(5)的输入端和输出端上分别设有第二单向阀(10)和第三单向阀(16)，第二单向阀(10)和第三单向阀(16)处于常开状态，第二单向阀(10)和第三单向阀(16)关闭时，能够截断氨气尾气混合器(5)与烟道(13)之间的烟道气体流通；在氨气尾气混合器(5)顶部设有进水阀(504)，底部设有排污阀(503)，进水阀(504)和排污阀(503)处于常闭状态，进水阀(504)和排污阀(503)开启时，水源由进水阀(504)进入氨气尾气混合器(5)内，再由排污阀(503)排出；温度传感器(9)和压力传感器(14)信号连接控制单元，控制单元信号连接煤气加热器(8)、第一单向阀(15)、第二单向阀(10)和第三单向阀(16)。...

【技术特征摘要】
1.一种处理硝酸系前驱体脱硝催化剂工业化制备尾气的装置，其特征在于：氨气气源(1)和氨气稀释风机(3)管路连接氨气空气混合器(4)输入端，氨气空气混合器(4)输出端和尾气气源(2)通过烟道(13)顺次连接氨气尾气混合器(5)和SCR反应器(6)，烟道(13)内设有温度传感器(9)，SCR反应器(6)的输入端上设有压力传感器(14)，SCR反应器(6)的输出端管路连接引风机(7)；烟道(13)靠近尾气气源(2)的一端上配置煤气加热器(8)，尾气气源(2)通过带有第一单向阀(15)的紧急排出管路(12)连接二级碱吸收池(11)，第一单向阀(15)处于常闭状态，第一单向阀(15)开启时，尾气能够朝向二级碱吸收池(11)流动；氨气尾气混合器(5)的输入端和输出端上分别设有第二单向阀(10)和第三单向阀(16)，第二单向阀(10)和第三单向阀(16)处于常开状态，第二单向阀(10)和第三单向阀(16)关闭时，能够截断氨气尾气混合器(5)与烟道(13)之间的烟道气体流通；在氨气尾气混合器(5)顶部设有进水阀(504)，底部设有排污阀(503)，进水阀(504)和排污阀(503)处于常闭状态，进水阀(504)和排污阀(503)开启时，水源由进水阀(504)进入氨气尾气混合器(5)内，再由排污阀(503)排出；温度传感器(9)和压力传感器(14)信号连接控制单元，控制单元信号连接煤气加热器(8)、第一单向阀(15)、第二单向阀(10)和第三单向阀(16)。2.根据权利要求1所述的处理硝酸系前驱体脱硝催化剂工业化制备尾气的装置，其特征在于：所述氨气尾气混合器(5)呈横置的长筒形，两端的输入端和输出端分别与烟道(13)气密性转动连接，进水阀(504)和排污阀(503)上的进、排水管路为柔性管路，氨气尾气混合器(5)能够在电机驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：张恒建，刘建禹，韩保霞，黄健，童杰，胡波，谢炜峰，童德雄，
申请(专利权)人：湖北思搏盈环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42