地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝系统及方法技术方案

本公开提供了一种地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝系统及方法，其中排空气体脱硝系统，包括：SCR脱硝设备、第一支管、第一气动阀、输气管、第二气动阀、第二支管和第三气动阀；SCR脱硝设备进气口与燃烧器排气管路第二端相连，SCR脱硝设备排气口与放空气体管路相连；第一支管连接燃烧器进气管路和燃烧器排气管路；第一气动阀设置在第一支管上；输气管与第一支管相连；第二气动阀设置在输气管上；第二支管连接放空气体管路和燃烧器；第三气动阀设置在第二支管上。本公开有效降低NOx的排放量和生产成本，实现废气的有效利用。

【技术实现步骤摘要】
地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝系统及方法
本公开涉及燃烧器废气处理领域，尤其涉及一种地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝系统及方法。
技术介绍
随着全球环境的日益恶化和人们环保意识的逐渐加强，由化工厂排放废气中的NOx和PM等对大气环境造成的污染已引起国际社会广泛的关注。在石化行业迅猛发展的今天，炼油、化工、塑料等石化及其后续生产装置，由于这些生产装置的规模化和相互之间的联系，在开停车、正常生产和事故排放时，都会有大量的火炬气排出。火炬气是石油化工行业生产过程中产生的废气，属于易燃易爆有毒有害的气体，例如CH4、CH3OH、NH3、O2、H2S、H2等。由于其极具危害性，为保证生产装置的系统稳定和安全，不能采用直接放空的方式，应设置火炬系统将其进行及时、安全的燃烧处理，处理方式广泛采用的是高架火炬系统或者是地面火炬系统。随着温室气体减排和二氧化碳国际交易进程的发展，现在国内已经开始使用地面火炬将可燃废气进行燃烧处理，以满足高效燃烧、燃烧状态可监控的目的。相对高架火炬，地面火炬具有占地面积小、燃尽率高、检修方便、无光污染、噪音低、热辐射小等特性。废气排放成分复杂，既有高压火炬气又有超低压火炬气，既有常规烃类气体又有腐蚀性气体，单筒地面火炬处理量一般小于等于100t/h。火炬气是在燃烧器内分级燃烧的，采用高能火花式点火，而地面封闭燃烧器的本体为圆柱形，可实现完全封闭燃烧过程，从而避免燃烧时的火焰外泄，外部无火光，因此其避免了光污染，降低了热福射。地面燃烧器呈圆柱形，不受温度和雨水的影响，同时有较好降噪吸音性能。因此火炬气的在一个密闭的空间中燃烧，且兼防雨、隔热、降噪等效果将燃烧过程对环境的影响降低到最低。在地面火炬封闭燃烧器中，燃烧器燃烧中心温度最高可达到1850℃以上。由于废气处理量大以及燃烧气体的多样性，当前的地面火炬燃烧器中燃烧之后会二次产生其他的有毒有害气体，包括碳烟，NOx等等。在高温和富氧条件下，燃烧器中的N2会和O2在燃烧室内反应生成NO，且NO会迅速氧化为NO2，NOx是致酸气体，是造成光化学烟雾发生的重要前体物，其形成的细微颗粒物(PM10/PM2.5)会导致雾霾天气的发生，因此必须严格控制NOx的排放。此外，目前国内化工厂中也出现了利用地面火炬燃烧器处理废气氨排放，火炬气中只包含了氨气，在燃烧器中，直接进行氨气的燃烧。目前国内涉及到地面火炬排空气体处理的技术还很少，因此还需要对燃烧器燃烧之后的排空气体进行脱硝处理做更加深入的研究。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本公开提供了一种地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝系统及方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。(二)技术方案根据本公开的一个方面，提供了一种地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝系统，地面火炬封闭式燃烧器设置有燃烧器进气口和燃烧器排气口，火炬气通过燃烧器进气口进入地面火炬封闭式燃烧器，燃烧器进气口与燃烧器进气管路相连，燃烧器排气口与燃烧器排气管路相连；其中，地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝系统包括：第一支管，第一支管第一端与燃烧器进气管路相连，第一支管第二端与燃烧器排气管路相连；SCR脱硝设备，设置有SCR脱硝设备进气口和SCR脱硝设备排气口；SCR脱硝设备进气口与燃烧器排气管路第二端相连，SCR脱硝设备排气口与放空气体管路相连；第一气动阀，设置在第一支管上，控制第一支管中火炬气的输入SCR脱硝设备；输气管，与第一支管相连；第二气动阀，设置在输气管上，控制NH3通过输气管向第一支管的输入；第二支管，第二支管第一端与放空气体管路相连，第二支管第二端与燃烧器相连；第三气动阀，设置在第二支管上。在本公开的一些实施例中，SCR脱硝设备包括：整流格栅、第一级催化层和第二级催化层；整流格栅、第一级催化层和第二级催化层设置在SCR脱硝设备内，且自SCR脱硝设备进气口至SCR脱硝设备排气口顺次设置。在本公开的一些实施例中，SCR脱硝设备还包括：备用催化层，设置在第二级催化层和SCR脱硝设备排气口之间。在本公开的一些实施例中，还包括：导流板，设置在燃烧器排气管路上。在本公开的一些实施例中，第一气动阀、第二气动阀和第三气动阀为气动蝶阀。根据本公开的另一个方面，提供了一种地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝方法，包括：火炬气通入燃烧器中进行燃烧；第一气动阀关闭，第二气动阀开启，通过输气管通入的NH3通过第一支管与通过燃烧器排气管路排出的烟气相汇合形成混合气体；混合气体进入SCR脱硝设备进行脱硝，通过放空气体管路排空。根据本公开的另一个方面，提供了一种地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝方法，包括：火炬气通入燃烧器中进行燃烧，第一气动阀开启，火炬气进入第一支管；第二气动阀开启，进入第一支管的火炬气与输气管通入的NH3进行汇合；再通过第一支管与通过燃烧器排气管排出的烟气相混合形成混合气体；混合气体进入SCR脱硝设备进行脱硝，第三气动阀门开启，混合气体通过第二支路回流至燃烧器中燃尽。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝系统及方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：(1)本公开能够有效处理火炬燃烧的NOX排放物，进而改善化工厂及周围的空气环境。(2)SCR脱硝设备易于改装，反应温度低，催化剂不含贵金属，使用寿命长，可适用于多种工况和多种类废气排放。(3)地面火炬封闭式燃烧器，可以有效利用废气中的NH3，采用化工厂生产的NH3作为还原剂，原料充足且方便易得，成本低廉，能够实现减少火炬气处理量提高效率的同时脱硝减排。(4)选用气动蝶阀进行控制，动作反应迅速，可靠性好，不易泄露。(5)导流板，能够使得烟气在纵向上的分布更加均匀，同时还可以通过改变导流板尺寸和形状来引导烟气的运动。附图说明图1为本公开实施例地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝系统的结构示意图。图2为本公开第一实施例地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝方法的流程示意图。图3为本公开第二实施例地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝方法的流程示意图。【附图中本公开实施例主要元件符号说明】10-燃烧器；11-燃烧器进气口；12-燃烧器排气口；20-燃烧器进气管路；30-燃烧器排气管路；31-导流板；40-第一支管；41-第一气动阀；50-输气管；51-第二气动阀60-SCR脱硝设备；61-整流格栅64-第一级催化层；62-第二级催化层；63-备用催化层；70-第二支管；71-第三气动阀；80-放空气体管路。具体实施方式本公开提供了一种地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝系统及方法，其中地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝系统，包括：燃烧器、燃烧器进气管路、燃烧器排气管路、第一支管、SCR脱硝设备、第一气动阀、输气管、第二气动阀、第二支管和第三气动阀；燃烧器设置有燃烧器进气口和燃烧器排气口；火炬气通过燃烧器进气口进入燃烧器；燃烧器进气管路与燃烧器进气口相连；燃烧器排气管路第一端与燃烧器排气口相连；第一支管第一端与燃烧器进气管路相连，第一支管第二端与燃烧器排气管路相连；SCR脱硝设备设置有SCR脱硝设备进气口和SCR脱硝设备排气口；SCR脱硝设备进气口与燃烧器排气管路第二端相连，SCR脱硝设备排气口与放空气体管路相连；第一气动阀设置在第一支管上，控制第一支管中火炬气的输入SCR脱硝设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝系统，地面火炬封闭式燃烧器设置有燃烧器进气口和燃烧器排气口，火炬气通过燃烧器进气口进入地面火炬封闭式燃烧器，燃烧器进气口与燃烧器进气管路相连，燃烧器排气口与燃烧器排气管路相连；其中，所述地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝系统包括：第一支管，所述第一支管第一端与所述燃烧器进气管路相连，所述第一支管第二端与所述燃烧器排气管路相连；SCR脱硝设备，设置有SCR脱硝设备进气口和SCR脱硝设备排气口；所述SCR脱硝设备进气口与所述燃烧器排气管路第二端相连，所述SCR脱硝设备排气口与放空气体管路相连；第一气动阀，设置在所述第一支管上，控制所述第一支管中火炬气的输入SCR脱硝设备；输气管，与所述第一支管相连；第二气动阀，设置在所述输气管上，控制NH3通过所述输气管向所述第一支管的输入；第二支管，所述第二支管第一端与所述放空气体管路相连，所述第二支管第二端与所述燃烧器相连；第三气动阀，设置在所述第二支管上。

【技术特征摘要】
1.一种地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝系统，地面火炬封闭式燃烧器设置有燃烧器进气口和燃烧器排气口，火炬气通过燃烧器进气口进入地面火炬封闭式燃烧器，燃烧器进气口与燃烧器进气管路相连，燃烧器排气口与燃烧器排气管路相连；其中，所述地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝系统包括：第一支管，所述第一支管第一端与所述燃烧器进气管路相连，所述第一支管第二端与所述燃烧器排气管路相连；SCR脱硝设备，设置有SCR脱硝设备进气口和SCR脱硝设备排气口；所述SCR脱硝设备进气口与所述燃烧器排气管路第二端相连，所述SCR脱硝设备排气口与放空气体管路相连；第一气动阀，设置在所述第一支管上，控制所述第一支管中火炬气的输入SCR脱硝设备；输气管，与所述第一支管相连；第二气动阀，设置在所述输气管上，控制NH3通过所述输气管向所述第一支管的输入；第二支管，所述第二支管第一端与所述放空气体管路相连，所述第二支管第二端与所述燃烧器相连；第三气动阀，设置在所述第二支管上。2.根据权利要求1所述的地面火炬封闭式燃烧器排空气体脱硝系统，所述SCR脱硝设备包括：整流格栅、第一级催化层和第二级催化层；所述整流格栅、所述第一级催化层和所述第二级催化层设置在所述SCR脱硝设备内...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴雨，赵博文，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12