本发明专利技术提供了一种液氮洗尾气催化燃烧系统及方法，属于尾气处理及能源回收技术领域。本发明专利技术利用换热锅炉对第二缺氧燃烧塔(3)产生的第二烟气中的热量进行回收，使余热锅炉(4)中的水转化为蒸汽，利用富氧燃烧塔(5)所得第三烟气为磨煤机(7)供热，实现热量的充分回收利用。本发明专利技术设置备用缺氧燃烧塔(8)，能够作为第一缺氧燃烧塔(2)或第二缺氧燃烧塔(3)的备用塔，需要除碳或更换催化剂时，能够避免系统的整体停机，也可轻松实现积炭后催化剂再生，提高生产效率。同时该工艺可使用非贵金属催化剂大量替代贵金属催化剂，催化剂成本降低70％(贵金属催化剂约占项目总投资30％)，投资运行成本大幅降低。成本大幅降低。成本大幅降低。
【技术实现步骤摘要】
一种液氮洗尾气催化燃烧系统及方法
[0001]本专利技术涉及尾气处理及能源回收
，特别涉及一种液氮洗尾气催化燃烧系统及方法。
技术介绍
[0002]煤气经液氮洗精脱CO后排出的尾气称为液氮洗尾气。液氮洗尾气中含有CO(4.5～9％)、H2(1.8～2.6％)、CH4(0.5～1.3％)、Ar(1％)和N2(86～92％)，气体成分清洁，不含有易致催化剂中毒的成分。传统工艺将液氮洗尾气直排，但CO为剧毒气体，会污染空气，对人体产生巨大伤害。
[0003]为满足环保要求，目前现有企业会将液氮洗尾气送至热电锅炉掺烧，而液氮洗尾气送至热电锅炉后，不仅增大了锅炉引风机功耗，主要问题是大量热量随引风机带走，不但热量未被回收，反而降低了锅炉热效率。多数情况下大部分液氮洗尾气实际上只能在添加燃油的条件下，采取燃油辅助燃烧的方法，送至火炬燃烧放空，这极大的浪费了能源。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种液氮洗尾气催化燃烧系统及方法。本专利技术提供的系统和方法不仅能够燃烧去除液氮洗尾气中的CO，还能对燃烧过程的热量进行回收，带来经济效益。
[0005]为了实现上述专利技术的目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种液氮洗尾气催化燃烧系统，包括换热器1，所述换热器1设有液氮洗尾气入口、液氮洗尾气出口、换热气入口和换热气出口；
[0007]入口与所述换热器1的液氮洗尾气出口连通的第一缺氧燃烧塔2，所述第一缺氧燃烧塔2的出口与换热器1的换热气入口连通；所述第一缺氧燃烧塔2内设有第一催化剂；
[0008]入口与所述换热器1的换热器出口连通的第二缺氧燃烧塔3，所述第二缺氧燃烧塔3内设有第二催化剂；
[0009]烟气入口与所述第二缺氧燃烧塔3的出口连通的余热锅炉4，所述余热锅炉4还设有烟气出口、水入口和水蒸气出口；
[0010]入口与余热锅炉4的烟气出口连通的富氧燃烧塔5，所述富氧燃烧塔5内设有第三催化剂；
[0011]风机6，所述风机6设有第一风机出口、第二风机出口和第三风机出口，所述第一风机出口与所述换热器1与第一缺氧燃烧塔2连通的管路连通；所述第二风机出口与所述换热器1与第二缺氧燃烧塔3连通的管路连通；所述第三风机出口与所述余热锅炉4与富氧燃烧塔5连通的管路连通；
[0012]磨煤机7，所述磨煤机7设有气体入口和气体出口，所述磨煤机7的气体入口与所述富氧燃烧塔5的出口连通；
[0013]所述液氮洗尾气催化燃烧系统还包括备用缺氧燃烧塔8，所述备用缺氧燃烧塔8内
设有第四催化剂；所述备用缺氧燃烧塔8的入口与换热器1的液氮洗尾气出口连通，所述第一缺氧燃烧塔2的出口与换热器1的换热气入口连通；
[0014]或者所述备用缺氧燃烧塔8的入口与换热器1的换热气出口连通，所述备用缺氧燃烧塔8的出口与余热锅炉4的烟气入口连通。
[0015]优选的，所述第一催化剂、第二催化剂、第四催化剂独立包括第一介孔载体材料和负载于所述介孔载体材料上的第一非贵金属活性组分；
[0016]所述第一介孔载体材料为多孔SiO2‑
Al2O3，所述第一非贵金属活性组分为Co3O4、MnO2、CeO2和La2O3中的一种或几种；所述第一非贵金属活性组分占催化剂总质量的15～25％；
[0017]所述第三催化剂包括第二介孔材料和负载于所述第二介孔材料上的第二非贵金属活性组分和贵金属活性组分，所述第二非贵金属活性组分为Co3O4、MnO2、CeO2和La2O3；所述第二非贵金属活性组分占催化剂总质量的15～25％；
[0018]所述贵金属活性组分为Pd和Ag中的一种或两种，所述贵金属活性组分占催化剂总质量的0.03～0.1％；
[0019]所述第二非贵金属活性组分和贵金属活性组分的质量比为40～55:60～45。
[0020]优选的，所述第一催化剂、第二催化剂、第四催化剂还独立包括助催化组分，所述助催化组分为MgO和/或ZrO2；
[0021]所述第三催化剂还独立包括助催化剂组分，所述助催化组分独立为Fe、Cu、Co、La、Y、K、Sr中任意一种或两种以上金属的氧化物；所述助催化组分占催化剂总质量3～15％。
[0022]优选的，所述第一缺氧燃烧塔2并联有第一烟气逆流管路；
[0023]所述第二缺氧燃烧塔3并联有第二烟气逆流管路；
[0024]所述备用缺氧燃烧塔8并联有第三烟气逆流管路。
[0025]本专利技术提供了上述液氮洗尾气催化燃烧系统对液氮洗尾气进行催化燃烧的方法，包括以下步骤：
[0026](1)液氮洗尾气进入换热器1加热，得到的热液氮洗尾气与风机6鼓入的空气混合后进入第一缺氧燃烧塔2进行第一缺氧燃烧，得到第一高温烟气，所述热液氮洗尾气与空气的体积比为6～9:1；
[0027](2)所述第一高温烟气进入换热器1进行降温，得到的第一降温烟气与风机6鼓入的空气混合后进入第二缺氧燃烧塔3进行第二缺氧燃烧，得到第二高温烟气，所述第一降温烟气与空气的体积比为8～11:1；
[0028](3)所述第二高温烟气进入余热锅炉4，与余热锅炉4内的水进行换热，得到第二降温烟气和热蒸汽；
[0029](4)所述第二降温烟气与风机6鼓入的空气混合后进入富氧燃烧塔5进行富氧燃烧，得到第三高温烟气，所述第二降温烟气与空气的体积比为4～7.5:1；
[0030](5)所述第三烟气进入磨煤机7干燥煤粉，所得第三降温烟气经磨煤机7的气体出口排出。
[0031]优选的，将所述步骤(1)中的第一缺氧燃烧塔2替换为备用缺氧燃烧塔8；
[0032]或将所述步骤2中的第二缺氧燃烧塔3替换为备用缺氧燃烧塔8。
[0033]优选的，所述热液氮洗尾气的温度为220～250℃，所述第一高温烟气的温度为440
～550℃。
[0034]优选的，所述第一降温烟气的温度为220～250℃，所述第二高温烟气的温度为460～490℃。
[0035]优选的，所述第二降温烟气的温度为220～250℃，所述第三高温烟气的温度为460℃～490℃。
[0036]优选的，还包括对第一缺氧燃烧塔2内的第一催化剂、或第二缺氧燃烧塔3内的第二催化剂、或备用燃烧塔8内的第四催化剂进行再生，所述再生的方法为：向塔内通入氧含量≤2％的微氧气体。
[0037]本专利技术提供了一种液氮洗尾气催化燃烧系统，包括换热器1、第一缺氧燃烧塔2、第二缺氧燃烧塔3、备用缺氧燃烧塔8、余热锅炉4、富氧燃烧塔5、风机6和磨煤机7。本专利技术利用换热器1对液氮洗尾气和第一缺氧燃烧塔2产生的高温第一烟气进行换热，一方面，能够提高液氮洗尾气的温度，使其在第一催化剂合适的工作温度下进行燃烧，初步降低液氮洗尾气中CO的含量；另一方面，能够降低第一烟气的温度，使其在第二催化剂合适的工作温度下进行燃烧，进一步降低烟气中CO的含量。本专利技术利用换热锅炉对第二缺氧燃烧塔3产生的第二烟气中的热量进行回收本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种液氮洗尾气催化燃烧系统，包括换热器(1)，所述换热器(1)设有液氮洗尾气入口、液氮洗尾气出口、换热气入口和换热气出口；入口与所述换热器(1)的液氮洗尾气出口连通的第一缺氧燃烧塔(2)，所述第一缺氧燃烧塔(2)的出口与换热器(1)的换热气入口连通；所述第一缺氧燃烧塔(2)内设有第一催化剂；入口与所述换热器(1)的换热器出口连通的第二缺氧燃烧塔(3)，所述第二缺氧燃烧塔(3)内设有第二催化剂；烟气入口与所述第二缺氧燃烧塔(3)的出口连通的余热锅炉(4)，所述余热锅炉(4)还设有烟气出口、水入口和水蒸气出口；入口与余热锅炉(4)的烟气出口连通的富氧燃烧塔(5)，所述富氧燃烧塔(5)内设有第三催化剂；风机(6)，所述风机(6)设有第一风机出口、第二风机出口和第三风机出口，所述第一风机出口与所述换热器(1)与第一缺氧燃烧塔(2)连通的管路连通；所述第二风机出口与所述换热器(1)与第二缺氧燃烧塔(3)连通的管路连通；所述第三风机出口与所述余热锅炉(4)与富氧燃烧塔(5)连通的管路连通；磨煤机(7)，所述磨煤机(7)设有气体入口和气体出口，所述磨煤机(7)的气体入口与所述富氧燃烧塔(5)的出口连通；所述液氮洗尾气催化燃烧系统还包括备用缺氧燃烧塔(8)，所述备用缺氧燃烧塔(8)内设有第四催化剂；所述备用缺氧燃烧塔(8)的入口与换热器(1)的液氮洗尾气出口连通，所述第一缺氧燃烧塔(2)的出口与换热器(1)的换热气入口连通；或者所述备用缺氧燃烧塔(8)的入口与换热器(1)的换热气出口连通，所述备用缺氧燃烧塔(8)的出口与余热锅炉(4)的烟气入口连通。2.根据权利要求1所述的液氮洗尾气催化燃烧系统，其特征在于，所述第一催化剂、第二催化剂、第四催化剂独立包括第一介孔载体材料和负载于所述介孔载体材料上的第一非贵金属活性组分；所述第一介孔载体材料为多孔SiO2‑
Al2O3，所述第一非贵金属活性组分为Co3O4、MnO2、CeO2和La2O3中的一种或几种；所述第一非贵金属活性组分占催化剂总质量的15～25％；所述第三催化剂包括第二介孔材料和负载于所述第二介孔材料上的第二非贵金属活性组分和贵金属活性组分，所述第二非贵金属活性组分为Co3O4、MnO2、CeO2和La2O3；所述第二非贵金属活性组分占催化剂总质量的15～25％；所述贵金属活性组分为Pd和Ag中的一种或两种，所述贵金属活性组分占催化剂总质量的0.03～0.1％；所述第二非贵金属活性组分和贵金属活性组分的质量比为40～55:60～45。3.根据权利要求2所述的液...
【专利技术属性】
技术研发人员：张秋林，崔思涵，刘隽妤，胥汉杰，郑伊泽，俞子夏，吴渤，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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