含氮氧化物废气的催化还原处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种含氮氧化物废气的催化还原处理工艺。该处理工艺将含氮氧化物废气与燃料气混合，以贵金属铂、钯、铑蜂窝陶瓷或蜂窝金属为催化剂，在压力为０～１０ＭＰａ，温度为２０～７２０℃的催化反应器中进行催化还原反应，将氮氧化物还原为氮气和水。本发明专利技术适用于硝酸、氮肥、火炸药生产和硝酸使用及其它化工过程中产生的含氮氧化物废气的处理。采用本发明专利技术工艺处理含氮氧化物的废气，具有工艺简单、系统阻力小、运行成本低、无二次污染及氮氧化物处理彻底的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种氮氧化物废气的处理工艺。
技术介绍
氮氧化物(NOx)主要是指NO2和NO，含氮氧化物废气的直接排放会造成严重的环境污染，既危害人体健康，又影响农作物的生长，因此必须采取有效的方法进行处理。目前我国含NOx废气处理技术普遍采用的方法有氨选择性催化还原法和碱液吸收法。氨选择性催化还原法的缺点是用来作为还原剂的合成氨为化工产品，装置运行成本较高，而且操作过程中还会造成NH3的二次污染。碱液吸收法的缺点是设备规模庞大，氮氧化物脱除效果差，其排放尾气中NOx的浓度维持在800～1000ppm。
技术实现思路
针对氨选择性催化还原法和碱液吸收法的上述不足，本专利技术所要解决的技术问题是提出一种工艺简单、系统阻力小、运行成本低、无二次污染、氮氧化物处理彻底的含氮氧化物废气的催化还原处理工艺。为了解决上述技术问题，本专利技术提出的一种含氮氧化物废气的催化还原处理工艺，其创新点在于含氮氧化物废气与燃料气混合，以贵金属铂、钯、铑蜂窝陶瓷或蜂窝金属为催化剂，在压力为0～10MPa，温度为20～720℃的催化反应器中进行催化还原反应，将氮氧化物还原为氮气和水。本专利技术的上述燃料气在工业上可选用合成氨驰放气、焦炉气、天然气、炼油厂干气以及含有烷烃、烯烃、醛、醇、酯、芳香烃、氢气和一氧化碳的生产尾气作为还原剂。作为本专利技术的优选技术方案，含氮氧化物废气与燃料气混合后首先经尾气加热器加热到起燃温度后进入催化反应器；尾气加热器为焊接板式换热器或热管换热器或翅片管换热器。作为本专利技术的另一优选技术方案，含氮氧化物废气与燃料气在催化反应器中进行催化还原反应后进入余热锅炉回收热量后排入烟囱。下面以甲烷、氢作燃料气为例说明本专利技术的催化还原反应机理。催化还原反应器中主要发生如下化学反应 相对于现有技术，本专利技术是一种非选择性催化还原处理含NOx废气的工艺，与氨选择性催化还原法同属于催化还原法，但它以低廉的燃料气为还原剂，运行成本较低，而且操作过程中不会造成二次污染；与碱液吸收法相比，本专利技术工艺设备布置紧凑，占地面积小，氮氧化物脱除效果好，可保证废气中氮氧化物含量变化时，系统能稳定操作，其排放尾气中NOx的浓度低于200ppm。另外，本专利技术工艺采用的催化剂尺寸大、机械强度高、使用寿命长、阻力降低。附图说明图1是本专利技术含氮氧化物废气催化还原处理工艺的工艺流程图。图2是本专利技术工艺所用的催化反应器的结构示意图。其中1为催化反应器；2为余热锅炉；3为尾气加热器；4为烟囱；11、12为人孔；13为气体入口；14为气体出口；15为催化固定床层。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的阐述。如图1和2所示，本专利技术第一实施例提供的一种含氮氧化物废气的催化还原处理工艺，含氮氧化物废气采用某公司化肥厂硝酸装置排放尾气，工况条件如表1所示；燃料气采用某公司化肥厂丁辛醇装置排放尾气，工况条件如表2所示。上述含氮氧化物废气与上述燃料气混合后，经尾气加热器3加热到起燃温度后通过气体入口13进入催化反应器1；蜂窝铂催化剂固定在催化床层15上，保持催化反应器1内压力约为25KPa、温度约为400℃；含氮氧化物废气与燃料气在催化反应器1中进行催化还原反应，将氮氧化物还原为氮气和水，并释放出大量的热，从气体出口14进入余热锅炉2回收热量后排入烟囱4。经检测，烟囱的尾气中氮氧化物含量为159mg/Nm3。表1 某公司化肥厂硝酸尾气条件表 表2 某公司化肥厂丁辛醇尾气条件表 如图1和2所示，本专利技术第二实施例提供的一种含氮氧化物废气的催化还原处理工艺，含氮氧化物废气采用某公司化肥厂硝酸装置排放尾气，工况条件如表1所示；燃料气采用某公司化肥厂丁辛醇装置排放尾气，工况条件如表3所示。上述含氮氧化物废气与上述燃料气混合后，经尾气加热器3加热到起燃温度后通过气体入口13进入催化反应器1；蜂窝催化剂固定在催化固定床层15上，保持催化反应器1内压力约为25KPa、温度约为620℃；上述含氮氧化物废气与上述燃料气在催化反应器1中进行催化还原反应，将氮氧化物还原为氮气和水，并释放出大量的热，从气体出口14进入余热锅炉2回收热量后排入烟囱4。经检测，烟囱的尾气中氮氧化物含量为162mg/Nm3。表3.某公司化肥厂丁辛醇尾气条件表 本专利技术的第三实施例，采用蜂窝铑催化剂，催化反应器1内压力约为25KPa、温度约为20℃；其余同实施例1。经检测，烟囱的尾气中氮氧化物含量为204mg/Nm3。本专利技术的第四实施例，采用蜂窝铑催化剂，催化反应器1内压力约为22KPa、温度约为700℃；其余同实施例1。经检测，烟囱的尾气中氮氧化物含量为54mg/Nm3。本专利技术的第五实施例，采用蜂窝铂催化剂，催化反应器1内压力约为15KPa、温度约为550℃；其余同实施例1。经检测，烟囱的尾气中氮氧化物含量为144mg/Nm3。本专利技术的第六实施例，采用蜂窝钯催化剂，催化反应器1内压力约为20KPa、温度约为600℃；其余同实施例2。经检测，烟囱的尾气中氮氧化物含量为216mg/Nm3。本专利技术的第七实施例，采用蜂窝铑催化剂，催化反应器1内压力约为18KPa、温度约为580℃；其余同实施例2。经检测，烟囱的尾气中氮氧化物含量为75mg/Nm3。本专利技术的第八实施例，采用蜂窝铂催化剂，催化反应器1内压力约为30KPa、温度约为620℃；其余同实施例2。经检测，烟囱的尾气中氮氧化物含量为163mg/Nm3。某公司化肥厂硝酸尾气处理装置于2004年8月22日建成投用，一次开车成功，系统运行稳定。经过72小时装置试车考核，硝酸尾气经本专利技术工艺处理后排出界区的废气氮氧化物含量远远低于国家排放标准。硝酸尾气处理系统的开车成功，解决了氨选择性催化还原法和碱液吸收法处理含氮氧化物废气处理成本高、形成二次污染、装置规模大和氮氧化物脱除效率差等诸多缺陷。同时采用了非常完善的余热回收系统，最大限度的回收余热，可产生5～12吨/时，0.8MPa(G)蒸汽，具有显著的经济效益。主要设备占地面积为25米×16米，处理后排入烟囱的尾气中氮氧化物均含量小于200mg/Nm3。权利要求1.一种含氮氧化物废气的催化还原处理工艺，其特征在于含氮氧化物废气与燃料气混合，以贵金属铂、钯、铑蜂窝陶瓷或蜂窝金属为催化剂，在压力为0～10MPa，温度为20～720℃的催化反应器中进行催化还原反应，将氮氧化物还原为氮气和水。2.根据权利要求1所述的含氮氧化物废气的催化还原处理工艺，其特征在于所述燃料为选自合成氨驰放气、焦炉气、天然气和炼油厂干气；以及含有烷烃、烯烃、醛、醇、酯、芳香烃、氢气和一氧化碳的生产尾气。3.根据权利要求1或2所述的含氮氧化物废气的催化还原处理工艺，其特征在于所述燃料气选自甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、甲醛、乙醛、丙醛、甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇和丁醇。4.根据权利要求1所述的含氮氧化物废气的催化还原处理工艺，其特征在于含氮氧化物废气与燃料气混合后，经尾气加热器加热到起燃温度后进入催化反应器。5.根据权利要求1所述的含氮氧化物废气的催化还原处理工艺，其特征在于含氮氧化物废气与燃料气在催化反应器中进行催化还原反应后，进入余热锅炉和尾气加热器回收热量后排入烟囱。6.根据权利要求1所述的含氮氧化物废气的催化还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氮氧化物废气的催化还原处理工艺，其特征在于含氮氧化物废气与燃料气混合，以贵金属铂、钯、铑蜂窝陶瓷或蜂窝金属为催化剂，在压力为０～１０ＭＰａ，温度为２０～７２０℃的催化反应器中进行催化还原反应，将氮氧化物还原为氮气和水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小平，吴利军，
申请(专利权)人：上海东化环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]