一種硝酸尾氣的處理方法
2023-12-05 22:18:31
專利名稱：一種硝酸尾氣的處理方法
技術領域：
本發明涉及硝酸生產尾氣中氮氧化物的處理方法。
背景技術：
硝酸生產過程中要排放大量的硝酸尾氣，其中含有氮氧化物。氮氧化物不僅對人類、 生物有劇毒，而且導致光化學煙霧的生成，其危害極大。造成大氣汙染的氮氧化物主要是 一氧化氮和二氧化氮，氮氧化物的危害性如下①形成光化學煙霧；②易與動物血液中血 色素結合；③破壞平流層(同溫層)中的臭氧層；④可生成毒性更大的硝酸或硝酸鹽氣溶膠， 形成酸雨。我國現有硝酸生產工廠50多家，硝酸尾氣中氮氧化物的濃度一般為500-5000 ppm，每年排入大氣的氮氧化物(以N02計)約為6萬噸，目前，硝酸生產中尾氣排放經 常超標。氮氧化物的排放量和大氣中含量急劇上升，給大氣環境和人類健康帶來了隱患。 因此，對氮氧化物汙染的治理，已成為環境保護工作中的一項非常緊迫的任務。 硝酸尾氣的處理方法主要有化學吸收法、變壓吸附法和催化還原法等。 中國專利申請92101018.4公開了氨化硝銨吸收法處理硝酸尾氣的工藝，尾氣經氧化 冷卻除酸霧後，用含氨的硝銨溶液為吸收介質，在用花崗石或耐酸磚製成的三環吸收塔內 吸收氮氧化物，吸收率可以達到90%以上。《對採用鹼吸收法處理綜合法硝酸尾氣的探 討》(《中氮肥》1993年第2期中)對鹼吸收法進行了論述，主要是利用碳酸鈉溶液吸收 氮氧化物，副產硝酸鈉、亞硝酸鈉，經過鹼吸收硝酸尾氣中氮氧化物的含量小於1000ppm。 《變壓吸附法處理硝酸尾氣的研究》(《化肥工業》第24巻第4期)對變壓吸附法進 行了論述。變壓吸附法是根據尾氣中的氮氧化物在專用吸附劑上的吸附能力與其它組份的 差異來實現氮氧化物的分離。在常溫下，尾氣中的氮氧化物被吸附劑吸附，淨化後的尾氣 (N2和02)直接放空。被吸附的氮氧化物通過升溫再生，從吸附劑上解吸出來，返回到吸收 塔用於增產硝酸，硝酸尾氣中氮氧化物含量小於200ppm。《硝酸尾氣中氮氧化物淨化技術研究》(《渝州大學學報自然科學版》2002年19 巻3期)介紹了用酸性尿素溶液作吸收劑，吸收硝酸尾氣中氮氧化物的淨化方法。催化還原法主要包括選擇性還原法和非選擇性催化還原法。《硝酸尾氣治理方法探 討》(《陝西化工》1997年9月)中以NH3為還原劑，在催化劑作用下使氮氧化物還原為 氮氣和水，排放尾氣中氮氧化物含量小於600ppm。非選擇性還原法是以H2、 CH4為還原 劑，在鉑或鈀等催化劑作用下，使尾氣中的氮氧化物還原為氮氣，同時回收能量。《硝酸 尾氣治理的工業化應用》(《煤化工》2000年2月)論述了以非選擇性還原法治理硝酸尾 氣，利用加入超過與尾氣中的02、氮氧化物進行反應的化學計量比的氫，在較高的溫度 下操作(60(TC—80(TC之間)，進行非選擇性還原氮氧化物，使H2與尾氣中的02、氮氧化 物完全反應，氮氧化物脫除率高達98%以上，同時回收能量，其主要工藝為來自尾氣再 熱器出來的尾氣(溫度高達537。C)，經新增廢熱鍋爐換熱產生0.70MPa的蒸汽，供兩鈉 裝置蒸發器用汽，尾氣溫度降到20(TC左右進入混合器與來自苯胺界區提氫裝置的一二級 膜尾氣或來自合成氨界區的精鍊氣等充分混合，然後進入催化反應器中反應；反應後的淨 化氣體溫度高達75(TC左右，進入反應熱量回收鍋爐產生1.4MPa的蒸汽，供稀硝機組蒸 汽透平用汽，尾氣溫度降到48(TC以下(45(TC左右)進入尾氣膨脹機做功，回收部分熱能後 尾氣溫度降到23(TC左右，自膨脹機低壓端排出，進入廢熱鍋爐供水加熱器回收尾氣中剩 餘的熱量，經此換熱器後尾氣溫度降到IO(TC左右送排氣筒排放，尾氣中氮氧化物含量小 於300ppm。發明內容本發明的目的是提供一種硝酸生產尾氣的處理方法，以降低硝酸尾氣中的氮氧化物的 含量，滿足環境保護要求。本發明提供的硝酸尾氣的處理方法如下硝酸生產尾氣與來自丁辛醇界區的弛放氣在反應器內混合後，發生氧化還原反應，硝 酸尾氣中的氮氧化物被還原為氮氣，所述弛放氣為丁辛醇裝置生產過程排出的廢氣，弛放 氣中含有氫氣、 一氧化碳CfC3碳氫化合物，其特徵在於其工藝過程為來自丁辛醇界區的弛放氣(1) 一部分經預熱器(3)及換熱器(4)後進入反應器l (5)，另一部分直接 加入反應器2 (7);硝酸尾氣(2)與一部分弛放氣混合後，進入預熱器(3)加熱，然 後進入換熱器(4)與餘熱鍋爐l (6)出口氣體換熱後，進入反應器l (5)，然後進入餘 熱鍋爐1 (6)，降溫後進入換熱器(4)，從換熱器(4)出來的氣體進入反應器2 (7)， 經餘熱鍋爐2 (8)和省煤器(9)回收熱量後，經排氣管線(10)排入大氣；所說的硝酸尾氣中的氮氧化物的體積含量為0.3%—1.0%，氧的體積含量為3%-6%;所說的丁辛醇界區 的弛放氣中含有氫氣、 一氧化碳及Cr C3碳氫化合物，其中氫氣的體積含量為3%-20%， C0 的體積含量為3%-6%;反應器1及反應器2的溫度為20CTC—68(TC。本發明方法適用於各種硝酸生產企業產生的尾氣的處理，包括用直硝法、間硝法或超 共沸法生產硝酸時所產生的尾氣的處理。附圖
l為本發明的工藝流程簡圖，圖中1——弛放氣 2——硝酸尾氣 3——預熱器4 ~~■換熱器 5——反應器1 6——餘熱鍋爐17 ^■反應器2 8——餘熱鍋爐2 9——省煤器10——排氣管線本發明採用特殊工藝流程處理硝酸尾氣，可使硝酸尾氣中的氮氧化物含量小於 200ppm，環保排放達標，具有明顯的社會效益。
具體實施方式
以下為本發明的具體實施例，但本發明不僅僅限於這些實施例。 實施例1硝酸尾氣與來自丁辛醇界區的弛放氣在反應器內混合後，發生氧化還原反應，硝酸尾 氣中的氮氧化物被還原為氮氣。 工藝流程來自丁辛醇界區的弛放氣(1) 一部分經預熱器(3)及換熱器(4)後進入反應器1 (5)，另一部分直接加入反應器2 (7);硝酸尾氣(2)與一部分弛放氣混合後，進入 預熱器(3)加熱，然後進入換熱器(4)與餘熱鍋爐1 (6)出口氣體換熱後，進入反應 器l (5)，然後進入餘熱鍋爐l (6)，降溫後進入換熱器(4)，從換熱器(4)出來的 氣體進入反應器2 (7)，經餘熱鍋爐2 (8)和省煤器(9)回收熱量後，經排氣管線(10) 排入大氣。硝酸尾氣氧含量3-6% (體積％,下同)，氮氧化物含量小於0.30%，尾氣流量 25000-32000m7h。弛放氣中氫氣佔3-20%， CH4佔2-5%， C0佔3-6%, 016佔17-23%， C3H8 佔30-45%。弛放氣流量200-600 m3/h，反應器1及2溫度為200-680°C。排氣管線出口氧化氮含量小於200ppm。實施例2硝酸尾氣中氧含量3-6%，氮氧化物含量O. 30%—1.0%，尾氣流量25000-32000mVh。 弛放氣中氫氣佔3-20%， CH4佔2-5%， C0佔3-6%， C孔佔17-23%， C3H8佔30-45%，弛放氣 流量200-600 m7h。其他同實施例l。排氣管線排放尾氣無黃煙產生。實施3硝酸尾氣氧含量3-6%,氮氧化物含量小於1. 0%，尾氣流量25000-32000mVh;弛放 氣中氫氣佔3-20%， CH4佔2_5%， CO佔3_6%， C3H6佔17-23%， C3H8佔30-45%，異丁醛《0. 3%， 正丁醛《1.6%，弛放氣流量200-600 mVh，脫除氮氧化物。其他同實施例1。
權利要求
1、一種硝酸尾氣的處理方法，硝酸生產尾氣與來自丁辛醇界區的弛放氣在反應器內混合後，發生氧化還原反應，硝酸尾氣中的氮氧化物被還原為氮氣，所述弛放氣為丁辛醇裝置生產過程排出的廢氣，弛放氣中含有氫氣、一氧化碳及C1-C3碳氫化合物，其特徵在於工藝過程為來自丁辛醇界區的弛放氣(1)一部分經預熱器(3)及換熱器(4)後進入反應器1(5)，另一部分直接加入反應器2(7)；硝酸尾氣(2)與一部分弛放氣混合後，進入預熱器(3)加熱，然後進入換熱器(4)與餘熱鍋爐1(6)出口氣體換熱後，進入反應器1(5)，然後進入餘熱鍋爐1(6)，降溫後進入換熱器(4)，從換熱器(4)出來的氣體進入反應器2(7)，經餘熱鍋爐2(8)和省煤器(9)回收熱量後，經排氣管線(10)排入大氣；所述硝酸尾氣中含有0.3％-1.0％體積含量的氮氧化物和3％-6％體積含量的氧；所述弛放氣中的氫氣的體積含量為3％-20％，CO的體積含量為3％-6％；所述反應器1及反應器2的溫度為200℃-680℃。
全文摘要
本發明涉及一種硝酸生產尾氣的處理方法，採用特殊工藝流程使硝酸尾氣與來自丁辛醇界區的弛放氣在反應器內混合後，發生氧化還原反應，硝酸尾氣中的氮氧化物被還原為氮氣，以降低硝酸尾氣中的氮氧化物的含量，滿足環境保護要求。
文檔編號B01D53/56GK101322901SQ20071011885
公開日2008年12月17日 申請日期2007年6月13日 優先權日2007年6月13日
發明者於天傑, 劉明玉, 紀書江, 偉 趙 申請人:中國石油天然氣股份有限公司