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  • 硝酸废气处理工程案例

    1.原理

    本技术是在3%左右O2存在条件下,按下列反应脱除,从而转化为NH3:

    氢气消耗量为尾气中 )2含量的2倍,在尾气中O2含量为3%时,氢气消耗量近似为尾气总量的6%。

    2.废气组成、排放量

    废气组成主要是氮氧化物,包括一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮等。尾气中含氧量为3%、CO 0.1%~0.15%、CO2 2.0%~3.0%、氮氧化物4000mL/m3,碱吸收塔后压头(尾气总管):1.8kPa,尾气温度为40~55℃。

    该工程按一套3000t40%HNO3反应装置的尾气NOx脱除流程设计,尾气处理能力为8500m3/h 。处理要求为出口NOx浓度小于179mL/m3。

    硝酸废气处理

    3.废气处理工艺流程

    硝酸废气处理工艺流程如图8-4所示。

    碱吸收塔 尾气洗涤塔 废热锅炉给水泵 催化炉 废热锅炉 放空管

    3#碱吸收塔 尾气洗涤塔 废热锅炉给水泵 催化炉 废热锅炉 放空管

    图8-4 选择性还原法脱除NO2工艺流程

    硝酸废气先经过常规的碱吸收塔吸收,2#碱吸收塔出口尾气进入3#碱吸收塔,经塔内填料层(填料高6m)进一步吸收NOx后,气体在3#吸收塔上部进行除沫,除沫填料高2m。经除沫后尾气再通过碱塔顶部不锈钢丝网进一步分离碱液(丝网高3m)。3#碱吸收塔出口尾气进入水洗涤系统(水洗后经旋风分离器),然后进入贵金属催化剂层进行NOx的转化反应,反应后高温气体经废热锅炉回收热量后通过烟囱排放。

    4.主要设备及构筑物

    主要设备、构筑物及投资见表8-5。

    名称型号及规格材质投资/万元
    尾气洗涤塔ø2200mmx15000mm不锈钢27
    催化炉不锈钢20
    废热锅炉20
    旋风分离器不锈钢1.5
    废热锅炉给水泵1.04
    循环机泵FB100.371.23
    填料15
    工艺管道20
    催化剂60
    土建10

    5.工艺控制条件

    使用温度:常温~550℃。

    使用压力:不限。

    使用空速:3000~10000h-1,一般处于5000~6000h-1。

    6.处理效果

    处理后,废气NOx浓度从4000mL/m3降至179mL/m3。其中通过碱吸收后废气中

    NOx 浓度降至600mL/m3。

    7.催化剂技术指标

    物性指标粒度8mm;强度3~5kg/粒;堆密度0.9~1.05t/m3;颜色为灰黑色(已预还原处理);使用寿命≥2年。

    8.主要技术经济指标

    原材料及动力消耗定额见表8-6。

    表8-6 原材料及动力消耗定额(每吨稀硝酸,不包括碱吸收部分)

    名称消耗(或产出)成本/(元/吨稀硝酸)名称消耗(或产出)成本/(元/吨稀硝酸)
    催化剂10废锅炉蒸汽1t/h-20
    H2气79合计73.9
    39kW·h4.9

    9.工程设计特点

    (1)本技术优势

    ①还原剂为,由于该厂合成氨能力比较大,为10万吨/年,可以利用合成放空气,节约H2的费用。

    ②反应可在常温下启动,原料气(尾气)不必预热,比250~300℃的氨还原方法简单得多,不用外界供应热源,可降低能耗。

    ③NOx的脱除可以满足环保要求,排放标准为GB 16297-1996,排放含量179mL (体积比)。故本技术具有流程短、一次投资低、消耗费用少(针对利用合成氨放空气代替H2而言),脱除效果好等其他方法不具备的优势。

    ④利用了鼓风机克服氨氧化和吸收后的余压进入尾气治理装置,控制装置的低阻力降,省去引风机,节约电耗。

    ⑤催化剂层出520℃的高温气体进入废热锅炉,可产0.8MPa的低压蒸汽。

    (2)本技术缺点 理论上讲可以完全脱除NOx,但由于消耗大量的H I2,且贵重金属催化剂太昂贵。


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