CN107261804A - 一种脱除硫酸烟气中的NOx的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脱除硫酸烟气中的NOx的装置及方法，属于环境保护领域。该方法是液氨通过氨蒸发器与干燥空气分别进入第一混合器中充分混合，混合后与硫酸装置工艺气体一起进入第二混合器中充分混合，混合后气体进入脱硝反应器，脱NOx后的工艺气体进入硫酸装置SO2转化器。该装置运行可靠，NOx的脱除率达95％以上，出气中未转化氨浓度低于2.5mg/Nm3。

Description

一种脱除硫酸烟气中的NOx的装置及方法
技术领域
本发明属于环境保护领域，涉及一种脱除硫酸烟气中的NOx的装置及方法。
背景技术
在硫酸装置生产过程中，当原料中没有含氮组分时，通过调整焚烧炉和采用低氮燃烧技术可以避免或减少NOx的形成，使尾气中NOx达标准排放和产品酸中NOx满足标准要求。
但是，当制硫酸的原料中有含氮组分时(如氨、硫酸铵)，烟气中就会含有较高浓度的NOx(远高于100mg/Nm3)，使尾气中NOx和产品酸中NOx超标，现有硫酸装置一般采用以下方法除NOx：尾气中的NOx采用双氧水法脱除(NOx的脱除效率在90％左右)，产品酸中的NOx的处理需要消耗化学试剂(例如联氨、羟胺、氨基磺酸、尿素等)，成本较高。
硫酸装置尾气采用脱硫脱硝一体化技术(如双氧水法)后NOx一般都可以达到排放要求，产品酸中NOx消除是需要重点解决的，为此，需设计脱NOx装置，以满足硫酸产品质量要求和尾气达标排放要求。
发明内容
本发明是针对现有技术存在的缺陷，提供一种硫酸装置低氮排放方法及装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种脱除硫酸烟气中的NOx的装置，该装置包括氨蒸发器、混合器、脱硝反应器和硫酸转化器，所述的工艺气体的输出端与第二混合器相连，所述的氨蒸发器通过第一混合器与第二混合器相连，干燥空气的输出端与第一混合器相连，所述的第一混合器的输出端与第二混合器相连，所述的第二混合器的输出端通过脱硝反应器与硫酸转化器相连。
在一些优选的技术方案中：干燥空气的输出端依次通过过滤器和空气风机与第一混合器相连。
一种利用上述装置实现脱除硫酸烟气中的NOx的方法，该方法是液氨通过氨蒸发器与干燥空气分别进入第一混合器中充分混合，混合后与硫酸装置工艺气体一起进入第二混合器中充分混合，混合后气体进入脱硝反应器，脱NOx后的工艺气体进入硫酸装置SO2转化器。
上述技术方案中，为保证NH3与工艺气体混合均匀，得到均匀的NH3/NOx比，在精确控制加氨量的情况下，设置了第一混合器和第二混合器。第一混合器可以确保氨与空气混合均匀，且氨被空气稀释后氨与空气的体积比小于等于0.052，第二混合器可以确保稀释后的含氨气体与工艺气体混合均匀，得到均匀的NH3/NOx比，NH3与NOx的摩尔比为 0.7～1。
硫酸装置转化器进口工艺气体温度为400～460℃，处于脱NOx反应的温度范围。
本发明适用于干法制酸装置，也适用于湿法制酸装置。当硫酸装置为干法工艺时，为减少对硫酸装置后续系统的影响，脱硝剂采用无水液氨，空气可采用新鲜空气(最好采用干燥洁净空气)；当硫酸装置为湿法工艺时，脱硝剂也可以用氨水、尿素等，空气采用新鲜空气。
本发明的有益效果：
本发明所述的装置运行可靠，NOx的脱除率达95％以上，出气中未转化氨浓度低于2.5mg/Nm3。
附图说明
附图1为本发明实施例硫酸装置低氮排放的装置示意图。
其中：1-氨蒸发器、2-过滤器、3-空气风机、4-第一混合器、5-第二混合器、6-脱硝反应器、7-硫酸转化器。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
一种脱除硫酸烟气中的NOx的装置，该装置包括氨蒸发器(1)、混合器、脱硝反应器(6)和硫酸转化器(7)，所述的工艺气体的输出端与第二混合器相连，所述的氨蒸发器(1)通过第一混合器(4)与第二混合器(5)相连，干燥空气的输出端与第一混合器(4) 相连，所述的第一混合器的输出端与第二混合器(5)相连，所述的第二混合器(5)的输出端通过脱硝反应器(6)与硫酸转化器(7)相连。干燥空气的输出端依次通过过滤器(2) 和空气风机(3)与第一混合器(4)相连。
实施例1：
如图1所示，硫酸装置42170Nm3/h，420℃，28KPaG经干燥后的工艺气体进入第二混合器5，工艺气体中各成分体积含量，SO2：8.1％，O2：8.16％，N2：80.29％，CO2： 3.45％，NOx含量为650mg/Nm3(即27.4kg/h)。通过氨蒸发器1将14.8kg/h液氨变为气氨进入第一混合器4，500Nm3/h空气经干燥并通过过滤器2除掉杂质后经空气风机3 增压后进入第一混合器4，氨与空气体积比为0.039，充分混合后进入第二混合器5中与硫酸装置工艺气体充分混合，此时NH3与NOx的摩尔比为0.956。混合后气体进入脱硝反应器6，脱NOx后的工艺气体中NOx含量为32.5mg/Nm3，氨逃逸量为2.37mg/Nm3，温度为420℃，脱硝率达到95％，即在满足硫酸装置尾气中NOx达标准排放和不影响产品酸的质量的情况下进入硫酸装置SO2转化器的一段床层进行转化。
实施例2：
如图1所示，硫酸装置18080Nm3/h，430℃，26KPaG经干燥后的工艺气体进入第二混合器5，工艺气体中各成分体积含量，SO2：10％，O2：10.2％，N2：75.58％，CO2： 4.22％，NOx含量为700mg/Nm3(即12.6kg/h)。通过氨蒸发器1将6.9kg/h液氨变为气氨进入第一混合器4，200Nm3/h空气经干燥并通过过滤器2除掉杂质后经空气风机3增压后进入第一混合器4，氨与空气体积比为0.045，充分混合后进入第二混合器5中与硫酸装置工艺气体充分混合，此时NH3与NOx的摩尔比为0.975。混合后气体进入脱硝反应器6，脱NOx后的工艺气体中NOx含量为21mg/Nm3，氨逃逸量为2.2mg/Nm3，温度为96℃，脱硝效率达到95％，即在满足硫酸装置尾气中NOx达标准排放和不影响产品酸的质量的情况下进入硫酸装置SO2转化器的一段床层进行转化。

Claims (6)

1.一种脱除硫酸烟气中的NOx的装置，其特征在于：该装置包括氨蒸发器(1)、混合器、脱硝反应器(6)和硫酸转化器(7)，工艺气体的输出端与第二混合器(5)相连，所述的氨蒸发器(1)通过第一混合器(4)与第二混合器(5)相连，干燥空气的输出端与第一混合器(4)相连，所述的第一混合器的输出端与第二混合器(5)相连，所述的第二混合器(5)的输出端通过脱硝反应器(6)与硫酸转化器(7)相连。
2.根据权利要求1所述的脱除硫酸烟气中的NOx的装置，其特征在于：干燥空气的输出端依次通过过滤器(2)和空气风机(3)与第一混合器(4)相连。
3.一种利用权利要求1所述装置实现脱除硫酸烟气中的NOx的方法，其特征在于：该方法是液氨通过氨蒸发器与干燥空气分别进入第一混合器中充分混合，混合后与硫酸装置工艺气体一起进入第二混合器(5)中充分混合，混合后气体进入脱硝反应器，脱NOx后的工艺气体进入硫酸装置SO2转化器。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在第一混合器中氨被空气稀释后氨与空气的体积比小于等于0.052。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在第二混合器中NH3与NOx的摩尔比为0.7～1。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：硫酸转化器进口工艺气体温度为400～460℃。
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