CN110285435B - 一种液氮洗尾气高温催化燃烧装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于能源及环境保护技术领域，尤其涉及一种液氮洗尾气高温催化燃烧装置及方法。本发明提供的液氮洗尾气高温催化燃烧装置能够实现液氮洗尾气的高温燃烧，回收热量高，且能够充分利用回收热量并扩大热量使用范围，实现节能减排；本发明的高温催化燃烧装置设备少，投资成本少，运行费用低，能耗少，装置操作简便、安全；本发明的高温催化燃烧装置处理液氮洗尾气回收的热量的适用范围广，可直接送往粉煤干燥装置，用于粉煤干燥；也可送往需要蒸汽供热的场合。

Description

一种液氮洗尾气高温催化燃烧装置及方法

技术领域

本发明涉及能源及环境保护技术领域，尤其涉及一种液氮洗尾气高温催化燃烧装置及方法。

背景技术

现代煤化生产以煤为原料，多使用纯氧气化，用深冷空分装置生产氧气作为气化炉的气化剂，同时生成的液态氮用来洗涤合成气中的微量CO吸收剂。在低温下，以液氮为吸收剂，合成原料气中与氮沸点接近的组分CO、Ar、CH₄被液氮吸收，经回收后以气态排出离开系统称为液氮洗尾气。液氮洗尾气中含有CO、H₂、CH₄、Ar和N₂，气体成分清洁，不含有磷、硫、砷、氯等易致催化剂中毒的成分。液氮洗尾气成分如表1所示。

表1液氮洗尾气成分

H<sub>2</sub>含量vol％	N<sub>2</sub>含量vol％	CO含量vol％	Ar含量vol％	CH<sub>4</sub>含量vol％
					1.6～1.9	80～85	12～16	0.1～0.4	0～0.4

由表1可见，液氮洗尾气含有可燃性气体，热值为1700～2250kJ/m³。液氮洗尾气不含氧，CO含量较高，用空气直接燃烧，因其自身热量不能提供热力燃烧需要的热量，使得燃烧炉不稳定，且其燃烧烟气中的组分不能满足粉煤干燥的要求(粉煤干燥的技术要求：烟气中氧含量小于6％；烟气中CO小于200mg/m³)。此外，很多企业无法利用液氮洗尾气，会将其直接排放，既浪费能源，又污染环境。

为满足环保要求，目前液氮洗尾气只能送至热电锅炉掺烧，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，而且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。因此，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，浪费了能源。

为了充分利用液氮洗尾气，云南天安化工有限公司实现了低温催化燃烧技术处理液氮洗尾气，并将回收的热量用于煤粉干燥系统，取得了较好的经济效益。然而，低温催化燃烧具有以下缺点：(1)有的企业煤粉干燥另有热量途径，不需要液氮洗尾气的热量，则不能采用低温催化燃烧取热；(2)液氮洗尾气低温催化燃烧多余的热量只能产生低压饱和蒸汽，对于合成氨厂来说，低压蒸汽用处不大，会造成热量浪费；(3)高压锅炉炉膛温度很高，液氮洗尾气低温燃烧温度为450℃，与锅炉炉膛温度相差太大，故不能送往高压锅炉混合使用，使其使用范围受到限制。

因此，寻找一种新型的液氮洗尾气的回收方法具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液氮洗尾气高温催化燃烧装置及方法，该装置能够实现液氮洗尾气的高温燃烧，充分利用回收热量并扩大热量使用范围。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种液氮洗尾气高温催化燃烧装置，包括鼓风机1、主燃烧器2、高温催化燃烧炉3、辅助燃烧器4和辅助鼓风机5；其中，所述鼓风机1与主燃烧器2连通，所述主燃烧器2与高温催化燃烧炉3连通；所述辅助鼓风机5与辅助燃烧器4连通，所述辅助燃烧器4与高温催化燃烧炉3连通。

优选的，还包括气烧锅炉6，所述气烧锅炉6与高温催化燃烧炉3连通。

优选的，所述主燃烧器2与辅助燃烧器4通过气体管道相连。

优选的，所述主燃烧器2的烧嘴为旋流环缝形烧嘴。

优选的，所述高温催化燃烧炉3的内壁依次设置有石棉板层、粘土耐火砖层、高铝耐火砖层和粘土耐火砖层；所述高温催化燃烧炉3的外壁设置有保温层。

优选的，所述石棉板层的厚度为10mm，粘土耐火砖层的厚度为150mm，高铝耐火砖层的厚度为140～150mm。

优选的，所述保温层的材质为膨胀珍珠岩，所述保温层的厚度为150mm。

优选的，所述高温催化燃烧炉3底部砌有耐火支梁，所述耐火支梁上铺设耐火格筛，所述耐火格筛上装有耐火球。

本发明提供了利用上述技术方案所述装置处理液氮洗尾气的方法，包括以下步骤：

将可燃气输送至辅助燃烧器4，利用辅助鼓风机5将空气输送至辅助燃烧器4，进行可燃气燃烧，当温度达到400～450℃时，停止供应可燃气，将液氮洗尾气输送至主燃烧器2中，利用鼓风机1将空气输送至主燃烧器2中，所述液氮洗尾气与空气在高温催化燃烧炉3中进行燃烧。

优选的，所述燃烧的温度为700～800℃。

本发明提供了一种液氮洗尾气高温催化燃烧装置，该装置能够实现液氮洗尾气的高温燃烧，回收热量高，且能够充分利用回收热量并扩大热量使用范围，实现节能减排；

本发明的高温催化燃烧装置结构简单，投资成本少，运行费用低，能耗少，装置操作简便、安全；

本发明的高温催化燃烧装置处理液氮洗尾气回收的热量的适用范围广，可直接送往粉煤干燥装置，用于粉煤干燥；也可送往需要蒸汽供热的场合；对于不需要蒸汽的企业，可以配置透平蒸汽发电机组进行发电，作为企业自用电。

附图说明

图1为本发明的液氮洗尾气高温催化燃烧装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种液氮洗尾气高温催化燃烧装置，包括鼓风机1、主燃烧器2、高温催化燃烧炉3、辅助燃烧器4和辅助鼓风机5；其中，所述鼓风机1与主燃烧器2连通，所述主燃烧器2与高温催化燃烧炉3连通；所述辅助鼓风机5与辅助燃烧器4连通，所述辅助燃烧器4与高温催化燃烧炉3连通。

作为本发明的一个实施例，所述鼓风机1设置于所述高温催化燃烧炉3的外部，所述鼓风机用于将空气输送至高温催化燃烧炉。本发明对所述鼓风机的结构和型号没有特殊的限制，使用本领域技术人员熟知的鼓风机即可。

作为本发明的一个实施例，所述主燃烧器2设置在所述高温催化燃烧炉3的炉底。在本发明中，所述主燃烧器2的烧嘴优选为旋流环缝形烧嘴，所述烧嘴的中心走液氮洗尾气，环缝走空气，呈旋流形流动，并在烧嘴处混合喷出。本发明的主燃烧器具有低压、低热值(2000～2500kJ)燃烧的特性，在炉底均匀分布有6只主燃烧器，每只主燃烧器的燃烧能力为液氮洗尾气量4500～5000Nm³/h，空气量2500～3000Nm³/h，本发明优选设置6只主燃烧器。

作为本发明的一个实施例，所述高温催化燃烧炉3的内壁依次设置有石棉板层、粘土耐火砖层、高铝耐火砖层和粘土耐火砖层；所述石棉板层的厚度优选为10mm，粘土耐火砖层的厚度优选为150mm，高铝耐火砖层的厚度优选为150mm。作为本发明的一个实施例，所述高温催化燃烧炉3的外壁设置有保温层；所述保温层的材质优选为膨胀珍珠岩；所述保温层的厚度优选为140～150mm。

在本发明中，所述高温催化燃烧炉3优选为圆筒形，其中，筒体的外壳优选由钢板制成，所述圆筒形的直径优选为3.6m；

作为本发明的一个实施例，所述高温催化燃烧炉3底部砌有耐火支梁，所述耐火支梁上铺设高铝耐火格筛，所述耐火格筛的长×宽×厚＝500×250×120mm，在所述耐火格筛的厚度方向上均匀分布有50个

的小孔；所述耐火格筛上装有耐火球；所述耐火球的直径优选为20～30mm(床层高100mm)。

在本发明中，所述耐火球的层面上部优选装有高温催化燃烧催化剂(10m³)，所述高温催化剂优选为GR-01催化剂。

在本发明中，所述高温催化剂包括载体组分、贵金属活性组分和助催化剂组分；所述载体组分为LaMnO₃-Al₂O₃；所述贵金属活性组分为PdO；所述助催化剂组分包括第一助催化剂组分和第二助催化剂组分，所述第一助催化剂组分为Y₂O₃和/或SrO，所述第二助催化剂组分为BaO、La₂O₃、ZrO₂和Y₂O₃中的一种或几种。

在本发明中，以质量百分比计，所述LaMnO₃-Al₂O₃中的钙钛矿结构ABO₃中A位La₂O₃含量优选为15～25％、B位MnO₂含量优选为15～25％，所述LaMnO₃-Al₂O₃中Al₂O₃含量优选为50～75％。

在本发明中，以金属氧化物计，所述贵金属活性组分的质量优选为催化剂总质量的0.02～0.5％，更优选为0.1～0.3％，所述助催化剂组分的质量优选为催化剂总质量的7～15％，更优选为8～12％。

在本发明中，所述催化剂的制备方法优选包括以下步骤：

1)将硝酸镧、硝酸锰、第一金属硝酸盐化合物、柠檬酸和水混合，将所得第一混合料进行络合，得到凝胶；

2)将所述凝胶进行第一焙烧，得到第一载体产物；

3)将所述第一载体产物、硝酸铝、第二金属硝酸盐化合物和水混合，将所得第二混合料在缓冲剂作用下进行沉淀反应，得到沉淀物；

4)将所述沉淀物进行第二焙烧，得到第二载体产物；

5)将所述第二载体产物浸入硝酸钯溶液中，进行浸渍，然后将所得混合物依次进行干燥和第三焙烧，得到催化剂；

所述第一金属硝酸盐化合物为硝酸钇和/或硝酸锶；

所述第二金属硝酸盐化合物包括硝酸钡、硝酸镧、硝酸锆和硝酸钇中的一种或几种。

本发明将硝酸镧、硝酸锰、第一金属硝酸盐化合物、柠檬酸和水混合，将所得第一混合料进行络合，得到凝胶。在本发明中，所述柠檬酸与第一混合料中总金属原子摩尔比优选为1～2:1，更优选为1.2～1.6:1。本发明优选先将硝酸镧、硝酸锰、第一金属硝酸盐化合物和水在搅拌(1200～1500rpm)条件下进行混合30～60min，然后再向所得混合液中加入柠檬酸，在80℃(水浴)条件下搅拌4～6h进行络合，得到湿凝胶，再将所述湿凝胶进行干燥，得到凝胶。本发明利用柠檬酸作为络合剂，将硝酸镧、硝酸锰和第一金属硝酸盐化合物形成凝胶。本发明优选在鼓风干燥箱中进行所述干燥，所述干燥的温度优选为80～90℃，时间优选为36～48h，更优选为40h。

得到凝胶后，本发明将所述凝胶进行第一焙烧，得到第一载体产物。本发明优选先将所述凝胶研磨至80～100目，进行第一焙烧，得到第一载体产物。在本发明中，所述第一焙烧的温度优选为450～550℃，更优选为500℃；时间优选为2.5～3.5h，更优选为3h。本发明所述第一载体产物优选为钙钛矿结构ABO₃，结构式为La₂MnYO₆、La₂MnSrO₆或La₂MnYSrO₆，其中，n(La):n(Mn)＝1:1，以金属氧化物质量百分计，当ABO₃结构式为La₂MnYO₆时，Y₂O₃含量优选为1～2％；当ABO₃结构式为La₂MnSrO₆时，SrO₂含量优选为2～5％；当ABO₃结构式为La₂MnYSrO₆时，Y₂O₃含量优选为0.5％～6％，SrO₂含量优选为0.5％～3％。

得到第一载体产物后，本发明将所述第一载体产物、硝酸铝、第二金属硝酸盐化合物和水混合，将所得第二混合料在缓冲剂作用下进行沉淀反应，得到沉淀物。在本发明中，所述缓冲剂优选为饱和碳酸钠与浓氨水的混合物，所述饱和碳酸钠与浓氨水的体积比优选为1:1；所述缓冲剂的用量以pH值标定，具体是首先以缓冲剂滴定混合溶液至pH值为8～9，然后以浓氨水调pH值至10～11。

本发明优选先将硝酸铝、第二金属硝酸盐化合物和水混合均匀，然后向所得混合物中加入第一载体产物，并搅拌形成均一浊液，再向所得浊液中加入缓冲剂进行沉淀反应。沉淀反应完成后，本发明优选采用氨水调节所得体系pH值至10，然后将所得产物依次进行冷却、过滤、水洗、干燥和研磨，得到沉淀物。本发明对所述冷却、过滤和水洗的方式没有特殊的限定，选用本领域技术人员熟知的方式即可。在本发明中，所述干燥的温度优选为100～110℃，时间优选为8～12h。在本发明中，所述研磨优选是将干燥所得滤饼研磨至80～100目。

得到沉淀物后，本发明将所述沉淀物进行第二焙烧，得到第二载体产物。在本发明中，所述第二焙烧的温度优选为500～700℃，更优选为650℃；时间优选为4～6h，更优选为5h。

在本发明中，所述第二载体产物的组成优选为La₂MnY(Sr)O₆-Al₂O₃-R，所述R优选包括La₂O₃、La₂O₃-BaO、La₂O₃-Y₂O₃、La₂O₃-ZrO₂、BaO、BaO-Y₂O₃、BaO-ZrO₂、La₂O₃-BaO-Y₂O₃、La₂O₃-BaO-ZrO₂、La₂O₃-Y₂O₃-ZrO₂、L a₂O₃-BaO-Y₂O₃-ZrO₂，更优选包括La₂O₃-BaO-Y₂O₃或La₂O₃-BaO-ZrO₂，其中，当所述R为La₂O₃-BaO-Y₂O₃时，以质量百分数计，第一载体产物La₂MnY(Sr)O₆的含量优选为25～50％，La₂O₃含量优选为1～4％，BaO含量优选为1～2％，Y₂O₃含量优选为0.5～1％；当所述R为La₂O₃-BaO-ZrO₂时，所述第一载体产物La₂MnY(Sr)O₆的含量优选为25～50％，La₂O₃含量优选为1～4％，BaO含量优选为1～2％，ZrO₂含量优选为1～2％，Al₂O₃含量优选为50～65％。

得到第二载体产物后，本发明将所述第二载体产物浸入硝酸钯溶液中，进行浸渍，然后将所得混合物依次进行干燥和第三焙烧，得到催化剂。在本发明中，所述硝酸钯溶液的质量浓度优选为0.01～0.25mg/mL，本发明优选以等体积浸渍方法将所述第二载体产物浸入硝酸钯溶液中，所述硝酸钯溶液的体积优选为所需载体的水孔体积。本发明优选在超声条件下进行浸渍，所述超声的功率优选为100W，所述浸渍的时间优选为0.5～1h。

浸渍完成后，本发明优选将所得混合物依次进行干燥和第三焙烧，得到催化剂。本发明优选在50～70℃条件下进行低温搅拌干燥5～7h，再在100～120℃进行干燥10～12h。在本发明中，所述第三焙烧的温度优选为550℃，时间优选为3h。

作为本发明的另一个方案，得到第一载体产物后，本发明将所述第一载体产物、拟薄水铝石、第二金属硝酸盐化合物、水和硝酸混合，得到溶胶；然后将所述溶胶进行第二焙烧，得到第二载体产物。本发明优选先将第二金属硝酸盐化合物和拟薄水铝石与去离子水混合，在1200～1500rpm转速下进行搅拌60～90min，然后向所得溶液加入第一载体产物，再在1200～1500rpm条件下进行搅拌20～30min，加入硝酸(其中n(H⁺)：n(AlOOH)＝0.6)，再将所得混合物搅拌2～3h，使拟薄水铝石发生胶溶，得到初溶胶；将所述初溶胶在30～80℃条件下老化4～5h，得到溶胶。

得到溶胶后，本发明优选先将所述溶胶在80～100℃烘箱中进行干燥12～24h，再进行第二焙烧。在本发明中，所述第二焙烧的温度和时间与上述技术方案相同，在此不再赘述。

本发明采用的高温催化剂(GR-01)在高温(800℃)下具有不碎裂和助燃作用，在燃烧过程中，当燃烧温度下降到液氮洗尾气的燃点651℃以下而使其不能燃烧时，本发明利用高温催化剂维持液氮洗尾气继续燃烧，该高温催化剂能够实现液氮洗尾气在700～800℃的高温燃烧，且整个燃烧过程稳定。

作为本发明的一个实施例，所述辅助燃烧器4设置在所述高温催化燃烧炉的炉底，所述辅助燃烧器优选为通用型燃烧器。本发明先利用可燃气在辅助燃烧器中进行燃烧升温，当温度升高至400～450℃时，达到高温催化剂起活温度，改用液氮洗尾气进行燃烧，实现对液氮洗尾气的利用。在本发明中，所述可燃气优选为气化炉煤气或液化气。在本发明中，所述辅助燃烧器中可燃气的流量优选为450～500Nm³/h，空气量优选为2000～2500Nm³/h，本发明优选使用一只辅助燃烧器。

作为本发明的一个实施例，所述辅助鼓风机5设置于所述高温催化燃烧炉3的外部，本发明利用辅助鼓风机将空气输送至辅助燃烧器中，进行可燃气的燃烧。

作为本发明的一个实施例，所述液氮洗尾气高温催化燃烧装置还包括气烧锅炉6，所述气烧锅炉6与高温催化燃烧炉3连通。本发明将高温催化燃烧炉产生的烟气输送至气烧锅炉中进行利用，可直接送往粉煤干燥装置，用于粉煤干燥；也可送往需要蒸汽供热的场合；对于不需要蒸汽的企业，可以配置透平蒸汽发电机组进行发电，作为企业自用电。

本发明提供了利用上述技术方案所述装置处理液氮洗尾气的方法，包括以下步骤：

将可燃气输送至辅助燃烧器4，利用辅助鼓风机5将空气输送至辅助燃烧器4，进行可燃气燃烧，当温度达到400～450℃时，停止供应燃烧气，将液氮洗尾气输送至主燃烧器2中，利用鼓风机1将空气输送至主燃烧器2中，所述液氮洗尾气与空气在高温催化燃烧炉3中进行燃烧。

本发明优选利用鼓风机1将空气加压至5kPa～20kPa再输送至主燃烧器2中。在本发明中，所述燃烧温度优选高于651℃(液氮洗尾气的燃点)，更优选为700～800℃。本发明可利用自控系统自动控制液氮洗尾气与空气的比例来实现燃烧后产生的烟气中氧含量和一氧化碳含量的要求，以满足不同场合对烟气中氧含量和一氧化碳含量的不同需求。本发明优选依据不同的用途确定液氮洗尾气与空气的比例。本发明优选在辅助燃烧器中注入可燃气与空气混合达到催化剂的起活温度(400～450℃)，本发明优选根据实际情况控制液氮洗尾气的流量、氧含量以及空气的注入量和注入压强来调节主燃烧器的燃烧温度；此外，本发明优选根据实际情况设计验算主燃烧器的体积大小，从而达到控制主燃烧器燃烧温度的目的。

图1为本发明液氮洗尾气高温催化燃烧装置示意图，其中，1为鼓风机；2为主燃烧器；3为高温催化燃烧炉；4为辅助燃烧器；5为辅助鼓风机；6为气烧锅炉。由图可以看出，利用本发明所述液氮洗尾气高温催化燃烧装置处理液氮洗尾气的过程具体为，先将可燃气输送至辅助燃烧器4，利用辅助鼓风机5将空气输送至辅助燃烧器4，使可燃气燃烧，系统升温，当温度达到400～450℃时，将液氮洗尾气输送至主燃烧器2中，利用鼓风机1将空气输送至主燃烧器2中，液氮洗尾气与空气在高温催化燃烧炉3中混合，进行燃烧，输出出口烟气，出口烟气可输送至气烧锅炉6中进行利用。

下面结合实施例对本发明提供的液氮洗尾气高温催化燃烧装置及方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

液氮洗尾气组分：H₂1.98％，CO 8.44％，N₂87.9％,CH₄1.59％，控制液氮洗尾气:空气＝1:0.466(体积比)。

将可燃气输送至辅助燃烧器，利用辅助鼓风机将空气输送至辅助燃烧器，进行可燃气燃烧，当温度达到400～450℃时，液氮洗尾气从主管道送入主燃烧器，控制液氮洗尾气流量为20000m³/h，通过鼓风机加压至5kPa将空气送至主燃烧器中，控制鼓风量为9320Nm³/h，液氮洗尾气与空气在高温催化燃烧炉内进行燃烧，燃烧温度790～800℃，高温催化燃烧炉出口得到热烟气，所述热烟气中O₂3～4％，CO、CH₄浓度均小于100mg/Nm³；

将所述热烟气送入粉煤干燥装置，利用原有循环鼓风机控制干燥系统温度为350～400℃，实现粉煤干燥。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于，控制液氮洗尾气:空气＝1:0.5，液氮洗尾气流量为30000m³/h，鼓风量15000Nm³/h，燃烧温度720～750℃，得到的出口热烟气中氧含量8～10％，CO烧尽。

将所述热烟气送入锅炉炉膛，能够减少原锅炉燃料量，作为补充热量使用。

实施例3

本实施例与实施例1不同之处在于：控制液氮洗尾气:空气＝1:0.5，液氮洗尾气流量30000m³/h，鼓风量15000Nm³/h，燃烧温度720～750℃，得到的出口热烟气中氧含量8～10％，CO烧尽。

将所述热烟气送入气烧锅炉，将热烟气的热量传给锅炉水，能够生产1.3MPa蒸汽，每小时可产蒸汽10～11吨(配置2MW凝汽式汽轮发电机组一套)。

实施例4

以我国引进荷兰壳牌煤制气技术年产50万吨合成氨为例，将本发明的高温催化燃烧装置用于处理液氮洗尾气，并将所得热量用于合成氨过程，结果发现：

(1)回收能源显著：每年回收液氮洗尾气221.72×106万m³；每年回收热量：31794648万kJ；折算为标准煤:1.085万吨标煤/年。

(2)降低合成氨能耗：每吨合成氨降低煤耗21.7kg。

(3)降低合成氨成本：液氮洗尾气价格按热值等价计算，可产合成氨7750吨，合成氨市场价格为2500元，计1937.5万元，合液氮洗尾气价格为87.37元/千m³。

(4)降低CO₂排放明显：每年减少CO₂排放量达28644吨。

由以上实施例可知，本发明提供了一种液氮洗尾气高温催化燃烧装置，该装置能够实现液氮洗尾气的高温燃烧，回收热量高，且能够充分利用回收热量并扩大热量使用范围，实现节能减排；本发明的高温催化燃烧装置设备少，投资成本少，运行费用低，能耗少，装置操作简便、安全；本发明的高温催化燃烧装置处理液氮洗尾气回收的热量的适用范围广，可直接送往粉煤干燥装置，用于粉煤干燥；也可送往需要蒸汽供热的场合。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种液氮洗尾气高温催化燃烧装置，其特征在于，包括鼓风机(1)、主燃烧器(2)、高温催化燃烧炉(3)、辅助燃烧器(4)和辅助鼓风机(5)；其中，所述鼓风机(1)与主燃烧器(2)连通，所述主燃烧器(2)与高温催化燃烧炉(3)连通；所述辅助鼓风机(5)与辅助燃烧器(4)连通，所述辅助燃烧器(4)与高温催化燃烧炉(3)连通；

利用所述液氮洗尾气高温催化燃烧装置处理液氮洗尾气的方法，包括以下步骤：

将可燃气输送至辅助燃烧器(4)，利用辅助鼓风机(5)将空气输送至辅助燃烧器(4)，进行可燃气燃烧，当温度达到400～450℃时，停止供应可燃气，将液氮洗尾气输送至主燃烧器(2)中，利用鼓风机(1)将空气输送至主燃烧器(2)中，所述液氮洗尾气与空气在高温催化燃烧炉(3)中进行燃烧；所述燃烧的温度为700～800℃；

所述高温催化燃烧炉(3)底部砌有耐火支梁，所述耐火支梁上铺设高铝耐火格筛，所述耐火格筛上装有耐火球；所述耐火球的层面上部装有高温催化燃烧催化剂；

所述高温催化燃烧催化剂包括载体组分、贵金属活性组分和助催化剂组分；所述载体组分为LaMnO₃-Al₂O₃；所述贵金属活性组分为PdO；所述助催化剂组分包括第一助催化剂组分和第二助催化剂组分，所述第一助催化剂组分为Y₂O₃和/或SrO，所述第二助催化剂组分为BaO、La₂O₃、ZrO₂和Y₂O₃中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括气烧锅炉(6)，所述气烧锅炉(6)与高温催化燃烧炉(3)连通。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主燃烧器(2)与辅助燃烧器(4)通过气体管道相连。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主燃烧器(2)的烧嘴为旋流环缝形烧嘴。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高温催化燃烧炉(3)的内壁依次设置有石棉板层、粘土耐火砖层、高铝耐火砖层和粘土耐火砖层；所述高温催化燃烧炉(3)的外壁设置有保温层。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述石棉板层的厚度为10mm，粘土耐火砖层的厚度为150mm，高铝耐火砖层的厚度为150mm。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述保温层的材质为膨胀珍珠岩，所述保温层的厚度为140～150mm。

8.根据权利要求1或4所述的装置，其特征在于，所述高温催化燃烧炉(3)底部砌有耐火支梁，所述耐火支梁上铺设耐火格筛，所述耐火格筛上装有耐火球。

9.一种利用权利要求1～8任一项所述装置处理液氮洗尾气的方法，包括以下步骤：

将可燃气输送至辅助燃烧器(4)，利用辅助鼓风机(5)将空气输送至辅助燃烧器(4)，进行可燃气燃烧，当温度达到400～450℃时，停止供应可燃气，将液氮洗尾气输送至主燃烧器(2)中，利用鼓风机(1)将空气输送至主燃烧器(2)中，所述液氮洗尾气与空气在高温催化燃烧炉(3)中进行燃烧；

所述燃烧的温度为700～800℃。

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