CN111085105A - 丙烯腈催化剂焙烧尾气的处理方法和处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及尾气处理领域，公开了一种丙烯腈催化剂焙烧尾气的处理方法和处理装置。该处理方法包括将焙烧尾气依次进行旋风分离除尘和SCR脱氮；其中，将旋风分离除尘得到的除尘尾气的至少部分作为循环尾气与焙烧尾气混合后，再次进行旋风分离除尘。本发明的方法和装置在保证丙烯腈催化剂焙烧质量的前提下，提高焙烧尾气除尘效果的同时控制尾气总量，进而在确保氮氧化物处理效果的同时降低能耗。

Description

丙烯腈催化剂焙烧尾气的处理方法和处理装置
技术领域
本发明涉及尾气处理领域，具体涉及一种丙烯腈催化剂焙烧尾气的处理方法和处理装置。
背景技术
丙烯腈催化剂为微球状的流化床催化剂，在其制备过程中需要在特定气氛条件下进行高温焙烧活化，焙烧过程会产生含粉尘和氮氧化物的尾气，必须达标处理后才能排放。国家《大气污染物综合排放标准》(GB 16297-1996)中规定固定污染源排放的废气中，颗粒物最高排放浓度不得超过150mg·Nm-3，NOx不得超过420mg·Nm-3。上海市《大气污染物综合排放标准》(DB31-933-2015)中要求，废气中颗粒物最高排放浓度不得超过20mg·Nm-3，NOx不得超过200mg·Nm-3。
传统的丙烯腈催化剂焙烧炉尾气处理工艺中，烧炉尾气进入旋风分离器除去粉尘后，再加热到一定温度后进入SCR(选择性催化还原)反应器中脱除氮氧化物，进一步处理后达标排放。
丙烯腈催化剂焙烧活化过程对焙烧炉内气氛有较高要求，因而需控制焙烧炉的进气量在一定范围，进而导致焙烧炉尾气气量较小，不能达到旋风分离器的最佳操作条件，进而导致尾气除尘效果不佳。传统的解决方式是在旋风分离器前补加空气，焙烧尾气与空气混合后达到旋风分离器运行所需的气量，但是补加空气后导致尾气温度下降，进入SCR系统前需再次加热，增加能耗；另外，补加空气后导致进入SCR系统的废气总量增加，为SCR系统带来压力。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种提高丙烯腈催化剂焙烧尾气脱除粉尘和氮氧化物的环保处理效果的方法和装置，在保证丙烯腈催化剂焙烧质量的前提下，提高焙烧尾气除尘效果的同时控制尾气总量，进而在确保氮氧化物处理效果的同时降低能耗。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种丙烯腈催化剂焙烧尾气的处理方法，该处理方法包括将焙烧尾气依次进行旋风分离除尘和SCR脱氮；其中，将旋风分离除尘得到的除尘尾气的至少部分作为循环尾气与焙烧尾气混合后，再次进行旋风分离除尘。
优选地，该处理方法还包括控制焙烧的压力为10-100Pa。
优选地，所述焙烧尾气的流量为100-200Nm3/h，颗粒物浓度为500-2000mg/Nm3。
优选地，所述循环尾气占除尘尾气总量的10-80％。
优选地，所述除尘尾气中颗粒物浓度为10-20mg/Nm3。
优选地，旋风分离除尘的操作条件包括：旋风分离的进出口压差为1500-2000Pa。
优选地，该处理方法还包括在SCR脱氮之前，将除尘尾气加热。
优选地，将除尘尾气加热至300℃以上。
本发明第二方面提供一种丙烯腈催化剂焙烧尾气的处理装置，该处理装置包括依次连接的丙烯腈催化剂焙烧装置、旋风分离器和SCR反应器；其中，该处理装置还包括将经过旋风分离器处理的除尘尾气的至少部分作为循环尾气与焙烧尾气混合的导气管。
优选地，该装置还包括调节阀，所述调节阀设置于旋风分离器的尾气导出管上，用于调节与焙烧尾气混合的除尘尾气的量。
本发明对现有的丙烯腈催化剂焙烧尾气处理工艺进行了改进，通过将焙烧尾气部分回用并可以调节回用比例，在保证催化剂焙烧效果的前提下，提高了尾气除尘效率，降低了SCR处理前尾气加热所需要的能耗，实现了高效脱除氮氧化物，最终达到尾气达标排放。
附图说明
图1是本发明的丙烯腈催化剂焙烧尾气处理装置的结构示意图。
图2是现有的丙烯腈催化剂焙烧尾气处理装置的结构示意图。
附图标记说明
1、丙烯腈催化剂焙烧装置 2、旋风分离器
3、烟气风机 4、SCR反应器
5、第一调节阀 6、第二调节阀
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明的丙烯腈催化剂焙烧尾气的处理方法，该处理方法包括将焙烧尾气依次进行旋风分离除尘和SCR脱氮；其中，将旋风分离除尘得到的除尘尾气的至少部分作为循环尾气与焙烧尾气混合后，再次进行旋风分离除尘。
在本发明中，通过将除尘尾气的一部分作为循环尾气与焙烧尾气混合后进行旋风分离除尘，可以避免使用低温空气导致的废气总量提升以及废气温度下降的问题，从而可以高效率地进行丙烯腈催化剂焙烧尾气的除尘和脱氮处理。
根据本发明，为了适当地控制焙烧的条件，并且使得待处理的焙烧尾气满足后续旋风分离除尘和SCR脱氮的需求，优选地，例如可以控制焙烧的压力为10-100Pa，优选为10-50Pa。
本发明的处理方法对于丙烯腈催化剂焙烧尾气没有特别的限定，只要能够通过旋风分离除尘和SCR脱氮进行处理即可。为了达到较好的处理效果和效率，优选地，所述焙烧尾气的流量可以为100-200Nm3/h，颗粒物浓度可以为500-2000mg/Nm3。
根据本发明，为了使循环尾气与焙烧尾气适当配合，从而得到良好的旋风分离除尘效果，该方法还包括控制循环尾气占除尘尾气总量的比例(也称为尾气回流比例)。该尾气回流比例可以根据尾气中的颗粒物浓度等适当控制，例如所述循环尾气可以占除尘尾气总量的10-80％，优选为50-80％，优选为60-80％。
上述控制循环尾气占除尘尾气总量的比例的过程，例如可以通过设置在除尘尾气导气管上的调节阀进行控制。
为了达到更好的除尘效果，优选地，旋风分离除尘的操作条件包括：旋风分离的进出口压差为1500-2000Pa，优选为1600-1800Pa。上述旋风分离的进出口压差可以通过控制循环尾气占除尘尾气总量的比例进行控制，也即，通过适当地选择循环尾气占除尘尾气总量的比例，从而使得旋风分离除尘的效率更高。
根据本发明，所述旋风分离除尘可以除去焙烧尾气中的大部分颗粒物，经过所述旋风分离除尘，所述除尘尾气中颗粒物浓度例如可以为10-20mg/Nm3。
在本发明优选的实施方式，该处理方法还包括在SCR脱氮之前，将除尘尾气加热。通过将除尘尾气加热后再进行SCR脱氮，可以保证氮氧化物处理效果，确保尾气达标排放。具体地，例如可以将除尘尾气加热至300℃以上，优选为350-400℃。
本发明第二方面提供一种丙烯腈催化剂焙烧尾气的处理装置，如图1所示，该处理装置包括依次连接的丙烯腈催化剂焙烧装置1、旋风分离器2和SCR反应器4；其中，该处理装置还包括将经过旋风分离器处理的除尘尾气的至少部分作为循环尾气与焙烧尾气混合的导气管。
在本发明中，所述丙烯腈催化剂焙烧装置1、所述旋风分离器2和所述SCR反应器4可以使用现有的能够用于丙烯腈催化剂制备和尾气处理的装置。
根据本发明，为了适当地控制焙烧的条件，并且使得待处理的焙烧尾气满足后续旋风分离除尘和SCR脱氮的需求，优选地，该处理方法还包括控制丙烯腈催化剂焙烧装置1的焙烧压力为负压，例如可以控制焙烧的压力为10-100Pa，优选为10-50Pa。
所述焙烧尾气的流量可以为100-200Nm3/h，颗粒物浓度可以为500-2000mg/Nm3。
根据本发明，为了达到更好的除尘效果，优选旋风分离除尘的操作条件包括：旋风分离的进出口压差为1500-2000Pa，优选为1600-1800Pa。
在本发明中，将经过旋风分离器处理的除尘尾气的至少部分作为循环尾气与焙烧尾气混合可以通过烟气风机3进行，另外，烟气风机3也可以用于将除尘尾气送入SCR反应器4。
根据本发明的一个优选的实施方式，该装置还包括调节阀，所述调节阀设置于旋风分离器的尾气导出管上，用于调节与焙烧尾气混合的除尘尾气的量(即调节尾气回流比例)。作为上述调节阀，可以设置如图1所示的第一调节阀5和第二调节阀6，所述第一调节阀5设置于输送循环尾气的导气管上，用于控制循环尾气的导出量，所述第二调节阀6设置于将剩余的除尘尾气送入SCR反应器4的导气管上，用于控制除尘尾气的导出量。通过控制上述第一调节阀5和第二调节阀6的开合程度，可以调节循环尾气占除尘尾气总量的比例，从而使得适量的循环尾气与除尘尾气混合并在旋风分离器2中进行除尘，从而保证旋风分离器2的工作效率，同时不会降低焙烧尾气的温度和增加待处理尾气的量。
作为循环尾气占除尘尾气总量的比例，可以根据尾气中的颗粒物浓度等适当控制，例如所述循环尾气可以占除尘尾气总量的10-80％，优选为50-80％。
根据本发明的一个优选的实施方式，该装置还用于加热除尘尾气的尾气加热器(图未示出)。通过尾气加热器的加热，送入SCR反应器4的除尘尾气可以被加热至300℃以上，优选为350-400℃，从而保证SCR脱氮反应在适当的温度下进行。该尾气加热器可以设置在SCR反应器4之前，例如旋风分离器2和烟气风机3之间，或者烟气风机3和SCR反应器4之间。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
采用如图1所示的丙烯腈催化剂焙烧尾气的处理装置进行SANC-08牌号丙烯腈催化剂焙烧和尾气处理，该处理装置包括依次连接的丙烯腈催化剂焙烧装置1、旋风分离器2、烟气风机3和SCR反应器4。该处理装置还包括将经过旋风分离器处理的除尘尾气的至少部分作为循环尾气与焙烧尾气混合的导气管。
在输送循环尾气的导气管上设置有第一调节阀5，该第一调节阀5用于控制循环尾气的导出量，在将剩余的除尘尾气送入SCR反应器4的导气管上设置有第二调节阀6，该第二调节阀6用于控制除尘尾气的导出量。
控制丙烯腈催化剂焙烧装置1炉内压力为25Pa，焙烧尾气的流量为150Nm3/h，颗粒物浓度为1500mg/Nm3，温度约为450℃。
通过调节第一调节阀5和第二调节阀6控制尾气回流比例为60％，旋风分离器2进出口压差为1600Pa。
进入SCR反应器4的除尘尾气温度在300℃，SCR处理过程所需电耗约为1200kwh/吨催化剂。
处理后尾气中颗粒物浓度为12mg·Nm-3，NOx浓度为24mg·Nm-3，可达标排放。
实施例2
按照实施例1的条件和步骤生产SANC-11牌号的丙烯腈催化剂，区别仅在于，焙烧炉炉内压力为20Pa，尾气回流比例为70％。SCR处理过程所需电耗约为1100kwh/吨催化剂。焙烧炉尾气处理后颗粒物浓度为16mg·Nm-3，NOx浓度为30mg·Nm-3，可达标排放。
实施例3
按照实施例1的条件和步骤生产SANC-15牌号的丙烯腈催化剂，区别仅在于，焙烧炉炉内压力为15Pa，尾气回流比例为80％。SCR处理过程所需电耗约为900kwh/吨催化剂。焙烧炉尾气处理后颗粒物浓度为12mg·Nm-3，NOx浓度为28mg·Nm-3，可达标排放。
实施例4
按照实施例1的条件和步骤，区别仅在于，控制尾气回流比例为50％，旋风分离器2进出口压差为1500Pa。
SCR处理过程所需电耗约为1250kwh/吨催化剂。焙烧炉尾气处理后颗粒物浓度为19mg·Nm-3，NOx浓度为20mg·Nm-3，可达标排放。
实施例5
按照实施例1的条件和步骤，区别仅在于，控制尾气回流比例为80％，旋风分离器2进出口压差为1800Pa。
SCR处理过程所需电耗约为900kwh/吨催化剂。焙烧炉尾气处理后颗粒物浓度为9mg·Nm-3，NOx浓度为26mg·Nm-3，可达标排放。
比较例1
采用如图2所示的丙烯腈催化剂焙烧尾气的处理装置进行SANC-08牌号丙烯腈催化剂焙烧和尾气处理，该处理装置包括依次连接的丙烯腈催化剂焙烧装置1、旋风分离器2和SCR反应器4。
控制控制丙烯腈催化剂焙烧装置1炉内压力为25Pa，为达到颗粒物和氮氧化物的脱除效果，需补加1000Nm3/h低温空气并对其加热，造成SCR处理过程所需电耗约为1800kwh/吨催化剂。
处理后尾气中颗粒物浓度为8mg·Nm-3，NOx浓度为22mg·Nm-3，可达标排放。
通过比较上述实施例和对比例的结果可以看出，采用本发明的尾气回流技术的实施例在保证处理后尾气中颗粒物浓度和NOx浓度达标的情况下，具有节能方面明显更好的效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种丙烯腈催化剂焙烧尾气的处理方法，其特征在于，该处理方法包括将焙烧尾气依次进行旋风分离除尘和SCR脱氮；
其中，将旋风分离除尘得到的除尘尾气的至少部分作为循环尾气与焙烧尾气混合后，再次进行旋风分离除尘。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其中，该处理方法还包括控制焙烧的压力为10-100Pa。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其中，所述焙烧尾气的流量为100-200Nm3/h，颗粒物浓度为500-2000mg/Nm3。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的处理方法，其中，所述循环尾气占除尘尾气总量的10-80％。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的处理方法，其中，所述除尘尾气中颗粒物浓度为10-20mg/Nm3。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的处理方法，其中，旋风分离除尘的操作条件包括：旋风分离的进出口压差为1500-2000Pa。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的处理方法，其中，该处理方法还包括在SCR脱氮之前，将除尘尾气加热。
8.根据权利要求7所述的处理方法，其中，将除尘尾气加热至300℃以上。
9.一种丙烯腈催化剂焙烧尾气的处理装置，其特征在于，该处理装置包括依次连接的丙烯腈催化剂焙烧装置、旋风分离器和SCR反应器；
其中，该处理装置还包括将经过旋风分离器处理的除尘尾气的至少部分作为循环尾气与焙烧尾气混合的导气管。
10.根据权利要求9所述的处理装置，其中，该装置还包括调节阀，所述调节阀设置于旋风分离器的尾气导出管上，用于调节与焙烧尾气混合的除尘尾气的量。
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