CN214598271U - 高浓度氮氧化物尾气处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于氮氧化物尾气处理技术领域，具体涉及一种高浓度氮氧化物尾气处理系统，包括氮氧化物尾气管线，所述氮氧化物尾气管线经除雾器与多级SCR反应装置连接，所述SCR反应装置由依次连接的氨水蒸发混合器和SCR反应器组成，第一级SCR反应装置中的氨水蒸发混合器和SCR反应器之间设有第一换热器，最后一级SCR反应装置中的SCR反应器经第二换热器与排气筒连接，所述第二换热器出口处设有NOx检测仪，多级SCR反应装置中的氨水蒸发混合器均与氨水储罐连接。本实用新型能够大大降低能源消耗，提高转化率至99.5％，达到规定的尾气排放要求。
Description
技术领域
本实用新型属于氮氧化物尾气处理技术领域，具体涉及一种高浓度氮氧化物尾气处理系统。
背景技术
在精细化工企业生产过程中，有些反应过程会产生的氮氧化物废气，如硝化反应、亚硝化反应、重氮化反应等。这类废气具有间歇性排放，排放浓度不均衡，浓度波动幅度大，瞬时排放浓度高等特点，企业虽经过多级吸收处理，尾气浓度依然很高，有的达到20000mg/m3左右，不能达标排放。排放标准要求氮氧化物排放浓度控制在100mg/m3以下，用传统的SCR脱硝催化剂处理，转化率在90-95％左右，由于进气浓度太高，也不能达到排放标准。在精细化工企业生产过程中，间歇性产生的氮氧化物经过多级吸收塔吸收后尾气温度很低，一般的SCR脱硝工艺要求的反应温度在260-600℃，达不到所需反应温度，需要再加热，提高尾气温度，能耗也比较大。针对高浓度的氮氧化物，目前也没有合适的SCR脱硝催化剂，SCR脱硝催化剂必须具备性能稳定，低温催化，使用寿命长的特点。目前有采用多级SCR脱硝催化的工艺，但由于废气浓度不稳定，容易发生后续SCR脱硝催化温度达不到反应要求的最低温度，从而影响处理效果。由于氮氧化物浓度不稳定，如果没有很有效的调节氨的流量控制方式，一是低浓度时很容易造成氨逃逸，影响尾气达标；二是高浓度时氨的流量不够，造成氮氧化物超标。
传统的SCR脱硝工艺广泛应用于电站、窑炉等的烟气脱硝，烟气中氮氧化物的浓度在1000mg/m3左右，浓度低，相对稳定。在烟气SCR脱硝工艺中使用的催化剂大多以TiO2为载体，以V2O5或V2O5-MoO3为活性成分，支撑蜂窝式、板式或波纹式三种类型。在烟气SCR脱硝工艺中使用的催化剂可分为：高温催化剂适用于350-600℃温度，中温催化剂适用于260-380℃温度，低温催化剂适用于80-300℃温度。以上三种类型的催化剂脱硝效率基本在90％左右。在SCR脱硝工艺中如果反应温度偏低，催化剂的活性会降低，脱硝效率也会下降，并且如果持续低温运行会使催化剂永久性损坏。在SCR脱硝工艺中如果反应温度过高，NH3容易氧化成NOX，而且还会引起催化剂发生相变，造成催化剂的活性降低，使脱硝效率降低。
国内外的SCR脱硝工艺大多采用高温或中温，反应温度区间为260-400℃，并且此种工艺不太适合医药、精细化工行业的氮氧化物的温度低，间歇性排放，浓度高，浓度不稳定等特点。另外，非选择性还原法也可以处理各种污染源排放出的NOX。非选择性还原法是以CO、H2、CH4等还原性气体作为还原剂，以元素铂、钯或以钴、镍、铜铬、锰等金属的氧化物为催化剂，在反应温度40-800℃时，将氮氧化物还原为N2，同时还有部分还原剂与烟气中过剩的氧反应生成CO2和H2O，并放出大量的热。此工艺要求的反应温度高，耗费大量的还原剂，并且还原剂的防爆要求高。传统的SCR工艺为达到合适的反应温度点，对烟气多采用外部能源进行降温或者升温，需额外消耗大量的能源。
目前，有采用多级SCR脱硝催化的工艺，但由于废气浓度不稳定，容易发生后续SCR脱硝催化温度达不到反应要求的最低温度，从而影响处理效果。针对高浓度的氮氧化物，目前也没有合适的SCR脱硝催化剂，SCR脱硝催化剂必须具备性能稳定，低温催化，使用寿命长的特点。根据医药化工、精细化工行业产生的氮氧化物的特点，需要选择合适的反应温度与催化剂，提高转化率至99.5％，达到规定的尾气排放要求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种高浓度氮氧化物尾气处理系统，转化率可以稳定控制在99.5％以上，尾气能够达到排放标准，同时能够大大降低能源消耗，节能环保。
本实用新型是采用以下技术方案实现的：
所述的高浓度氮氧化物尾气处理系统，包括氮氧化物尾气管线，所述氮氧化物尾气管线经除雾器与多级SCR反应装置连接，所述SCR反应装置由依次连接的氨水蒸发混合器和SCR反应器组成，第一级SCR反应装置中的氨水蒸发混合器和SCR反应器之间设有第一换热器，最后一级SCR反应装置中的SCR反应器经第二换热器与排气筒连接，所述第二换热器出口处设有NOx检测仪，多级SCR反应装置中的氨水蒸发混合器均与氨水储罐连接。
优选地，多级SCR反应装置为三级设置。
优选地，氨水蒸发混合器内设有双流体喷枪，双流体喷枪可将还原剂氨水充分雾化。
优选地，SCR反应器上设有温度传感器，SCR反应器内设有电加热装置，电加热装置为电加热片或电加热管。
优选地，SCR反应器内填充有低温蜂窝式SCR催化剂，以氧化铝载体涂敷稀土氧化物及分子筛活性物质，其适宜的温度区间为170℃-260℃。催化剂在此温度区间具有优异的活性表现，转化率达到99.5％，氮氧化物排放浓度稳定控制在100mg/m3。同时催化剂采用蓄热型氧化铝为载体，可以充分利用反应自身产生的热量，适应尾气浓度波动大的特点，稳定反应温度，大大降低了能源消耗。
优选地，第一换热器、多级SCR反应装置中的SCR反应器以及第二换热器均与导热油炉连通。
针对废气浓度不稳定，低浓度时容易发生后续SCR脱硝催化温度达不到反应要求的最低温度的问题，每级SCR反应器通过设置温度传感器以及电加热装置，可在温度过低时打开电加热装置进行辅助加热，同时通过导热油进行保温能够使得系统更加的稳定。
优选地，NOx检测仪与控制系统电连接。控制系统可选择PLC或DCS控制系统，NOX检测仪检测的数据反馈至控制系统，可根据尾气的波动，自动调节喷入的氨水还原剂量，适应尾气浓度波动大的特点，对尾气浓度高时，也能有效快速的控制氮氧化物浓度，达到排放标准，并有效节约还原剂。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
1、本实用新型通过设置多级SCR反应装置能够将高浓度氮氧化物尾气进行有效处理，同时通过设置第一和第二换热器，以导热油为介质，因为是放热反应，从SCR反应器出来的尾气温度会升高，经过尾部第二换热器回收还原反应产生的热量，同时通过第一换热器提高进入反应器的尾气温度，从而减少能源消耗。
2、本实用新型SCR反应器均设置了温度传感器、电加热装置和保温系统，解决了因废气浓度不稳定，低浓度时容易发生后续SCR脱硝催化温度达不到反应要求的最低温度的问题。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1、氮氧化物尾气管线；2、除雾器；3、氨水蒸发混合器；4、第一换热器；5、SCR反应器；6、温度传感器；7、第二换热器；8、氨水储罐；9、NOx检测仪；10、排气筒；11、控制系统。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
如图1所示，所述的高浓度氮氧化物尾气处理系统，包括氮氧化物尾气管线1，所述氮氧化物尾气管线1经除雾器2与三级SCR反应装置连接，所述SCR反应装置由依次连接的氨水蒸发混合器3和SCR反应器5组成，第一级SCR反应装置中的氨水蒸发混合器3和SCR反应器5之间设有第一换热器4，最后一级SCR反应装置中的SCR反应器5经第二换热器7与排气筒10连接，所述第二换热器7出口处设有NOx检测仪9，三级SCR反应装置中的氨水蒸发混合器3均与氨水储罐8连接。
氨水蒸发混合器3内设有双流体喷枪。
SCR反应器5上设有温度传感器6。
SCR反应器5内设有电加热装置，电加热装置为电加热管。
SCR反应器5内填充有低温蜂窝式SCR催化剂，以氧化铝载体涂敷稀土氧化物及分子筛活性物质。
第一换热器4、三级SCR反应装置中的SCR反应器5以及第二换热器7均与导热油炉12连通。
NOx检测仪9与控制系统11电连接，控制系统11为PLC控制系统。
工作时，通过氮氧化物尾气管线1将氮氧化物尾气引入本系统，经除雾器2除雾后，进入第一级SCR反应装置中的氨水蒸发混合器3，烟气中的氮氧化物与经过双流体喷枪充分雾化的氨水还原剂混合，然后经第一换热器4后，使尾气温度达到反应需要的最低温度170℃，进入SCR反应器5通过催化剂进行脱硝，然后依次进行二级SCR反应装置和三级SCR反应装置进行脱销后，经第二换热器7将尾气中的热量进行回收，然后经排气筒10排出，NOX检测仪9检测的数据反馈至PLC控制系统，可根据尾气的波动，自动调节喷入的氨水还原剂量，适应尾气浓度波动大的特点，对尾气浓度高时，也能有效快速的控制氮氧化物浓度，达到排放标准，并有效节约还原剂。以经过导热油炉12的导热油为换热介质，导热油经过SCR反应器5可为其进行保温，当废气浓度不稳定，低浓度时后续SCR脱硝催化温度达不到反应要求的最低温度时，温度传感器6发出信号，启动电加热管为SCR反应器5进行加热升温，确保反应的稳定。
当然，上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。
Claims (9)
1.一种高浓度氮氧化物尾气处理系统，包括氮氧化物尾气管线(1)，其特征在于：所述氮氧化物尾气管线(1)经除雾器(2)与多级SCR反应装置连接，所述SCR反应装置由依次连接的氨水蒸发混合器(3)和SCR反应器(5)组成，第一级SCR反应装置中的氨水蒸发混合器(3)和SCR反应器(5)之间设有第一换热器(4)，最后一级SCR反应装置中的SCR反应器(5)经第二换热器(7)与排气筒(10)连接，所述第二换热器(7)出口处设有NOx检测仪(9)，多级SCR反应装置中的氨水蒸发混合器(3)均与氨水储罐(8)连接。
2.根据权利要求1所述的高浓度氮氧化物尾气处理系统，其特征在于：多级SCR反应装置为三级设置。
3.根据权利要求1所述的高浓度氮氧化物尾气处理系统，其特征在于：氨水蒸发混合器(3)内设有双流体喷枪。
4.根据权利要求1所述的高浓度氮氧化物尾气处理系统，其特征在于：SCR反应器(5)上设有温度传感器(6)。
5.根据权利要求1所述的高浓度氮氧化物尾气处理系统，其特征在于：SCR反应器(5)内设有电加热装置。
6.根据权利要求5所述的高浓度氮氧化物尾气处理系统，其特征在于：电加热装置为电加热片或电加热管。
7.根据权利要求1所述的高浓度氮氧化物尾气处理系统，其特征在于：SCR反应器(5)内填充有低温蜂窝式SCR催化剂。
8.根据权利要求1所述的高浓度氮氧化物尾气处理系统，其特征在于：第一换热器(4)、多级SCR反应装置中的SCR反应器(5)以及第二换热器(7)均与导热油炉(12)连通。
9.根据权利要求1所述的高浓度氮氧化物尾气处理系统，其特征在于：NOx检测仪(9)与控制系统(11)电连接。
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| CN202120706457.XU CN214598271U (zh) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | 高浓度氮氧化物尾气处理系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115414780A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-12-02 | 中国矿业大学 | 一种高浓度NOx烟气脱硝系统及控制方法 |
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2021
- 2021-04-07 CN CN202120706457.XU patent/CN214598271U/zh active Active
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| CN115414780A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-12-02 | 中国矿业大学 | 一种高浓度NOx烟气脱硝系统及控制方法 |
| CN115414780B (zh) * | 2022-09-05 | 2023-11-24 | 中国矿业大学 | 一种高浓度NOx烟气脱硝系统及控制方法 |
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