[发明专利]一种己二酸尾气中氮氧化物的脱除装置及脱除方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种尾气的处理装置与方法，特别是涉及一种己二酸尾气中氮氧化物的脱除装置及脱除方法，属于己二酸生产技术领域。

背景技术：

己二酸生产过程中，普遍采用硝酸催化氧化环己醇的生产工艺，在此生产过程中不可避免地会产生大量的亚硝气。己二酸产生的尾气成份主要包括：一氧化二氮38%V/V，氮气54%V/V，同时还有残留的氧气、碳氧化物、水蒸气、NO_X等混合酸性气体。每生产1t己二酸约产生0.27t一氧化二氮、700ppm二氧化氮和1000ppm一氧化氮。截止2015年底，国内己二酸产能约250万吨，每年产生一氧化二氮约67.5万吨，一氧化二氮和一氧化氮约80.93吨。

己二酸尾气中的亚硝气，虽然经过己二酸装置硝酸吸收塔等后工序的回收利用，但不可回收的一氧化二氮气体基本上是通过空气稀释后直接被排放到大气中，对大气环境造成严重破坏。

中国2020年碳减排目标中，单位GDP二氧化碳排放量要比2005年下降40%～45%，这是一项非常艰巨的任务。不但要求我们需要加快建设以低碳为特征的工业、建筑和交通体系，而且更加亟待寻求对现有装置“三废”实现趋零排放的技术研究。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种己二酸尾气中氮氧化物的脱除装置及脱除方法，采用该装置可以使催化剂在处于长期高温、酸性的环境下稳定运行，可使一氧化二氮的脱除效率达到98%以上，二氧化氮和一氧化氮的脱除率达到95%以上。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案如下：

一种己二酸尾气中氮氧化物的脱除装置，依次包括经管路顺次连接的稀释单元、第一反应单元和第二反应单元，所述稀释单元包括经管路顺次连接的气液分离器、压缩空气稀释容器和第一浓度在线分析仪；所述第一反应单元包括经管路顺次连接的进料预热器、加热装置、第一反应装置和气/气换热器；所述第二反应单元包括经管路顺次连接的混合系统、第二浓度在线分析仪、第二反应装置、第三浓度在线分析仪和热量回收装置。

所述第一反应装置和第二反应装置顶部均设置有多个插入式温度计，每支温度计在催化剂床层自上而下分为多个测温点，监控同一水平面催化剂床层的温差在0～120℃之间，防止同一水平面催化剂温度偏流过大，影响催化剂寿命。

一种利用上面所述的己二酸尾气中氮氧化物的脱除装置来脱除氮氧化物的脱除方法，其具体步骤如下：

①稀释工序：将己二酸尾气送至所述的气液分离器中，脱除水分后，尾气进入所述的压缩空气稀释容器中与压缩空气混合；稀释后的混合气体中，一氧化二氮的体积浓度通过第一浓度在线分析仪检测其含量，使一氧化二氮的体积浓度保持在 8～15%；

②第一反应工序：稀释后的混合气体通过所述的进料预热器进料预热以及逆流换热，使温度提升至130℃～170℃，然后将混合气体导入到所述的加热装置中，使混合气体温度升高至380～550℃，温度恒定后将混合气体送入所述的第一反应装置中，控制第一反应装置的进、出口压力差在0.05～0.08MPa，正常反应后，关闭所述的加热装置，保持第一反应装置出口气体的温度在600℃～800℃，与进料预热器中的部分气体通过所述的气/气换热器实现第一反应装置的进料温度要求；

③第二反应工序：从所述的气/气换热器中排放出来的混合气体，通过第二浓度在线分析仪检测一氧化氮和二氧化氮的含量，使一氧化氮和二氧化氮的含量浓度保持在0～500ppm，在线监测浓度合格的混合气体导入所述的混合系统中，向混合系统中通入一定量的氨气，控制混合系统的温度在200℃～460℃，混合均匀后将混合气体导入到所述的第二反应装置中，通过第三浓度在线分析仪控制加氨量；反应完毕后，被处理后的气体进入到所述的热量回收装置中，热量回收后，被处理气体经所述的进料预热器中，换热至80℃～110℃后通过烟囱排放至大气中。

该脱除方法对脱除装置内的各种余热都进行了充分回收，所述第一反应装置出口的高温气体对第一反应装置进口的冷气体进行了预热，使第一反应装置的进口气体温度更接近于反应条件，同时使出口的气体温度达到第二反应装置的反应条件， 并对第二反应装置出口的高温气体的热量进行了回收，以蒸汽或热水的形式进行热量的回收再利用。

采用本发明的己二酸尾气中氮氧化物的脱除装置，可以使催化剂在处于长期高温、酸性的环境下稳定运行，可使一氧化二氮的脱除效率达到98%以上，二氧化氮和一氧化氮的脱除率达到95%以上。

本发明的有益效果如下：