[发明专利]一种处理液氮洗尾气的方法及装置

说明书

本发明公开一种处理液氮洗尾气的方法及装置，属能源及环境保护领域。本发明所述方法为将空气分成上段、中段、下段三段，分别与液氮洗尾气混合后换热，依次经过燃烧器的上段、中段、下段分别进行第一次部分燃烧、第二次部分燃烧和完全燃烧，下段烟气由下段排出管排出送往粉煤干燥装置；本发明所述方法工艺简单，投资少，运行费用低，能耗少，操作简便，安全，燃烧效率高。

技术领域

本发明涉及一种处理液氮洗尾气的方法及装置，属能源及环境保护领域。

背景技术

现代煤化生产以煤为原料，多使用纯氧气化，用空分提高氧气，同时能提供液态氮用来洗涤合成气中的微量CO。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，经冷量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

由表1可见，液氮洗尾气含有可燃性气体，热值1700～2250kJ/m³；液氮洗尾气不含氧，虽然CO含量较高，但补加空气直接燃烧，很不稳定；液氮洗尾气有的企业无法利用就直接排放，浪费了能源，并污染了环境。有的采用壳牌煤气化技术制气的企业，煤在送入气化炉燃烧前需在前工序将煤粉磨细、惰性干燥。原设计正常操作情况下，将合成气和液氮洗尾气送至热风炉燃烧，作为干燥热源。为保证系统安全，还必须加入3000-4000Nm³/h合成气（H₂+N₂含量80%）作为补充燃料。引进壳牌煤气化技术无液氮洗尾气利用的设计和设备，利用合成气燃烧，白白烧掉的是合成氨，每小时烧掉1吨多合成氨，每年烧掉7000多吨合成氨，实为可惜。

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，主要问题是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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种处理液氮洗尾气的方法，将液氮洗尾气通过液氮洗尾气专用催化剂在较低温度下进行燃烧，满足催化剂对温度的要求，充分利用回收热量，以达到节能减排之目的。

本发明通过以下技术方案实现：

一种处理液氮洗尾气的方法，具体包括以下步骤：

（1）从鼓风机4送出的空气经布袋过滤器除去空气中的粉尘后，分成上段、中段、下段空气；液氮洗尾气与上段空气进入换热器1的管间，来自燃烧器2上段出口排除的（温度为490～500℃）燃烧气进入换热器1的管内，与上段空气和液氮洗尾气进行换热，液氮洗尾气与上段空气温度由常温上升至250～260℃，通过上段进气口管进入燃烧炉的气体分布器9，均匀地进入上段催化剂层进行第一次部分燃烧，催化剂层温度控制在520～530℃之间；

（2）第一次部分燃烧后的上段燃烧气由上段出口管排出经换热器1换热后温度降低至230~240℃，与中段空气混合由中段进气管进入燃烧炉中段的气体分布器9中，均匀地进入中段催化剂层进行第二次部分燃烧，中段催化剂层的温度控制在480～500℃之间；

（3）第二次部分燃烧后排出的燃烧气由中段出口管经余热锅炉3，将热量传给锅炉水，产生0.4MPa的饱和蒸汽外送，中段燃烧气经换热后温度下降至220～230℃与下段空气混合由下段进气管进入燃烧炉下段气体分布器9中，均匀地进入下段催化剂层，在此完全燃烧，催化剂层的温度控制在400～480℃之间，下段烟气由下段排出管排出送往粉煤干燥装置；下段空气量按液氮洗尾气：空气量=0.25～0.3的比例过量加入。