一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理系统及工艺的制作方法

本发明属于化工废弃物环保处理领域，具体涉及一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理系统及工艺。

背景技术：

1、丙烯腈尾气具有气量大、毒性强、热值低的特点，通常在其设计负荷的30％～110％范围内波动。高温焚烧法流程简单、稳定高效，满足丙烯腈尾气焚烧高可靠性要求，实现尾气中有害成分的彻底分解，因此高温焚烧是丙烯腈尾气环保处理的极佳方案。

2、申请号为201410037578.4的专利《一种高温焚烧法处理丙烯腈尾气的工艺及系统》介绍了一种处理丙烯腈尾气的焚烧工艺，其采用连续蓄热热交换器分别预热尾气和助燃空气，该蓄热换热器结构庞杂，可靠性差；该专利采用立式焚烧炉，需要配套立式框架，且维修操作不便；该专利只在燃烧器出口的一小部分空间环境中局部欠氧，无法实现大流量多级掺混的丙烯腈尾气低nox排放。

技术实现思路

1、本申请解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理工艺，系统紧凑、节能高效、低氮排放，实现了大流量多级掺混的丙烯腈尾气低nox排放。

2、本申请提供的技术方案如下：

3、第一方面，提供了一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理系统，包括双阶段焚烧炉、余热锅炉、空气预热器、二级尾气预热器、省煤器、一级尾气预热器和烟筒；

4、余热锅炉包括锅炉壳体，锅炉壳体内设置有锅炉换热通道；空气预热器包括空气预热壳体，空气预热壳体内设置有空气预热通道，二次风经过空气预热通道后获得还原风和氧化风；二级尾气预热器包括二级预热外壳，二级预热外壳内设置有二级预热流道；省煤器包括省煤外壳，省煤外壳内设置有省煤流道，锅炉给水先经过省煤流道、再进入锅炉换热通道；一级尾气预热器包括一级预热外壳，一级预热外壳内设置有一级预热流道，丙烯腈尾气从一级预热流道流出获得预热后丙烯腈尾气，预热后丙烯腈尾气经过二级预热流道流出后获得高温丙烯腈尾气；

5、高温丙烯腈尾气、燃料气、还原风和氧化风进入双阶段焚烧炉并在双阶段焚烧炉内燃烧；

6、双阶段焚烧炉的另一端、余热锅炉的锅炉壳体、空气预热器的空气预热壳体、二级尾气预热器的二级预热外壳、省煤器的省煤外壳连接、一级尾气预热器的一级预热外壳依次连接，一级预热外壳的出口与烟筒连通。

7、所述双阶段焚烧炉包括还原段和氧化段，氧化段的出口与余热锅炉连接，还原段的空间体积占比双阶段焚烧炉的50％，高温丙烯腈尾气、燃料气和还原风从还原段远离氧化段的一端进入；氧化风从氧化段靠近还原段的位置进入。

8、所述还原段欠氧系数范围0.8～0.95；

9、还原风与进入还原段的燃料气和高温丙烯腈尾气成欠化学当量比关系，还原段过量空气系数范围0.7-0.95。

10、所述还原段尾部设置烟气组分分析仪，以实时判断烟气还原程度，并通过调节还原风风量调控还原段欠氧系数。

11、所述还原段配置有第一还原剂喷枪，通过第一还原剂喷枪向炉内喷入氨水或氨气或尿素，氨气或尿素的摩尔流量是燃料气摩尔流量的5％-25％。

12、所述氧化段设置有第二还原剂喷枪，通过第二还原剂喷枪向氧化段喷入氨水或氨气或尿素，以通过sncr反应使已生成的nox转化成n2。

13、所述氧化段出口氧含量2％～6％。

14、所述双阶段焚烧炉的还原段端部设置有燃烧器，燃料气管线包括一次燃料气和二次燃料气两路，一次燃料气与欠化学当量比助燃风一起进入燃烧器，在燃烧器点燃后进入双阶段焚烧炉的还原段；二次燃料气直接进入双阶段焚烧炉的还原段。

15、所述一次燃料气占总燃料气比例约为50％～80％；二次燃料气占总燃料气比例约为20％～50％。

16、第二方面，提供了一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理工艺，基于上述任一项所述的一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理系统，包括：

17、丙烯腈尾气进入一级尾气预热器预热至150℃～200℃，获得预热后丙烯腈尾气；预热后丙烯腈尾气进入二级尾气预热器继续被加热至400℃-500℃，获得高温丙烯腈尾气；

18、高温丙烯腈尾气、助燃风、还原风和氧化风进入双阶段焚烧炉燃烧内产生800℃～950℃高温烟气；800℃～950℃高温烟气首先进入余热锅炉，烟气经余热锅炉降温至600℃～700℃再流经空气预热器，出空气预热器烟气温度约500℃～600℃，再流经二级尾气预热器，出二级尾气预热器烟气温度降至300℃～400℃，再进入省煤器，出省煤器的烟气降温至200℃～300℃，再进入一级尾气预热器，出一级尾气预热器烟气温度降至120℃～150℃，最后通过烟筒排空。

19、综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：

20、(1)本发明涉及的丙烯腈尾气焚烧处理工艺，采用两级尾气预热器和一级空气预热器，把烟气的能量大部分又带回去了，燃烧器燃烧的燃料减少，系统级实现烟气能量的最大化再利用，确保焚烧系统高效节能。

21、(2)本发明涉及的丙烯腈尾气焚烧处理工艺，采用自脱氮燃烧技术的双阶段焚烧炉，并配置两级还原剂注入方式，结合先进再燃燃烧技术和sncr脱硝技术，保证烟气低氮排放。

22、(3)本发明涉及的丙烯腈尾气焚烧处理工艺，主要设备依次连接，其中二级尾气预热器和空气预热器布置于高温烟气处，换热温差大，换热效率高，设备紧凑，经济实用。

23、(4)本发明涉及的丙烯腈尾气焚烧处理工艺，可以实现丙烯腈尾气中有害物质的彻底分解。

技术特征：

1.一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理系统，其特征在于：包括双阶段焚烧炉(20)、余热锅炉(30)、空气预热器(40)、二级尾气预热器(50)、省煤器(60)、一级尾气预热器(70)和烟筒(80)；

2.根据权利要求1所述的一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理系统，其特征在于：所述双阶段焚烧炉(20)包括还原段(210)和氧化段(250)，氧化段(250)的出口与余热锅炉(30)连接，还原段(210)的空间体积占比双阶段焚烧炉(20)的50％，高温丙烯腈尾气(74)、燃料气(121)和还原风(43)从还原段(210)远离氧化段(250)的一端进入；氧化风(44)从氧化段(250)靠近还原段(210)的位置进入。

3.根据权利要求2所述的一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理系统，其特征在于：所述还原段(210)欠氧系数范围0.8～0.95；

4.根据权利要求3所述的一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理系统，其特征在于：所述还原段(210)尾部设置烟气组分分析仪(230)，以实时判断烟气还原程度，并通过调节还原风(43)风量调控还原段(210)欠氧系数。

5.根据权利要求2所述的一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理系统，其特征在于：所述还原段(210)配置有第一还原剂喷枪(220)，通过第一还原剂喷枪(220)向炉内喷入氨水或氨气或尿素，氨气或尿素的摩尔流量是燃料气(121)摩尔流量的5％-25％。

6.根据权利要求2所述的一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理系统，其特征在于：所述氧化段(250)设置有第二还原剂喷枪(240)，通过第二还原剂喷枪(240)向氧化段喷入氨水或氨气或尿素，以通过sncr反应使已生成的nox转化成n2。

7.根据权利要求1所述的一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理系统，其特征在于：所述氧化段(250)出口氧含量2％～6％。

8.根据权利要求1所述的一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理系统，其特征在于：所述双阶段焚烧炉(20)的还原段(210)端部设置有燃烧器(10)，燃料气(121)管线包括一次燃料气(122)和二次燃料气(123)两路，一次燃料气(122)与欠化学当量比助燃风(112)一起进入燃烧器(10)，在燃烧器(10)点燃后进入双阶段焚烧炉(20)的还原段(210)；二次燃料气(123)直接进入双阶段焚烧炉(20)的还原段(210)。

9.根据权利要求8所述的一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理系统，其特征在于：所述一次燃料气(122)占总燃料气(121)比例约为50％～80％；二次燃料气(123)占总燃料气(121)比例约为20％～50％。

10.一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理工艺，其特征在于：基于根据权利要求1-9任一项所述的一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理系统，包括：

技术总结本申请公开了一种丙烯腈尾气低排放焚烧处理系统工艺，涉及化工废弃物环保处理领域，包括双阶段焚烧炉、余热锅炉、空气预热器、二级尾气预热器、省煤器、一级尾气预热器和烟筒。节能高效，并实现了大流量多级掺混的丙烯腈尾气低NO<subgt;x</subgt;排放。技术研发人员：安兵涛,王亚飞,任春晓,刘静,匡玉成,韩大伟,殷义,时明伟,徐扬,郑全军受保护的技术使用者：北京航化节能环保技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11