一种基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法及装置，属于环保技术领域。本发明专利技术采用负压直燃式燃烧净化处理间苯二甲腈氨氧化过程产生的高含氨、高含毒、异味显著且夹杂VOCs组分的废气，对高浓度大风量的氨气以及中低浓度大风量的氰化氢、间二甲苯等挥发性有机污染物的净化效率高达99.95%，显著高于常规工艺，氨气、氰化氢、间二甲苯、一氧化碳、氮氧化物等特征污染物以及非甲烷总烃满足当前最严格的排放标准要求；同时该装置充分利用了可燃物燃烧释放的热量，显著降低了系统运行能耗和运行成本，具有显著的经济效益和环境效益。显著的经济效益和环境效益。显著的经济效益和环境效益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法及装置


[0001]本专利技术属于环保
，涉及一种基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法及装置。

技术介绍

[0002]现有技术中，间苯二甲腈（分子式CN
‑
C6H4‑
CN）是一种重要的化工中间体，其合成过程主要以间二甲苯、氨气和空气为起始原料，间二甲苯和汽化后的氨按照一定比例进原料汽化器进入流化床反应器，在360～480℃高温和催化剂作用下进行氨氧化反应，主反应转化率约为90%～95%（按间二甲苯计）。因反应氨气过量，同时存在副反应，该工艺废气组分主要有氨气（湿基体积比2%～10%）、间二甲苯（湿基体积比0～2%）、氰化氢（湿基体积比0～1%）、一氧化碳（湿基体积比0～2%），废气温度50～70℃，湿度为10～30%，因此间苯二甲腈氨氧化废气是一种高含氨、高含毒、异味显著且夹杂VOCs组分的治理难度极大的混合性废气。
[0003]现有技术手段处理间苯二甲腈氨氧化废气方法主要有单独吸收法、单独蓄热燃烧法、催化燃烧+吸收法、吸收法+蓄热燃烧法等。上述方法在处理间苯二甲腈氨氧化废气均存在各自无法避免的缺陷：（1）吸收法：主要是用水或酸性溶液（盐酸或硫酸）与处理废气充分接触，使其转化为氨水、氯化铵或硫酸铵，由于受到氨水和氯化铵用途的制约，目前多数企业采用稀硫酸溶液吸收方法，并通过蒸发浓缩、冷却结晶、分离烘干副产硫酸铵外售。其缺陷在于：
①
采用多级稀硫酸吸收工艺，可将大部分氨气转化成硫酸铵，但仅通过吸收法难以做到达标排放（氨气的浓度排放限值为30mg/m3）；
②
多级稀硫酸吸收工艺对剧毒物质氰化氢的净化效率有限，难以做到达标排放（氰化氢的浓度排放限值为1.9mg/m3）；
③
间二甲苯水溶性较差，多级稀硫酸吸收工艺对剧毒物质氰化氢的净化效率有限，难以做到达标排放（二甲苯的浓度排放限值为40mg/m3）；
④
多级稀硫酸吸收工艺对一氧化碳基本无去除效果；
⑤
通过蒸发浓缩和冷却结晶分离出固体硫酸铵含有部分有机残留及高毒物质，影响副产产品质量；
⑥
根据物料平衡计算，该法将消耗大量的硫酸，同时蒸发浓缩、烘干等工序消耗大量的能源（蒸汽），导致整个系统运行能耗颇高。
[0004]（2）催化燃烧+吸收法：CN101491747B公开了一种处理间苯二甲腈生产废气的方法，其核心内容是首先采用低温催化氧化工艺将氰化氢选择性氧化成无毒的氮气、二氧化碳、水，氨气、间二甲苯以及一氧化碳等其他污染物被保留下来，然后脱氰后的废气送入多级氨吸收塔（稀硫酸作为吸收液）净化处理。该工艺解决了高毒氰化氢的达标排放问题，但是对于氨气、间二甲苯以及一氧化碳等污染物的净化过程依然存在与吸收法同样的问题。
[0005]（3）单独蓄热燃烧法：CN114321948A一种间苯二甲腈工艺废气处理系统及处理方法，处理系统包括工艺废气收集单元、工艺废气混合单元、应急处理单元、RTO单元、废气脱硝单元、废气降温单元以及废气排放单元。按照《蓄热燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》（HJ 1093
‑
2020），RTO净化效率可达98%，经RTO净化处理以后间二甲苯、氰化氢、一氧化
碳可满足达标排放要求，但其也存在缺陷：
①
根据RTO技术原理，在满足RTO自身热量平衡前提下，需要控制氨气的进气浓度不得高于湿基体积比0.5%，然而氨氧化工艺废气湿基体积比3%～10%，意味着需要稀释6～20倍，这就大大增加了RTO装置的投资成本；
②
根据实际应用案例，RTO底部易产生固态二次污染物（碳酸铵），其形成机理是由于未参与燃烧反应的氨气与有机物经过高温燃烧产生的CO和CO2在进出气室内相遇混合而成，碳酸铵易堵塞蓄热陶瓷体，存在爆燃的安全隐患，对RTO安全稳定运行造成严重影响。
[0006]（4）吸收法+蓄热燃烧法：工程上也有将吸收法与蓄热燃烧法联用的案例，联用法仅仅解决了两个问题，第一是吸收法污染物达标排放问题，第二是蓄热燃烧法设备设施过于庞大问题，但对于诸如副产硫酸铵产品质量问题、系统运行能耗颇高问题以及RTO堵塞问题仍然无法解决，长期困扰生产企业。
[0007]因此，为了解决上述不同问题，需要研发一种处理彻底的间苯二甲腈氨氧化废气的负压直燃式燃烧净化装置。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中存在的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法，具有对氨气、氰化氢、间二甲苯以及一氧化碳污染物的净化效率高等优势。本专利技术所要解决的另一技术问题是提供一种实现上述方法的装置。
[0009]为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：一种基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法：间苯二甲腈氨氧化工艺废气与车间低浓度无组织废气在废气混合过滤器充分混合后，通过废气换热器进行预热，经阻火装置进行安全隔离后抽至负压直燃式燃烧净化装置内进行燃烧处理；负压直燃式燃烧净化装置产生的高温烟气进入蒸汽余热锅炉进行余热回收产生蒸汽，经过蒸汽余热锅炉回收热量后的烟气进入废气换热器用以预热入口混合废气，经过废气换热器的烟气进入省煤器进一步降温，经过省煤器回收热量后的烟气通过多级填料塔碱吸收装置和除雾装置送入排气筒达标排放；当系统出现故障或其他原因需要停机处理时，废气通过紧急处理系统多级填料塔酸吸收装置和除雾装置处理后送入排气筒排放。
[0010]所述的基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法，充分混合后的气体组成至少包括：NH3、CO、HCN、C8H
10
、O2、N2、CO2；其中，NH3体积占比3%～10%（湿基）、CO体积占比0～1%（湿基），HCN体积占比0～1%（湿基）、C8H
10
体积占比0～2%（湿基）、O2体积占比15～20%（湿基），N2体积占比70～75%（湿基）、CO2体积占比0～2%（湿基），可燃气体体积占比3%～10%（湿基）。
[0011]所述的基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法，废气经过废气换热器将原始废气进行预热至300℃。
[0012]所述的基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法，负压直燃式燃烧净化装置的燃烧温度为800℃～900℃。
[0013]所述的基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法，将可燃气体通入火焰边缘燃烧，使得局部高温集中在火焰周围，并通过气墙对火焰边缘进行降温。
[0014]所述的基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法，所述的负压直燃式燃烧净化装置包括炉体前段、炉体中段和炉体后段；所述炉体前段设置废气入口、废气分布器、辅助燃料装置入口、助燃空气分布器、折流蓄热墙；所述炉体中段设置具有与炉体前段连接的收缩部、与炉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法，其特征在于：间苯二甲腈氨氧化工艺废气与车间低浓度无组织废气在废气混合过滤器充分混合后，通过废气换热器进行预热，经阻火装置进行安全隔离后抽至负压直燃式燃烧净化装置内进行燃烧处理；负压直燃式燃烧净化装置产生的高温烟气进入蒸汽余热锅炉进行余热回收产生蒸汽，经过蒸汽余热锅炉回收热量后的烟气进入废气换热器用以预热入口混合废气，经过废气换热器的烟气进入省煤器进一步降温，经过省煤器回收热量后的烟气通过多级填料塔碱吸收装置和除雾装置送入排气筒达标排放；当系统出现故障或其他原因需要停机处理时，废气通过紧急处理系统多级填料塔酸吸收装置和除雾装置处理后送入排气筒排放。2.根据权利要求1所述的基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法，其特征在于：充分混合后的气体组成至少包括：NH3、CO、HCN、C8H
10
、O2、N2、CO2；其中，NH3体积占比2%～10%、CO体积占比0～1%，HCN体积占比0～1%、C8H
10
体积占比0～2%、O2体积占比15～20%，N2体积占比70～75%、CO2体积占比0～2%，可燃气体体积占比3%～10%。3.根据权利要求1所述的基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法，其特征在于：废气经过换热器将原始废气进行预热至300℃。4.根据权利要求1所述的基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法，其特征在于：负压直燃式燃烧净化装置的燃烧温度为800℃～900℃。5.根据权利要求1所述的基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法，其特征在于：将可燃气体通入火焰边缘燃烧，使得局部高温集中在火焰周围，并通过气墙对火焰边缘进行降温。6.根据权利要求1或5所述的基于负压直燃式燃烧净化处理技术处理间苯二甲腈氨氧化废气的方法，其特征在于：所述的负压直燃式燃烧净化装置（5）包括炉体前段（5
‑
1）、炉体中段（5
‑
2）和炉体后段（5
‑
3）；所述炉体前段（5
‑
1）设置废气入口（5
‑
4）、废气分布器（5
‑
5）、辅助燃料装置入口（5
‑
6）、助燃空气分布器（5
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7）、折流蓄热墙（5
‑
8）；所述炉体中段（5
‑
2）设置具有与炉体前段连接的收缩部、与炉体后段连接的扩散部、以及位于收缩部和扩散部之间的喉部；所述炉体后段（5
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3）设置检修门（5
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9）、泄爆口（5
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10）、挡火墙（5
‑
11）和烟气出口（5
‑
12）；所述的炉体内还设置保温层（5
‑
13）；炉体前段（5
‑
1）和炉体后段（5
‑
3）还设置了压力监测仪（17）和温度监测仪（19）；所述的废气分布器（5
‑
5）通过废气入口（5
‑
4）与进气管道连接，助燃空气分布器（5
‑
7）通过补风口与助燃空气管路相连，当燃烧机接口接入燃烧装置的火焰烧嘴在炉膛内产生火焰时，通过废气分布器（5
‑
5）将废气管路引入的废气分布在火焰外缘充分燃烧，通过助燃空气分布器（5
‑
7）将助燃空气管路引入的助燃空气轴向喷射以在火焰外围形成气墙；通过废气分布器（5
‑
5）和助燃空气分布器（5
‑
7）的配合使用，可燃气体经废气分布器（5
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志军，王志良，
申请(专利权)人：江苏齐清环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：