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永利国际含氮氧化物废气处理新工艺国际先进

  中化新网讯 12月12日,从南京鹳山化工科技有限公司传来喜讯,经过公司10多年研究开发的 “含氮氧化物废气处理并资源化利用新工艺”成果近日在北京通过中国石油和化学工业联合会组织的专家科技成果鉴定。以中国氮肥工业协会理事长顾宗勤为主任的鉴定委员会一致认为,该技术指标先进,应用性强,适用范围广,环境效益和社会效益突出,整体技术达到了国际先进水平。

  据介绍,永利国际该技术针对传统氮氧化物(NOX)处理工艺运行成本高、达标排放困难等一系列技术难题,开发了NOX废气治理并资源化利用的新工艺。通过对吸收过程、操作条件及相关设备的深入研究,完成了小试验证、大生产验证,主要取得了三个方面的创新,一是开发了一种分级加氧的多塔串联、多级逆流自动化吸收NOX新工艺,实现了NOX达标排放和资源化回收利用;二是开发了一种节间外循环分级移热低压高效填料吸收塔,在低压条件下取得了很好的NOX吸收效果,能耗和运行成本显著降低;三是采用高效高浸润性的规整填料,结合大流量的液相循环,保证了填料表面的润湿,强化了气液传质,显著提高了吸收效果。上述创新使得氮氧化物吸收在0.15MPa的低压条件即可取得满意的效果,实践证明,该技术投资合理、能耗和运行成本显著降低,无二次污染,是值得推广的氮氧化物环保治理技术。

  图为青岛双桃精细化工集团有限公司采用南京鹳山化工公司技术建成的酸处理及硝烟吸收装置外景。

  该技术已经成功应用于多家企业的硝烟治理,应用结果表明:该技术显著降低了硝烟治理过程的运行成本,实现尾气达标排放,“排放口实测NOx浓度100mg/m³,远低于国家标准240mg/m³的上限值”,取得了很好的环境和社会效益;NOx吸收后可以得到硝酸,在节能减排的同时实现了资源的循环利用,取得了较好的经济效益。

  据鹳山化工公司总经理华军介绍,公司致力于环保技术和清洁生产技术的开发、应用和推广。经过大量的调查研究和长期跟踪分析,发现国内硝烟治理的需求量快速增长,且硝烟浓度和气量变化范围大,而相应的处理技术并没有同步改进,许多企业在环保压力下虽然建有硝烟吸收处理装置,但由于运行成本成高,企业经济负担沉重,实际投运效果不佳。为此,该公司在2006年成立了由总经理任组长的攻关小组,投入了大量的人力、财力和物力,以高效率低成本为目标,开始对硝烟尾气治理技术的研究。

  攻关组以提高传质效果、优化反应操作条件、开发所需的工艺设备及内件为出发点,设计了严格的逆流规整填料塔分级吸收系统;通过空气的分级补加确保NOx反应完全;通过采用节间外循环完美地解决了反应热移除和气液充分接触的问题,在低压条件下可以达到理想的吸收效果,氮氧化物治理过程回收的硝酸可以回用到生产装置,排放的尾气中氮氧化物浓度明显低于国家规定的排放标准。此类装置具有流程简单、安全性好、运行周期长,运行成本低,自动化程度高的特点。

  据华军介绍,经过10多年的研究攻关,在小试、中试和大生产的基础上,该技术得到了进一步地完善和优化,已成功得到了推广和应用,浙江龙盛、浙江润土、江苏淮化、青岛双桃等多个企业的硝烟吸收装置一次性试车成功,运行数据表明无论吸收效果(外排尾气中氮氧化物含量稳定在240mg/ m³以下)还是运行成本(耗电低、冷冻水用量少)都优于0.6MPa的板式塔(包括筛板塔和泡罩塔)吸收技术。

  华军介绍说,该公司的新工艺特别适用于使用硝酸过程中产生的硝烟尾气治理,其优点是该技术运行条件缓和、操作弹性大、综合成本低、永利国际氮元素资源化利用率高。目前,公司还在进一步深入地研究氮氧化物的吸收机理;深入地研究不同烟气的预处理技术、与稀硝酸浓缩的配套应用推广技术;希望通过技术进步和应用推广为实现清洁蓝天的目标做出更大的贡献。

  氮氧化物包括N₂O、 NO、 NO₂ 、N₂O₃ 、N₂O₄、N₂O₅等,通常用NOX表示。工业生产产生的氮氧化物一方面来自燃料的燃烧,另一方面,硝化反应、硝酸氧化反应、硝基化合物分解、硝基化合物合成、硝酸生产、含硝废酸处理等化工过程都会产生大量含有高浓度氮氧化物的废气,即俗称的“硝烟”或“烟气”。氮氧化物的危害主要在于:对人体的致毒作用(NO和血红蛋白的亲和力比CO对血红蛋白亲和力大几百倍);对植物的损害作用;在大气中形成酸雾;与碳氢化合物形成光化学烟雾;参与破坏大气臭氧层等,是造成大气污染的主要污染源之一,也是环境治理中需要消除的化学物质,是环境保护的重点治理对象。

  目前工业上氮氧化物治理方法较多,普遍采用的有还原法、液体吸收法、生物法、吸附法和等离子体活化法等几类,这些工艺都不同程度存在一些缺陷,如还原法又可分为选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、非选择性催化还原法和催化分解法。(SCR)法存在投资大、运行成本高、催化剂寿命短、价格高等问题;(SNCR)法一是还原剂较SCR法消耗多,二是氨的逃逸率高,如控制不当会影响到锅炉运行的稳定性和安全性,造成尾气超标排放。非选择性催化还原法由于存在着过量氧,燃料消耗量大,需贵金属作催化剂、需增设热回收装置,投资大等因素,在国内逐渐被SCR法取代。

  还原法主要用于电厂锅炉、工业窑炉等燃料燃烧尾气的治理,共同点是将氮氧化物通过化学反应变为无害也无用的氮气排放,需要消耗化学原料和较高的反应温度,在给排放企业带来沉重经济负担的同时浪费了资源。

  鹳山化工公司开发的“含氮氧化物废气处理并制硝酸的新工艺”通过提高气—液相传质效率和分级加氧的措施提高了氮氧化物吸收率,在低压条件下实现了比加压吸收法更好的吸收效果,从而降低了投资和运行成本。同时,新工艺降低了对原料气的要求,对于含量、流量变化较大的原料气体也能达到同样的吸收目标,可以使回收硝酸浓度和排放尾气中的氮氧化物含量保持在稳定的数值。该法的优点是将氮氧化物转变为有用的硝酸,实现了资源化利用,又不会产生其他副产物,杜绝了二次污染的发生。

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