一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種處理含氮廢氣、廢液的焚燒裝置及方法。該裝置其包括欠氧還原段、一次急冷段、氧化段、二次急冷段、SNCR脫硝段、余熱鍋爐。該方法包括如下步驟：(a)欠氧焚燒；(b)一次急冷；(c)過氧焚燒；(d)二次急冷；(e)SNCR脫硝；(f)余熱回收。本發(fā)明采用爐膛整體空氣分級燃燒和煙氣再循環(huán)、SNCR脫硝相結(jié)合的技術(shù)，提供一整套焚燒裝置、焚燒方法和控制理念，能夠有效控制含氮廢氣、廢液等廢物燃燒過程中氮氧化物的生成，特別是能夠顯著抑制燃料型氮氧化物的生成，降低燃料合成物中氮生成氮氧化物的轉(zhuǎn)化率。
【專利說明】
一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)廢棄物焚燒技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于減少氮氧化物生成的處理含氮廢氣、廢液的焚燒裝置，特別涉及其焚燒方法。本發(fā)明涉及的焚燒方法適用于石油化工、精細(xì)化工、煤化工、焦化等多種工業(yè)領(lǐng)域含氮廢氣、廢液的處理。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排是工業(yè)燃燒裝置的永恒課題。特別是當(dāng)前隨著最新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，如《GB 31570-2015石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《GB 31571-2015石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、((GB 16171-2012煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《危險(xiǎn)廢物焚燒污染物控制標(biāo)準(zhǔn)-征求意見稿》等標(biāo)準(zhǔn)的頒布和實(shí)施，對降低氮氧化物排放的要求更加嚴(yán)格。含氮廢氣、廢液是由化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生的，如丙烯晴行業(yè)，或吡啶類農(nóng)業(yè)原材料行業(yè)。針對此類含氮廢氣、廢液的處理，傳統(tǒng)的焚燒方式無法減少燃料型氮氧化物的生成，且目前在我國含氮廢氣、廢液的專用處理裝置的研發(fā)還不完善，對降低燃料型氮氧化物的形成還缺少有效的方法，因此需要開發(fā)新的焚燒理念和裝置。
[0003]從機(jī)理上講，工業(yè)燃燒裝置中氮氧化物的產(chǎn)生主要分兩大類，一類是熱力型，受溫度影響較大，當(dāng)溫度超過1350°C時(shí)，氮氧化物生成量隨溫度的升高呈指數(shù)增長，且氮氧化物的生成正比于燃燒氛圍中氧氣濃度的二分之一次方；另一類是燃料型，即燃料中的氮元素以化合物的狀態(tài)存在，在燃燒過程中，含氮化合物中的氮元素呈自由基被釋放出來，并與氧氣結(jié)合生成氮氧化物，此燃料型氮氧化物的生成較難控制。目前減低氮氧化物的方法主要從兩方面入手，一是降低火焰的峰值溫度和氧分壓，比如比空氣分級、燃料分級和煙氣再循環(huán)等，二是對燃燒后的煙氣進(jìn)行脫硝后處理，采用的方法有SNCR和SCR。
[0004]在諸多控制氮氧化物生成的技術(shù)中，空氣分級是最常用和經(jīng)濟(jì)的一種。它通過控制燃燒區(qū)過量空氣系數(shù)α(即實(shí)際供給的氧氣質(zhì)量與當(dāng)量反應(yīng)所需的理論氧氣質(zhì)量的比率)，將用于燃燒的總空氣量沿整個(gè)燃燒區(qū)的主流方向分批供入，形成“多級”燃燒區(qū)，主燃燒區(qū)的α< I，造成欠氧的還原性氣氛，抑制氮氧化物的生成，并有利于已經(jīng)生成的氮氧化物分解還原，而最后一級中供入完全燃燒所需的其余空氣量，將燃料燃盡，保證燃燒效率。
[0005]煙氣外循環(huán)采用回抽燃燒后的部分煙氣重新進(jìn)入燃燒裝置，來稀釋氧氣濃度和降低峰值溫度，從而減少含氮游離基團(tuán)與氧原子結(jié)合的概率，進(jìn)而降低氮氧化物生成量。
[0006]SNCR脫硝技術(shù)，即在合適的溫度區(qū)間，向含氮氧化物的煙氣中噴入氨水或尿素，使噴入介質(zhì)釋放的自由基NHi(i = I，2，3)與NO反應(yīng)生成N2和水，從而降低煙氣中氮氧化物的濃度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的是提供一種用于減少氮氧化物生成，特別是燃料型氮氧化物生成的處理含氮廢氣、廢液的焚燒裝置及方法。
[0008]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案:一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置，其包括欠氧還原段，在欠氧還原段下游布置有處理第一產(chǎn)物流的一次急冷段，在一次急冷段下游布置有處理第二產(chǎn)物流的氧化段，在氧化段下游布置有處理第三產(chǎn)物流的二次急冷段，在二次急冷段下游布置有處理第四產(chǎn)物流的SNCR脫硝段，在SNCR脫硝段下游布置有回收第五產(chǎn)物流熱焓的余熱鍋爐;所述的欠氧還原段包括用于焚燒含氮廢物流的燃燒器;所述燃燒器上布置有一次助燃風(fēng)入口、含氮廢氣流入口、含氮廢液流入口、燃料流入口 ；所述欠氧還原段上布置有水蒸汽入口，在欠氧還原段下游布置有第一產(chǎn)物流出口；在一次急冷段上游設(shè)有用于再循環(huán)煙氣的入口，在一次急冷段下游布置有第二產(chǎn)物流出口；在氧化段上游設(shè)有二次助燃風(fēng)入口，在氧化段的起點(diǎn)處布置第二燃燒器;在氧化段上還設(shè)有三次助燃風(fēng)入口、第二燃料流入口和不含氮廢物流入口；在氧化段下游布置有第三產(chǎn)物流出口；在二次急冷段上設(shè)有噴水入口，二次急冷段下游布置有第四產(chǎn)物流出口；在SNCR脫硝段上設(shè)有脫硝劑入口，在SNCR脫硝段下游布置有第五產(chǎn)物流出口 ；在余熱鍋爐上布置有第六產(chǎn)物流出口；在余熱鍋爐下游連接用于處理第六產(chǎn)物流的煙筒，在煙筒上布置有再循環(huán)煙氣的出口，再循環(huán)煙氣的出口連接再循環(huán)風(fēng)機(jī)。
[0009]如上所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置，該焚燒裝置的欠氧還原段、一次急冷段、氧化段、二次急冷段、SNCR脫硝段、余熱鍋爐是各自獨(dú)立的爐體，各爐體之間串聯(lián)連接。
[0010]如上所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置，該焚燒裝置的欠氧還原段、一次急冷段、氧化段、二次急冷段、SNCR脫硝段、余熱鍋爐是一體的，即在一個(gè)焚燒爐內(nèi)分為不同的段。
[0011]如上所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置，該焚燒裝置的二次急冷段、SNCR脫硝段和余熱鍋爐制成一體，為帶SNCR脫硝裝置的鍋爐。
[0012]如上所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置，其在欠氧還原段所述的一次助燃風(fēng)入口連接用于調(diào)節(jié)一次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu);含氮廢氣流入口連接用于調(diào)節(jié)廢氣量的控制機(jī)構(gòu);含氮廢液流入口連接用于調(diào)節(jié)廢液量的控制機(jī)構(gòu);燃料流入口連接用于調(diào)節(jié)燃料流量的控制機(jī)構(gòu);水蒸汽入口連接用于調(diào)節(jié)水蒸汽量的控制機(jī)構(gòu);在欠氧還原段末端設(shè)有分析儀一和溫度控制機(jī)構(gòu)一，所述分析儀一能夠分析第一產(chǎn)物流中的非甲烷總烴含量或NO含量，并用于調(diào)節(jié)一次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu)、廢氣量的控制機(jī)構(gòu)、廢液量的控制機(jī)構(gòu)、燃料流量的控制機(jī)構(gòu)和水蒸汽量的控制機(jī)構(gòu)中的一種或多種，溫度控制機(jī)構(gòu)一用于調(diào)節(jié)一次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu)和水蒸汽量的控制機(jī)構(gòu)中的一種或兩種。在一次急冷段的再循環(huán)煙氣入口連接用于調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣量的控制機(jī)構(gòu);在一次急冷段的末端連接溫度控制機(jī)構(gòu)二，溫度控制機(jī)構(gòu)二用于調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣量的控制機(jī)構(gòu)。在氧化段的二次助燃風(fēng)入口連接用于調(diào)節(jié)二次助燃風(fēng)流量的控制機(jī)構(gòu)，三次助燃風(fēng)入口連接用于調(diào)節(jié)三次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu)，第二燃料流入口連接用于調(diào)節(jié)第二燃料流量的控制機(jī)構(gòu)，不含氮廢物流入口連接用于調(diào)節(jié)廢物流量的控制機(jī)構(gòu);在氧化段的末端連接分析儀二，分析儀二能夠分析第三產(chǎn)物流中的氧氣含量并且優(yōu)先調(diào)節(jié)用于調(diào)節(jié)二次助燃風(fēng)流量的控制機(jī)構(gòu)，次選調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣量的控制機(jī)構(gòu)，以及調(diào)節(jié)三次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu)、第二燃料流量的控制機(jī)構(gòu)和廢物流量的控制機(jī)構(gòu)。在二次急冷段的噴水入口連接用于調(diào)節(jié)噴水量的控制機(jī)構(gòu);二次急冷段的末端連接溫度控制機(jī)構(gòu)三，溫度控制機(jī)構(gòu)三用于調(diào)節(jié)噴水量的控制機(jī)構(gòu)；在二次急冷段上布置有換熱裝置。在SNCR脫硝段的脫硝劑入口連接用于調(diào)節(jié)脫硝劑流量的控制機(jī)構(gòu)；SNCR脫硝段的末端連接分析儀三，分析儀三能夠分析第五產(chǎn)物流中的NO含量，并用于調(diào)節(jié)脫硝劑流量的控制機(jī)構(gòu)在余熱鍋爐的再循環(huán)煙氣出口上連接用于調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣流量的控制機(jī)構(gòu)。
[0013]本發(fā)明所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒方法，其包括如下步驟
[0014](a)第一焚燒步驟:欠氧焚燒
[0015]在欠氧還原段使含氮的廢氣、廢液物流和燃料流在一定條件下與一次助燃風(fēng)反應(yīng)，所述一次助燃風(fēng)中的氧相對于所述廢物流和燃料流中的可燃組分為亞化學(xué)當(dāng)量量，形成欠氧環(huán)境，由此產(chǎn)生第一產(chǎn)物流;基于對所述第一產(chǎn)物流的分析，調(diào)節(jié)上述各物料流中的一種或多種，使反應(yīng)區(qū)總的過量空氣系數(shù)控制在0.6-1.0之間；焚燒溫度控制在1000°C-1600°C之間;第一產(chǎn)物流在欠氧還原段(10)的停留時(shí)間控制在0.5s-2.0s之間；
[0016](b)第二焚燒步驟:一次急冷
[0017]在一次急冷段采用低溫循環(huán)煙氣對第一產(chǎn)物流進(jìn)行急冷，從而產(chǎn)生第二產(chǎn)物流，且確保急冷后的煙氣溫度在800°C-100(TC之間，以滿足在充足氧氣條件下能夠再次點(diǎn)燃；
[0018](C)第三焚燒步驟:過氧焚燒
[0019]在氧化段第二產(chǎn)物流與氧氣大于化學(xué)當(dāng)量量的二次助燃風(fēng)反應(yīng)，使可燃組分燃盡，保證燃燒效率，由此產(chǎn)生第三產(chǎn)物流;調(diào)節(jié)二次助燃風(fēng)供入量，控制第三產(chǎn)物流含氧量在6%-10%之間;氧化段焚燒溫度控制在850°C_1250°C之間；
[0020](d)第四焚燒步驟:二次急冷
[0021]在二次急冷段采用介質(zhì)直接接觸，噴水對第三產(chǎn)物流進(jìn)行急速冷卻，從而產(chǎn)生第四產(chǎn)物流;或采用介質(zhì)間接接觸，換熱裝置對第三產(chǎn)物流進(jìn)行降溫，從而產(chǎn)生第四產(chǎn)物流；第四產(chǎn)物流溫度在900 °C-1000 °C之間；
[0022](e)第五焚燒步驟:SNCR脫硝
[0023]在SNCR脫硝段采用脫硝劑和第四產(chǎn)物流在直接接觸的條件下進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生第五產(chǎn)物流;氨硝比控制在(1.2?1.6):1之間；
[0024](f)第六焚燒步驟:余熱回收
[0025]采用余熱鍋爐回收第五產(chǎn)物流熱焓，產(chǎn)生第六產(chǎn)物流。
[0026]如上所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒方法，其在氧化段布置第二燃燒器，起到穩(wěn)定引燃的作用，或通過第二燃燒器投入不含氮廢氣、廢液進(jìn)行焚燒處理。
[0027]如上所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒方法，其所述的含氮的廢氣、廢液物流可以全是廢氣，也可以全是廢液，或是廢氣和廢液的混合物。
[0028]如上所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒方法，其所述的含氮的廢氣、廢液物流可分別通過燃燒器進(jìn)入、欠氧還原段錐段進(jìn)入或欠氧還原段中部進(jìn)入。
[0029]本發(fā)明的效果在于:本發(fā)明所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置和方法，采用爐膛整體空氣分級燃燒和煙氣再循環(huán)、SNCR脫硝相結(jié)合的技術(shù)，提供一整套焚燒裝置、焚燒方法和控制理念，能夠有效控制含氮廢氣、廢液等廢物燃燒過程中氮氧化物的生成，特別是能夠顯著抑制燃料型氮氧化物的生成，降低燃料合成物中氮生成氮氧化物的轉(zhuǎn)化率。
【附圖說明】
[0030]圖1本發(fā)明所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置示意圖。
[0031]圖2本發(fā)明所述的一種處理含氮廢氣、廢液的帶特種鍋爐的低氮氧化物焚燒裝置示意圖。
[0032]圖3本發(fā)明所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置的控制邏輯示意圖。
[0033]圖中:10.欠氧還原段；20.一次急冷段;30.氧化段;40.二次急冷段;50.SNCR脫硝段;60.余熱鍋爐;90.帶SNCR脫硝裝置的鍋爐；100.燃燒器；110..—次助燃風(fēng)入口； 120.含氮廢氣流入口； 130.含氮廢液流入口； 140.燃料流入口； 150.水蒸汽入口； 160.第一產(chǎn)物流出口；210.再循環(huán)煙氣的入口；220.第二產(chǎn)物流出口；310.二次助燃風(fēng)入口 ；300.第二燃燒器;320.三次助燃風(fēng)入口； 330.第二燃料流入口； 340.不含氮廢物流入口； 350.第三產(chǎn)物流出口；410.噴水入口 ；420.第四產(chǎn)物流出口；510..脫硝劑入口；520.第五產(chǎn)物流出口；610.第六產(chǎn)物流出口； 70.煙筒;710.再循環(huán)煙氣的出口； 80.再循環(huán)風(fēng)機(jī)；111.一次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu)；121.廢氣量的控制機(jī)構(gòu)；131.廢液量的控制機(jī)構(gòu)；141.燃料流量的控制機(jī)構(gòu)；151.水蒸汽量的控制機(jī)構(gòu)；170.分析儀一；180.溫度控制機(jī)構(gòu)一;211.再循環(huán)煙氣量的控制機(jī)構(gòu);230.溫度控制機(jī)構(gòu)二; 311.二次助燃風(fēng)流量的控制機(jī)構(gòu);321.三次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu);331.第二燃料流量的控制機(jī)構(gòu)；341.廢物流量的控制機(jī)構(gòu)；360.分析儀二; 411.噴水量的控制機(jī)構(gòu);430.溫度控制機(jī)構(gòu)三;511.脫硝劑流量的控制機(jī)構(gòu);530.分析儀三。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置及方法作進(jìn)一步描述。
[0035]實(shí)施例1
[0036]如圖1和圖3所示，本發(fā)明所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置，該裝置包括欠氧還原段10，在欠氧還原段10下游布置有處理第一產(chǎn)物流的一次急冷段20，在一次急冷段20下游布置有處理第二產(chǎn)物流的氧化段30，在氧化段30下游布置有處理第三產(chǎn)物流的二次急冷段40，在二次急冷段40下游布置有處理第四產(chǎn)物流的SNCR脫硝段50，在SNCR脫硝段50下游布置有回收第五產(chǎn)物流熱焓的余熱鍋爐60。
[0037]所述的欠氧還原段10包括用于焚燒含氮廢物流的燃燒器100;所述燃燒器100上布置有一次助燃風(fēng)入口 110、含氮廢氣流入口 120、含氮廢液流入口 130、燃料流入口 140;所述欠氧還原段10上布置有水蒸汽入口 150，在欠氧還原段10下游布置有第一產(chǎn)物流出口 160。所述的一次助燃風(fēng)入口 110連接用于調(diào)節(jié)一次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu)111;含氮廢氣流入口120連接用于調(diào)節(jié)廢氣量的控制機(jī)構(gòu)121;含氮廢液流入口 130連接用于調(diào)節(jié)廢液量的控制機(jī)構(gòu)131;燃料流入口 140連接用于調(diào)節(jié)燃料流量的控制機(jī)構(gòu)141;水蒸汽入口 150連接用于調(diào)節(jié)水蒸汽量的控制機(jī)構(gòu)151;在欠氧還原段10末端設(shè)有分析儀一 170和溫度控制機(jī)構(gòu)一180，所述分析儀一 170能夠分析第一產(chǎn)物流中的非甲烷總烴含量或NO含量，并用于調(diào)節(jié)一次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu)111、廢氣量的控制機(jī)構(gòu)121、廢液量的控制機(jī)構(gòu)131、燃料流量的控制機(jī)構(gòu)141和水蒸汽量的控制機(jī)構(gòu)151中的一種或多種，溫度控制機(jī)構(gòu)一 180用于調(diào)節(jié)一次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu)111和水蒸汽量的控制機(jī)構(gòu)151中的一種或兩種。
[0038]在一次急冷段20上游設(shè)有用于再循環(huán)煙氣的入口210，在一次急冷段20下游布置有第二產(chǎn)物流出口 220。所述的再循環(huán)煙氣入口 210連接用于調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣量的控制機(jī)構(gòu)211;在一次急冷段20的末端連接溫度控制機(jī)構(gòu)二 230，溫度控制機(jī)構(gòu)二 230用于調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣量的控制機(jī)構(gòu)211。
[0039]在氧化段30上游設(shè)有二次助燃風(fēng)入口310，在氧化段30的起點(diǎn)處布置第二燃燒器300;在氧化段30上還設(shè)有三次助燃風(fēng)入口 320、第二燃料流入口 330和不含氮廢物流入口340;在氧化段30下游布置有第三產(chǎn)物流出口 350。所述的二次助燃風(fēng)入口 310連接用于調(diào)節(jié)二次助燃風(fēng)流量的控制機(jī)構(gòu)311，三次助燃風(fēng)入口 320連接用于調(diào)節(jié)三次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu)321，第二燃料流入口 330連接用于調(diào)節(jié)第二燃料流量的控制機(jī)構(gòu)331，不含氮廢物流入口 340連接用于調(diào)節(jié)廢物流量的控制機(jī)構(gòu)341;在氧化段30的末端連接分析儀二 360，分析儀二 360能夠分析第三產(chǎn)物流中的氧氣含量并且優(yōu)先調(diào)節(jié)用于調(diào)節(jié)二次助燃風(fēng)流量的控制機(jī)構(gòu)311，次選調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣量的控制機(jī)構(gòu)211，以及調(diào)節(jié)三次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu)321、第二燃料流量的控制機(jī)構(gòu)331和廢物流量的控制機(jī)構(gòu)341。
[0040]在二次急冷段40上設(shè)有噴水入口410，二次急冷段40下游布置有第四產(chǎn)物流出口420。所述的噴水入口 410連接用于調(diào)節(jié)噴水量的控制機(jī)構(gòu)411; 二次急冷段40的末端連接溫度控制機(jī)構(gòu)三430，溫度控制機(jī)構(gòu)三430用于調(diào)節(jié)噴水量的控制機(jī)構(gòu)411;在二次急冷段40上布置有換熱裝置。
[0041 ] 在SNCR脫硝段50上設(shè)有脫硝劑入口 510，在SNCR脫硝段50下游布置有第五產(chǎn)物流出口 5 20。所述的脫硝劑入口 510連接用于調(diào)節(jié)脫硝劑流量的控制機(jī)構(gòu)511; SNCR脫硝段50的末端連接分析儀三530，分析儀三530能夠分析第五產(chǎn)物流中的NO含量，并用于調(diào)節(jié)脫硝劑流量的控制機(jī)構(gòu)511。
[0042]在余熱鍋爐60上布置有第六產(chǎn)物流出口610;在余熱鍋爐60下游連接用于處理第六產(chǎn)物流的煙筒70，在煙筒70上布置有再循環(huán)煙氣的出口 710，再循環(huán)煙氣的出口 710連接再循環(huán)風(fēng)機(jī)80。所述的再循環(huán)煙氣出口 710上連接用于調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣流量的控制機(jī)構(gòu)211。
[0043]本實(shí)施例中欠氧還原段10、一次急冷段20、氧化段30、二次急冷段40、SNCR脫硝段50、余熱鍋爐60可以是一體的，即在一個(gè)焚燒爐內(nèi)分為不同的段。
[0044]實(shí)施例2
[0045]與實(shí)施例1的不同之處在于，欠氧還原段10、一次急冷段20、氧化段30、二次急冷段40、SNCR脫硝段50、余熱鍋爐60是各自獨(dú)立的爐體，各爐體之間串聯(lián)連接。
[0046]實(shí)施例3
[0047]與實(shí)施例1的不同之處在于，如圖2所示，該焚燒裝置的二次急冷段40、SNCR脫硝段50和余熱鍋爐60制成一體，為帶SNCR脫硝裝置的鍋爐90。
[0048]實(shí)施例4
[0049]如圖1和圖3所示，一種采用實(shí)施例1所述裝置的處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒方法，其包括如下步驟
[0050](a)第一焚燒步驟:欠氧焚燒
[0051]在欠氧還原段10使含氮的廢氣、廢液物流和燃料流在一定條件下與一次助燃風(fēng)反應(yīng)，所述一次助燃風(fēng)中的氧相對于所述廢物流和燃料流中的可燃組分為亞化學(xué)當(dāng)量量，形成欠氧環(huán)境，由此產(chǎn)生第一產(chǎn)物流;基于對所述第一產(chǎn)物流的分析，調(diào)節(jié)上述各物料流中的一種或多種，使反應(yīng)區(qū)總的過量空氣系數(shù)控制在0.6-1.0之間(例如:0.65、0.85或0.95);焚燒溫度控制在1000°01600°(:之間(例如:1100°(:、1300°(:或1500°(:);第一產(chǎn)物流在欠氧還原段10的停留時(shí)間控制在0.5s-2.0s之間(例如:0.8s、1.2s或1.6s)，越難于焚燒的含氮廢物流，停留時(shí)間應(yīng)越長。
[0052]在欠氧條件下，由于沒有足夠的氧與所述廢氣、廢液等廢物流中的氮元素結(jié)合，廢物流中的氮元素傾向于與氫、碳等反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成NH1Q = IjjhHCN等還原性中間產(chǎn)物，這些還原性中間產(chǎn)物與部分已產(chǎn)生的氮氧化物繼續(xù)反應(yīng)，生成氮?dú)?，最終使大部分氮元素轉(zhuǎn)化成氮?dú)猓缮倭康腘O。
[0053]在欠氧條件一定的情況下，可選的噴入水蒸氣用來調(diào)節(jié)爐膛的焚燒溫度，避免超過耐火襯里的極限溫度。
[0054](b)第二焚燒步驟:一次急冷
[0055]在一次急冷段20采用低溫循環(huán)煙氣對第一產(chǎn)物流進(jìn)行急冷，從而產(chǎn)生第二產(chǎn)物流，且確保急冷后的煙氣溫度在8000C-1OOO °C之間(例如:800°C、900°C或1000 °C)，以滿足在充足氧氣條件下能夠再次點(diǎn)燃；
[0056](c)第三焚燒步驟:過氧焚燒
[0057]在氧化段30第二產(chǎn)物流與氧氣大于化學(xué)當(dāng)量量的二次助燃風(fēng)反應(yīng)，使可燃組分燃盡，保證燃燒效率，由此產(chǎn)生第三產(chǎn)物流;調(diào)節(jié)二次助燃風(fēng)供入量，控制第三產(chǎn)物流含氧量在6%-10%之間(例如:6%、7%或9%)，最高不超10%;氧化段30焚燒溫度控制在850°C-1250 °C 之間(例如:950 °C、1000 °C 或 1150 °C)，最高不超1300 °C ;
[0058]在氧化段30可選的布置第二燃燒器，起到穩(wěn)定引燃的作用，或通過第二燃燒器投入不含氮廢氣、廢液進(jìn)行焚燒處理；
[0059](d)第四焚燒步驟:二次急冷
[0060]在二次急冷段40采用介質(zhì)直接接觸，噴水對第三產(chǎn)物流進(jìn)行急速冷卻，從而產(chǎn)生第四產(chǎn)物流;或采用介質(zhì)間接接觸，換熱裝置對第三產(chǎn)物流進(jìn)行降溫，從而產(chǎn)生第四產(chǎn)物流;第四產(chǎn)物流溫度在900 0C-1OOO 0C之間(例如:900 °C、950 °C或1000 °C)；
[0061 ] (e)第五焚燒步驟:SNCR脫硝
[0062]在SNCR脫硝段50，采用脫硝劑和第四產(chǎn)物流在直接接觸的條件下進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生第五產(chǎn)物流;氨硝比控制在(1.2?1.6):1之間(例如:1.2:1、1.4:1或1.6:1);脫銷效率可達(dá)30%-50%。
[0063 ] (f)第六焚燒步驟:余熱回收
[0064]采用余熱鍋爐60回收第五產(chǎn)物流熱焓，產(chǎn)生第六產(chǎn)物流。
[0065]本實(shí)施例中所述的含氮的廢氣、廢液物流可以全是廢氣，也可以全是廢液，或是廢氣和廢液的混合物。所述的含氮的廢氣、廢液物流可分別通過燃燒器100進(jìn)入、欠氧還原段10錐段進(jìn)入或欠氧還原段10中部進(jìn)入。
[0066]本部分描述僅僅是為了詳細(xì)說明本發(fā)明提供的技術(shù)方案，具體的描述順序和用語不應(yīng)當(dāng)形成對本發(fā)明保護(hù)范圍的任何限制。本發(fā)明不限于本【具體實(shí)施方式】，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動，所作出的種種變換，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置，其特征在于:該裝置包括欠氧還原段(10)，在欠氧還原段(10)下游布置有處理第一產(chǎn)物流的一次急冷段(20)，在一次急冷段(20)下游布置有處理第二產(chǎn)物流的氧化段(30)，在氧化段(30)下游布置有處理第三產(chǎn)物流的二次急冷段(40)，在二次急冷段(40)下游布置有處理第四產(chǎn)物流的SNCR脫硝段(50)，在SNCR脫硝段(50)下游布置有回收第五產(chǎn)物流熱焓的余熱鍋爐(60); 所述的欠氧還原段(10)包括用于焚燒含氮廢物流的燃燒器(100);所述燃燒器(100)上布置有一次助燃風(fēng)入口(I 10)、含氮廢氣流入口(120)、含氮廢液流入口(130)、燃料流入口(140);所述欠氧還原段(10)上布置有水蒸汽入口(150)，在欠氧還原段(10)下游布置有第一產(chǎn)物流出口(160); 在一次急冷段(20)上游設(shè)有用于再循環(huán)煙氣的入口(210)，在一次急冷段(20)下游布置有第二產(chǎn)物流出口(220); 在氧化段(30)上游設(shè)有二次助燃風(fēng)入口(310)，在氧化段(30)的起點(diǎn)處布置第二燃燒器(300);在氧化段(30)上還設(shè)有三次助燃風(fēng)入口( 320)、第二燃料流入口( 330)和不含氮廢物流入口( 340);在氧化段(30)下游布置有第三產(chǎn)物流出口( 350); 在二次急冷段(40)上設(shè)有噴水入口(410)，二次急冷段(40)下游布置有第四產(chǎn)物流出口(420); 在SNCR脫硝段(50)上設(shè)有脫硝劑入口(510)，在SNCR脫硝段(50)下游布置有第五產(chǎn)物流出口(520); 在余熱鍋爐(60)上布置有第六產(chǎn)物流出口(610);在余熱鍋爐(60)下游連接用于處理第六產(chǎn)物流的煙筒(70)，在煙筒(70)上布置有再循環(huán)煙氣的出口(710)，再循環(huán)煙氣的出口(710)連接再循環(huán)風(fēng)機(jī)(80)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置，其特征在于:該焚燒裝置的欠氧還原段(10)、一次急冷段(20)、氧化段(30)、二次急冷段(40)、SNCR脫硝段(50)、余熱鍋爐(60)是各自獨(dú)立的爐體，各爐體之間串聯(lián)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置，其特征在于:該焚燒裝置的欠氧還原段(10)、一次急冷段(20)、氧化段(30)、二次急冷段(40)、SNCR脫硝段(50)、余熱鍋爐(60)是一體的，即在一個(gè)焚燒爐內(nèi)分為不同的段。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置，其特征在于:該焚燒裝置的二次急冷段(40)、SNCR脫硝段(50)和余熱鍋爐(60)制成一體，為帶SNCR脫硝裝置的鍋爐(90)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒裝置，其特征在于: 在欠氧還原段(10)，所述的一次助燃風(fēng)入口(110)連接用于調(diào)節(jié)一次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu)(111);含氮廢氣流入口( 120)連接用于調(diào)節(jié)廢氣量的控制機(jī)構(gòu)(121);含氮廢液流入口(I30)連接用于調(diào)節(jié)廢液量的控制機(jī)構(gòu)(I31);燃料流入口(I40)連接用于調(diào)節(jié)燃料流量的控制機(jī)構(gòu)(141);水蒸汽入口(150)連接用于調(diào)節(jié)水蒸汽量的控制機(jī)構(gòu)(151);在欠氧還原段(10)末端設(shè)有分析儀一(170)和溫度控制機(jī)構(gòu)一(180)，所述分析儀一(170)能夠分析第一產(chǎn)物流中的非甲烷總烴含量或NO含量，并用于調(diào)節(jié)一次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu)(111)、廢氣量的控制機(jī)構(gòu)(121)、廢液量的控制機(jī)構(gòu)(131)、燃料流量的控制機(jī)構(gòu)(141)和水蒸汽量的控制機(jī)構(gòu)(151)中的一種或多種，溫度控制機(jī)構(gòu)一(180)用于調(diào)節(jié)一次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu)(111)和水蒸汽量的控制機(jī)構(gòu)(151)中的一種或兩種； 在一次急冷段(20)，再循環(huán)煙氣入口(210)連接用于調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣量的控制機(jī)構(gòu)(211);在一次急冷段(20)的末端連接溫度控制機(jī)構(gòu)二(230)，溫度控制機(jī)構(gòu)二(230)用于調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣量的控制機(jī)構(gòu)(211); 在氧化段(30)，二次助燃風(fēng)入口(310)連接用于調(diào)節(jié)二次助燃風(fēng)流量的控制機(jī)構(gòu)(311)，三次助燃風(fēng)入口(320)連接用于調(diào)節(jié)三次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu)(321)，第二燃料流入口(330)連接用于調(diào)節(jié)第二燃料流量的控制機(jī)構(gòu)(331)，不含氮廢物流入口(340)連接用于調(diào)節(jié)廢物流量的控制機(jī)構(gòu)(341);在氧化段(30)的末端連接分析儀二(360)，分析儀二(360)能夠分析第三產(chǎn)物流中的氧氣含量并且優(yōu)先調(diào)節(jié)用于調(diào)節(jié)二次助燃風(fēng)流量的控制機(jī)構(gòu)(311)，次選調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣量的控制機(jī)構(gòu)(211)，以及調(diào)節(jié)三次助燃風(fēng)風(fēng)量的控制機(jī)構(gòu)(321)、第二燃料流量的控制機(jī)構(gòu)(331)和廢物流量的控制機(jī)構(gòu)(341); 在二次急冷段(4 O )，噴水入口( 410)連接用于調(diào)節(jié)噴水量的控制機(jī)構(gòu)(411); 二次急冷段(40)的末端連接溫度控制機(jī)構(gòu)三(430)，溫度控制機(jī)構(gòu)三(430)用于調(diào)節(jié)噴水量的控制機(jī)構(gòu)(411)0 在S N C R脫硝段(5 O )，脫硝劑入口( 510)連接用于調(diào)節(jié)脫硝劑流量的控制機(jī)構(gòu)(511);SNCR脫硝段(50)的末端連接分析儀三(530)，分析儀三(530)能夠分析第五產(chǎn)物流中的NO含量，并用于調(diào)節(jié)脫硝劑流量的控制機(jī)構(gòu)(511)。 在余熱鍋爐(60)，再循環(huán)煙氣出口(710)上連接用于調(diào)節(jié)再循環(huán)煙氣流量的控制機(jī)構(gòu)(211)06.—種采用權(quán)利要求1至5所述任意裝置的處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒方法，其特征在于:該方法包括如下步驟 (a)第一焚燒步驟:欠氧焚燒 在欠氧還原段(10)使含氮的廢氣、廢液物流和燃料流在一定條件下與一次助燃風(fēng)反應(yīng)，所述一次助燃風(fēng)中的氧相對于所述廢物流和燃料流中的可燃組分為亞化學(xué)當(dāng)量量，形成欠氧環(huán)境，由此產(chǎn)生第一產(chǎn)物流;基于對所述第一產(chǎn)物流的分析，調(diào)節(jié)上述各物料流中的一種或多種，使反應(yīng)區(qū)總的過量空氣系數(shù)控制在0.6-1.0之間；焚燒溫度控制在1000°C-1600°C之間;第一產(chǎn)物流在欠氧還原段(10)的停留時(shí)間控制在0.5s-2.0s之間； (b)第二焚燒步驟:一次急冷 在一次急冷段(20)采用低溫循環(huán)煙氣對第一產(chǎn)物流進(jìn)行急冷，從而產(chǎn)生第二產(chǎn)物流，且確保急冷后的煙氣溫度在800°C-100(TC之間，以滿足在充足氧氣條件下能夠再次點(diǎn)燃； (c)第三焚燒步驟:過氧焚燒 在氧化段(30)第二產(chǎn)物流與氧氣大于化學(xué)當(dāng)量量的二次助燃風(fēng)反應(yīng)，使可燃組分燃盡，保證燃燒效率，由此產(chǎn)生第三產(chǎn)物流;調(diào)節(jié)二次助燃風(fēng)供入量，控制第三產(chǎn)物流含氧量在6%-10%之間;氧化段(30)焚燒溫度控制在850°C_1250°C之間； (d)第四焚燒步驟:二次急冷 在二次急冷段(40)采用介質(zhì)直接接觸，噴水對第三產(chǎn)物流進(jìn)行急速冷卻，從而產(chǎn)生第四產(chǎn)物流;或采用介質(zhì)間接接觸，換熱裝置對第三產(chǎn)物流進(jìn)行降溫，從而產(chǎn)生第四產(chǎn)物流；第四產(chǎn)物流溫度在900 °C-1000 °C之間； (e)第五焚燒步驟:SNCR脫硝 在SNCR脫硝段(50)，采用脫硝劑和第四產(chǎn)物流在直接接觸的條件下進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生第五產(chǎn)物流;氨硝比控制在(1.2?1.6):1之間； (f)第六焚燒步驟:余熱回收 采用余熱鍋爐(60)回收第五產(chǎn)物流熱焓，產(chǎn)生第六產(chǎn)物流。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒方法，其特征在于:在氧化段(30)布置第二燃燒器，起到穩(wěn)定引燃的作用，或通過第二燃燒器投入不含氮廢氣、廢液進(jìn)行焚燒處理。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒方法，其特征在于:所述的含氮的廢氣、廢液物流可以全是廢氣，也可以全是廢液，或是廢氣和廢液的混合物。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種處理含氮廢氣、廢液的低氮氧化物焚燒方法，其特征在于:所述的含氮的廢氣、廢液物流可分別通過燃燒器(100)進(jìn)入、欠氧還原段(10)錐段進(jìn)入或欠氧還原段(10)中部進(jìn)入。
【文檔編號】F23G7/04GK105937766SQ201610403823
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】王亞飛, 時(shí)明偉, 羅秀鵬, 殷義, 王鵬舉, 劉靜, 董志明, 安兵濤, 崔曉蘭, 湯效飛, 李永勝, 韓大偉
【申請人】北京航天動力研究所, 北京航天石化技術(shù)裝備工程有限公司