Способ очистки дымовых газов

 

Изобретение относится к технологии очистки дымовых газов трубчатых печей энерготехнологических установок в производстве аммиака, позволяющей снизить расходы при обеспечении высокой степени очистки от оксидов азота. Дымовые газы очищают от оксидов азота гомогенным восстановлением аммиаком. Аммиак в смеси с отпарными газами производства аммиака вводят в зону подовых каналов с температурой 900-1000ºС. Отпарные газы содержат аммиак, метанол, водород, монооксид углерода, пары воды и другие компоненты. Степень очистки от оксидов азота 81-96%. Расход аммиака снижен на 12-25%. Подача водяного пара может осуществляться только за счет отпарных газов, являющихся отходом производства. 1 табл.

Изобретение относится к способам очистки от оксидов азота отходящих дымовых газов трубчатых печей, применяемых в энерготехнологических установках производства аммиака. Цель изобретения снижение затрат при сохранении высокой степени очистки от оксидов азота. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. В качестве топливного газа печи первичного риформинга кроме природного газа используются танковые и продувочные газы с остаточным содержанием аммиака не более 1% Это приводит к образованию значительных количеств оксидов азота, сбрасываемых с дымовыми газами в атмосферу. Под воздействием вакуума продукты сгорания с t 900-1000^oС затягиваются в подовые каналы, расположенные между рядами реакционных труб в радиантной части печи, а затем поступают в камеру конвективного теплообмена. С точки зрения температурного и гидродинамического режимов зона подовых каналов является оптимальной для осуществления процесса гомогенного восстановления оксидов азота аммиаком. Для устранения влияния материала футеровки на реакции окисления аммиака кислородом подача аммиака и водяного пара осуществляется раздельно. Паровой конус, создаваемый с помощью форсунки на конце каждой подводящей трубки, препятствует контакту аммиака с поверхностью шамота. Подводящие трубки располагаются в центре подовых каналов и крепятся к коллекторам аммиака и пара. Газы после отпарной колонны, сбрасываемые в атмосферу в количестве 1200 м³/ч с содержанием аммиака 18% и метанола 2,04% полностью подаются в коллектор газообразного аммиака. Таким образом, в качестве газа-восстановителя используется смесь газообразного продукционного аммиака и отпарных газов. Это позволяет значительно (на 100м³/час) экономить продукционный аммиак за счет использования аммиака отпарных газов, исключает необходимость подачи пара в коллектор газообразного аммиака для образования пароаммиачной смеси и полностью ликвидирует вредные выбросы аммиака и метанола в атмосферу. П р и м е р 1. Содержание оксидов азота в продуктах сгорания печи первичного риформинга метана ППР-1360 составляет 960 Мг/м³. Общий объем выбрасываемых из печи дымовых газов 350000 м³/ч. На восстановление оксидов азота в центр каждого подового канала по подводящим трубкам подается смесь газообразного аммиака и отпарных газов. Расход аммиака 215 м³ /ч и 400 м³ /ч отпарных газов. Температура в зоне подового канала 1000^oС. Состав отпарных газов: 8,5% аммиака, 0,073% метана, 1,8% метанола, 9,2% азота, 9% водорода, 4% диоксида углерода, 0,03% оксида углерода, 0,67% кислорода с аргоном, вода остальное. Коэффициент избытка аммиака 1,3. Пар в коллектор газообразного аммиака не подается. Остаточное содержание оксидов азота в продуктах сгорания 80 мг/м³. Степень очистки продуктов сгорания 91,67% П р и м е р 2. Аналогичен примеру 1 (см. таблицу). Расход аммиака 203 м³ /ч, отпарных газов 600 м³/ч. Состав отпарных газов: аммиака 10% метанола 0,7% метана 1,3% азота 5,7% водорода 7,0% диоксида углерода 0,6% оксида углерода 0,08% кислорода с аргоном 0,02% остальное вода. Температура 960°С, коэффициент избытка 1,5, степень очистки 96,0% остальное содержание оксидов азота 30 мг/м³. П р и м е р 3. Аналогичен примеру 1. Расход аммиака 95 м³/ч. отпарных газов 555 м³/ч. Состав отпарных газов: аммиака 18% метанола 2,04% метана 0,2% азота 3,5% водорода 10,0% диоксида углерода 7,0% оксида углерода 0,05% кислорода с аргоном 1,2% остальное вода. Температура 930^oС. Коэффициент избытка 0,88, степень очистки 94,4% остаточное содержание оксидов азота 35 мг/м³. Примеры 4,5,6 осуществления способа по прототипу приведены в таблице. Как видно из приведенных данных, в предлагаемом способе (примеры 1, 2, 3), по сравнению с прототипом (примеры 4, 5, 6), при меньшем коэффициенте избытка газообразного аммиака 0,88-1,5 (по прототипу 1-2) достигается более высокая степень очистки от оксидов азота 91,67-96% (по прототипу 90-95%), обеспечивается остаточная концентрация NO_x30-80 мг/м³3 (по прототипу 31-92 мг/м³), снижается расход газообразного аммиака на 12-25% Наличие в отпарных газах паров воды позволяет исключить подачу пара в коллектор газообразного аммиака. Достигнутый положительный эффект объясняется тем, что в процессе очистки участвуют отпарные газы, содержащие в своем составе газы восстановители: метан, оксид углерода, аммиак, а также за счет выбора местом ввода восстановительной смеси туннельных каналов подовой зоны. Введение аммиака в промежуточную зону по прототипу не достаточно эффективно вследствие протекания побочной реакции окисления аммиака кислородом на металлической поверхности теплообменников при температуре 900-1000^oС. Изменение места ввода аммиака на гомогенное восстановление в заявляемом способе позволяет исключить протекание побочной реакции окисления аммиака до оксидов азота.

Формула изобретения

Способ очистки дымовых газов при сжигании топлива в технологических печах от оксидов азота, включающий их гомогенное восстановление аммиаком при вводе его в зону с температурой 900 1000^oC, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат при сохранении высокой степени очистки от оксидов азота, аммиак вводят в смеси с отпарными газами производства аммиака в зону подовых каналов.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000        

---