[发明专利]一种集VOCs净化和脱硝于一体的处理装置及工艺

说明书

本发明公开了一种集VOCs净化和脱硝于一体的处理装置，包括RTO反应器，所述RTO反应器包括连通的一燃烧室及若干蓄热室，所述燃烧室位于蓄热室上部；任一蓄热室均包括上段蓄热体、下段蓄热体及中间的SCR催化剂床层；且任一蓄热室的底部均设有一进气阀、一排气阀、一吹扫阀；所述进气阀的输入端连接缓冲罐，所述缓冲罐上连接VOCs废气管道及氨气管道；所述吹扫阀的输入端连接吹扫气送气管道；所述燃烧室的顶部还设置燃烧器，所述燃烧器的输入端连接燃料气管道。该装置将RTO反应器内的高温环境充分利用在SNCR‑SCR反应中，实现VOCs和NOx超洁净排放，达到降低能耗的目的。同时提供了相应的处理工艺，从而能同时有效的净化VOCs并去除NOx，且运行可靠。

技术领域

本发明属于工业废气处理技术领域，涉及一种集VOCs净化和脱硝于一体的处理装置及工艺。

背景技术

挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，以下简称VOCs)是一系列易挥发的且易燃有毒的有机化合物的总称，包括烷烃、烯烃、芳香烃、醇类、醛类、酮类、卤代烃等，VOCs是油品、化工物料在储存装卸过程高蒸汽压物料挥发释放至空气中的有机物总称，VOCs不仅造成资源的极大浪费而且造成严重大气污染。

对于大风量、浓度低、无回收价值的低浓度VOCs废气，通常采用高热回收效率的蓄热式焚烧(RTO)的方式对VOCs介质进行销毁处理，最终达标排放，以减少销毁过程中的能耗。

然而，常规的RTO技术也存在明显的短板，导致尾气中氮氧化物(NOx)的浓度超标。主要原因有以下两种：1、由于其燃烧温度通常超过750℃，也就意味着其燃烧器的局部温度更高，即时采用低氮燃烧器也无法完全避免火焰温度的局部过热(＞1200℃)。此温度条件下，空气中的氮气被氧化成少量热力型NOx；2、由于VOCs废气成分复杂多样，当组分中包含了含氮有机物时，在RTO中燃烧处理会形成燃料型NOx。以上两种原因中，燃料型NOx是否生成与废气组分有关，而热力型NOx的生成则在RTO技术中具有普遍性。因此，如何解决RTO装置尾气中NOx浓度超标的问题越来越受到行业内的重视。

将NOx去除的主要方法是通过引入摩尔数略少于NOx的氨气(NH₃)，在高温或催化剂辅助的条件下与NOx发生氧化还原反应，生成氮气和水。其反应式如下：

利用高温实现上述反应的方法称为选择性非催化还原(SNCR)，其反应温度在800℃以上；利用催化剂实现上述反应的方法称为选择性催化还原(SCR)其反应温度在200～400℃。

目前主流的方法是将RTO技术与SCR串联使用。中国专利文献CN201811183809.7、CN201811241882.5都公开了在RTO装置出口衔接一套SCR装置的处理方式。由于SCR反应需要在一定温度条件下(200～400℃)才能进行，而RTO装置出口废气在经过热量回收后温度不高于100℃，因此需要额外的热量对废气进行二次加热后再进入SCR反应器，导致此种两段式工艺在运行能耗上比单套RTO装置有明显增加，不符合现阶段节能环保的工艺需求。

综上，针对现有VOCs处理中去除NOx的技术缺陷，本领域技术人员急需开发一种能同时有效的净化VOCs并去除NOx，且节能环保、降低成本、运行平稳可靠的集VOCs净化和脱硝于一体的处理装置及工艺。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供了一种能同时有效的净化VOCs并去除NOx，且节能环保、降低成本、运行平稳可靠的集VOCs净化和脱硝于一体的处理装置及工艺。

为实现上述目的之一提供一种集VOCs净化和脱硝于一体的处理装置，本发明采用了以下的技术方案：