論丙烯腈廢液廢氣熱力焚燒中氮氧化物控制

劉曉波

摘 要：當前形勢下，經(jīng)濟環(huán)境不斷變化，人們對于環(huán)境問題更加重視，減少煙氣中的氟氮化物可以對環(huán)境污染問題進行控制，其已經(jīng)成為全世界范圍內(nèi)需要共同解決的主要問題。丙烯腈廢液在處理過程中會產(chǎn)生大量得到廢氣和有毒物質(zhì)，必須合理進行處理，才能達到排放標準，準確進行排放。當前，多效蒸發(fā)已經(jīng)成為國內(nèi)丙烯腈廢液處理的主要方式，具有無公害的特點，經(jīng)處理后廢液會發(fā)生濃縮反應(yīng)，有機物含量比較少的部分經(jīng)過處理后可以達標排放，有機物多的可以采用焚燒的方式進行處理。

關(guān)鍵詞：丙烯腈;廢液;廢氣;氮氧化物

1 熱力焚燒氮氧化物形成機理和控制方法

1.1 氮氧化物形成機理

在燃燒的過程中，氮氧化物生成的途徑有很多種，熱力型氮氧化物就是需要對溫度進行控制，使其可以達到一千四百度高溫，在高溫的作用下發(fā)生氧化;快速型氮氧化物具體來說就是碳氫在高溫的影響下，分解成全新的物質(zhì)，該物質(zhì)與空氣進行結(jié)合，產(chǎn)生氧氣作用，以最短的時間生成氮氧化物;燃料型氮氧化物是指在讓燃燒的過程中發(fā)生氧化反應(yīng)而形成的氮氧化物[1]。

1.2 控制氮氧化物生成的方法

在對氮氧化物進行控制時，需要對燃燒進行科學的組織，并有效進行控制，一般情況下，可以對燃燒溫度進行控制，限制最高溫度的范圍，使燃燒中的最高溫度可以逐漸降低，對過量空氣系數(shù)進行控制，使燃料與空氣可以充分結(jié)合，從根本上提升爐內(nèi)的燃料濃度，也可以使用低氮燃燒器。另外，需要注意應(yīng)該從最后部分開始處理，使煙氣中的氮氧化物可以逐漸減少[2]。以選擇性非催化還原法作為主要的技術(shù)措施。其應(yīng)用原理就是在含有氮氧化物的尾氣中加入適量的氨，也可以添加尿素等物質(zhì)，使氮氧化物可以發(fā)生化學反應(yīng)，生成水。在溫度比較高的環(huán)境中才會發(fā)生還原反應(yīng)，不需要使用催化劑進行催化，也可以稱之為選擇性非催化還原，還原反應(yīng)需要在四百度以下的環(huán)境中進行，需要使用催化劑。

2 丙烯腈廢氣廢液處理技術(shù)

丙烯腈裝置采用目前最為先進的技術(shù)制作而成，在處理過程中將廢氣廢液進行收集，使其可以統(tǒng)一在焚燒爐中進行處理，焚燒過程中廢氣在高溫作用下會產(chǎn)生煙氣，在鍋爐內(nèi)循環(huán)產(chǎn)生大量的熱，并對其進行回收，提高蒸汽的回收效率，不僅可以避免燃料消耗量的增加，同時也不需要過大的能源，只需要投入較少的投資資金就可以取得良好的效果，運營費用相對也比較低。

丙烯腈裝置以節(jié)能保護環(huán)境為主要的設(shè)計原則，使空氣可以與廢氣廢液發(fā)生氧化反應(yīng)，在高溫的作用下廢物中的有害物質(zhì)會出現(xiàn)氧化反應(yīng)，將有害物質(zhì)進行分離，使有害物質(zhì)可以擺脫毒性，再進行正確的防空，可以對環(huán)境進行有效的保護，避免出現(xiàn)二次污染。同時在焚燒的過程中溫度逐漸升高，可以產(chǎn)生大量的蒸汽。其工藝可以對不同有機物含量的廢氣廢液進行科學處理，并在同一環(huán)境下共同進行處理，也可以將廢氣廢液分成不同的結(jié)構(gòu)，提高燃燒的效果，減少燃料的浪費。利用還原原理，燃燒過程中會產(chǎn)生大量氮氧化物，使氮氧化物的排放量可以顯著減少。燃燒后煙氣會保持長時間的高溫，利用其熱能可以增加蒸汽量，對能源進行節(jié)約。

3 氮氧化物控制

3.1 燃燒器和廢液廢氣噴嘴設(shè)置

廢棄、廢液需要與空氣進行緊密的融合，焚燒爐需要在底部對燃料進行補充，使廢棄、廢液在燃燒的過程中更好地控制溫度。自焚燒爐底部和其他位置分別設(shè)置廢液噴嘴。燃燒器和廢氣廢液的位置非常重要，如果設(shè)置合理可以使焚燒爐內(nèi)的溫度更加均勻。在保證燃燒速度的基礎(chǔ)上，將廢氣廢液由噴壺嘴進行爐內(nèi)中部位置，對溫度進行控制，使溫度可以逐漸降低。

3.2 溫度場分布

爐膛內(nèi)不同位置的溫度有所差異，需要按照相關(guān)要求，對溫度進行控制，使溫度可以保持在合理的范圍內(nèi)。分段燃燒方法可以對溫度進行調(diào)節(jié)，使其可以在低溫環(huán)境下充分燃燒。通常情況下，氮氧化物中的氧氣與溫度具有直接的聯(lián)系，溫度不斷升高，生產(chǎn)量也會逐漸增加。當燃燒溫度不能保持在一千度以下時，氮氧化物就會迅速增加。當溫度繼續(xù)升高時，氮氧化物生產(chǎn)會呈現(xiàn)固定的規(guī)律。以低溫的方式進行燃燒，可以有效減少氮氧化物的生成。

3.3 過剩氧控制

為了保證燃燒效果，可以從底部進行空氣補充，由不同的位置分成不同的等級進入，根據(jù)具體的焚燒情況對比例進行控制。分成三級將所需要的空氣在焚燒爐中注入，使焚燒區(qū)可以分成多個級別，以免出現(xiàn)燃燒過量的問題。焚燒爐底部與中部的過量空氣系數(shù)在確定后，再注入剩余的空氣，使所有的廢氣廢液都可以持續(xù)進行燃燒，避免影響燃燒效率的提升。此時，火焰溫度已經(jīng)逐漸下降，氮氧化物不會再繼續(xù)增加。

3.4 氣相還原技術(shù)

丙烯腈廢氣廢液中含有可以起到還原作用的基團，在燃燒中應(yīng)用氣相還原技術(shù)，可以充分利用基團內(nèi)的物質(zhì)，發(fā)生還原反應(yīng)，在焚燒爐底部和中部位置存在的氮氧化物可以與基團內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)，重新形成無毒物質(zhì)。

4 結(jié)論

綜上所述，采用熱力焚燒可以對廢氣廢液進行集中處理，在燃燒過程中需要對溫度進行控制，才能保證廢氣廢液被充分燃燒，分解有害物質(zhì)，同時避免氮氧化物的增加。利用還原性，應(yīng)用氣相還原技術(shù)，可以對氮氧化物進行降低。

參考文獻：

[1]施曉玲.丙烯腈廢液廢氣熱力焚燒中氮氧化物控制[J].低碳世界，2018，12（12）：117-118.

[2]喬桂芝.新型丙烯腈廢液、廢氣焚燒爐及應(yīng)用[J].化工機械，2018，23（06）：357-359+370.