本實用新型涉及環境治理技術領域，尤其涉及氮氧化物減排系統。
背景技術：
氮氧化物包括多種化合物，如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等。除了二氧化氮以外，其它氮氧化物極其不穩定，遇光、濕或熱轉變成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又轉變為二氧化氮。作為空氣污染物的氮氧化物(NOx)一般是指NO與NO2。
N2O為一種惰性溫室氣體，其溫室效應是CO2的310倍，并且大氣中的濃度還會升高，其大氣壽命長達約120年～150年。由于此種原因，N2O釋放源如己二酸裝置或HNO3裝置，根據《京都協議書》規定是N2O和NOx減排的焦點。由此，本申請提供了一種針對己二酸裝置排放的富含N2O的物料，以期降低氮氧化物的排放濃度。
技術實現要素：
本實用新型解決的技術問題在于提供一種降低氮氧化物排放濃度的系統。
有鑒于此，本申請提供了一種氮氧化物減排系統，包括：
洗滌塔；
第一入口與所述洗滌塔的出口相連的低溫氣氣換熱器；第一入口與所述低溫氣氣換熱器的第一出口相連的高溫氣氣換熱器；入口與所述高溫氣氣換熱器的第一出口相連的電加熱器，入口與所述電加熱器的出口相連的N2O分解反應器，第二入口與所述N2O分解反應器的出口相連的高溫氣氣換熱器，入口與所述高溫氣氣換熱器的第二出口相連的選擇催化反應器，入口與所述選擇催化反應器的出口相連的廢熱蒸汽鍋爐，第二入口與所述廢熱蒸汽鍋爐的出口相連的低溫氣氣換熱器，入口與所述低溫氣氣換熱器的第二出口相連的尾氣水冷卻器；
所述洗滌塔設置有氣體進口與液體進口。
優選的，所述氮氧化物減排系統還包括第一空氣壓縮機，所述第一空氣壓縮機的出口與所述低溫氣氣換熱器的第一入口相連。
優選的，所述氮氧化物減排系統還包括第二空氣壓縮機，所述第二空氣壓縮機的入口與所述尾氣水冷卻器的出口相連，所述第二空氣壓縮機的出口與所述第一空氣壓縮機的出口相連。
優選的，所述洗滌塔的中部設置有不銹鋼散堆填料。
優選的，所述低溫氣氣換熱器為列管式換熱器，所述高溫氣氣換熱器為列管式換熱器。
優選的，所述電加熱器的入口設置有溫度傳感器，所述電加熱器的出口設置有壓力調節器與備用調節器。
本申請提供了一種氮氧化物減排系統，所述氮氧化物減排系統包括：洗滌塔；第一入口與所述洗滌塔的出口相連的低溫氣氣換熱器；第一入口與所述低溫氣氣換熱器的第一出口相連的高溫氣氣換熱器；入口與所述高溫氣氣換熱器的第一出口相連的電加熱器，入口與所述電加熱器的出口相連的N2O分解反應器，第二入口與所述N2O分解反應器的出口相連的高溫氣氣換熱器，入口與所述高溫氣氣換熱器的第二出口相連的選擇催化反應器，入口與所述選擇催化反應器的出口相連的廢熱蒸汽鍋爐，第二入口與所述廢熱蒸汽鍋爐的出口相連的低溫氣氣換熱器，入口與所述低溫氣氣換熱器的第二出口相連的尾氣水冷卻器；所述洗滌塔設置有氣體進口與液體進口。本申請的減排系統中包括N2O分解反應器與選擇催化反應器，利用上述兩個反應器分別進行氮氧化物原料氣中的N2O、NO與NO2的分解，從而降低氮氧化物的排放濃度。在本申請提供的系統中，N2O在分解反應器中發生催化熱分解反應，轉化成氮氣N2和O2，反應熱為82kJ/mlN2O，利用此熱量在一系列低溫氣氣換熱器、高溫氣氣換熱器等換熱系統中預熱進料原料氣體，并且在蒸汽發生器中回收多余熱量以產生蒸汽。另一方面，為了防止反應器和催化劑過熱，利用壓縮空氣或處理尾氣稀釋進料氣體，將其濃度調節到10.0％(V/V)左右。
附圖說明
圖1為本實用新型氮氧化物減排系統的結構示意圖。
具體實施方式
為了進一步理解本實用新型，下面結合實施例對本實用新型優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本實用新型的特征和優點，而不是對本實用新型權利要求的限制。
本實用新型實施例公開了一種氮氧化物減排系統，其特征在于，包括：
洗滌塔；
第一入口與所述洗滌塔的出口相連的低溫氣氣換熱器；第一入口與所述低溫氣氣換熱器的第一出口相連的高溫氣氣換熱器；入口與所述高溫氣氣換熱器的第一出口相連的電加熱器，入口與所述電加熱器的出口相連的N2O分解反應器，第二入口與所述N2O分解反應器的出口相連的高溫氣氣換熱器，入口與所述高溫氣氣換熱器的第二出口相連的選擇催化反應器，入口與所述選擇催化反應器的出口相連的廢熱蒸汽鍋爐，第二入口與所述廢熱蒸汽鍋爐的出口相連的低溫氣氣換熱器，入口與所述低溫氣氣換熱器的第二出口相連的尾氣水冷卻器；
所述洗滌塔設置有氣體進口與液體進口。
如圖1所示，圖1為本實用新型氮氧化物減排系統的結構示意圖，其中為氣體流向，T-61561為原料洗滌塔，C-61562A/B為空氣壓縮機，E-61561為低溫氣氣換熱器，E-61562為高溫氣氣換熱器，E-61563為電加熱器，R-61561為N2O分解反應器，R-61562為選擇催化反應器，E-61561為廢熱蒸汽鍋爐，E-61565為尾氣水冷卻器，P-62561A/B為冷凝水增壓泵，C-61562A/B為循環壓縮機。
作為優選方案，本申請所述氮氧化物減排系統中還包括第一空氣壓縮機C-61562A/B，所述第一空氣壓縮機的出口與所述低溫氣氣換熱器的第一入口相連。所述氮氧化物減排系統還包括第二空氣壓縮機P-62561A/B，所述第二空氣壓縮機的入口與所述尾氣水冷卻器的出口相連。
本申請利用上述氮氧化物減排系統進行氮氧化物減排的方法，包括以下步驟：
A)，將含有N2O的原料氣經過脫鹽水洗滌后，得到洗滌后的原料氣；
B)，將步驟A)得到的原料氣預熱后再加熱；
C)，將步驟B)得到的原料氣中的N2O在催化劑的作用下進行分解反應，得到反應后的原料氣：
D)，將所述反應后的原料氣降溫后與氨氣反應，得到反應后的氣體，將所述反應后的氣體降溫后排出。
本申請所述氮氧化物減排的過程具體為：將含有N2O、NO與NO2的氮氧化合物與脫鹽水進入T-61561原料洗滌塔進行洗滌，洗滌后的氣體從塔頂出來與C-61562A/B空氣壓縮機出口和C-61561A/B出口循環氣匯合進入E-61561低溫氣氣換熱器進行預熱，然后通過E-61562高溫氣氣換熱器將溫度再次提升后進入E-61563電加熱器，再進入R-61561N2O分解反應器將N2O進行分解，使N2O的濃度降低，反應后的原料氣溫度上升，然后反應后的原料氣進入E-61562高溫氣氣換熱器將溫度降低后，再進入R-61562選擇催化反應器使原料氣中的NO、NO2反應，將NO、NO2的濃度降低，然后反應后的原料氣通過E-61564廢熱蒸汽鍋爐將溫度降低，再通過E-61561低溫氣氣換熱器再次降低溫度，最后通過E-61565尾氣水冷卻器將溫度降低后送至界外。
本申請所述含有N2O、NO與NO2的原料氣優選由己二酸裝置排放。含有N2O、NO與NO2的原料氣首先自界區/接口進入洗滌塔，接口處的原料氣為溫度15～20℃，壓力為2.4～3.0bar(絕壓)的飽和氣體。原料氣送入界區后，直接進入分解單元的T-61561洗滌塔，經過洗滌后的管線設置了流量測量儀表，對進入氮氧化物選擇催化反應器的氣量進行記錄。在原料氣進入洗滌塔之間的管線中，設置了壓力泄放閥去緊急煙囪。
原料氣進入界區后，從洗滌塔下部氣相入口進入，洗滌塔的下部分離空間可以將較大的液滴和懸浮顆粒直接分離出來。洗滌塔中部設置一段不銹鋼散堆填料，上部設有洗滌脫鹽水入口，原料氣較小的液滴和懸浮顆粒隨著氣流在洗滌塔里從下往上流動，與上部進入的脫鹽水逆流接觸，原料氣中的懸浮液滴和顆粒物被洗滌除去，隨洗滌廢水從塔底部排出，洗滌后的原料氣自洗滌塔的頂部流出。
作為優選方案，洗滌塔的塔底分別安裝了一個就地和遠傳液位計，以方便觀察和控制塔釜液位；T-61561頂部出口氣體管道分別安裝了一個溫度傳感器TT，一個壓力傳感器PT和一個流量記錄FT，三個傳感器送到一個數據運算器內，對流量進行溫度壓補償計算，以準確計算原料氣流量。同時，在這根管線上還安裝了一個N2O分析儀，對原料氣中N2O進行分析，根據N2O濃度分析數據，來設定壓縮空氣或循環氣的補充量。經過分析計量后的洗滌氣進入到靜態混合器，與來自壓縮機的壓縮空氣或循環尾氣在靜態空氣混合器中進行充分混合，靜態混合器設置于上述混合氣體管線之后，且設置于低溫氣氣換熱器入口之前。
為了節約電耗，充分利用尾氣壓力條件，流程中設置了兩臺循環氣壓縮機C-61561A/B，處理氣量為8500～9000Nm3/hr。另外設置兩臺空氣壓縮機C-61562A/B，處理氣量為2500～3000Nm3/hr，主要在開工工況使用，也同時作為循環氣壓縮機的備機或調節氣量使用。壓縮機把空氣或處理尾氣壓縮到2.4bar(絕壓)，通過與自洗滌塔流出的氣體混合，控制N2O的濃度在10％(V/V)左右。空氣壓縮機和循環壓縮機出口設置放空調節閥，來控制壓縮氣體的補充量。壓縮機吸入管線配有一個入口過濾器，一個消音器。每臺壓縮機下游，安裝一個消音和減振器以及一個壓力補償器減少去裝置空氣壓力脈動。壓縮機出口管線上安裝有溫度測量、壓力測量以及流量監測儀表，監測壓縮機出口條件。為防止氣體倒流，每臺壓縮機出口均安裝有止逆閥，同時在空氣總管上也安裝有一個止逆閥。來自T-61561洗滌塔的原料氣和必要流量空氣在空氣混合器中混合，工藝氣體中含有N2O的濃度設定為10.0vol-％。混合氣進入低溫氣氣預熱器E-61561之前，在混合器下游工藝管線中，安裝了流量測量和溫度測量儀表。
低溫氣氣換熱器為列管式換熱器，在正常操作模式下，與E-61564出來的氣體逆流換熱，將氣體從80℃預熱到130℃。TV-61580為E-61561旁路流量控制閥，通過溫度控制器和旁路閥來實現旁路流量控制，以此微調和控制E-61561低溫側流體出口溫度。低溫氣氣換熱器管側氣體側壓力降約為7kpa，殼側氣體壓力降約為3kpa。
來自E-61561低溫氣氣換熱器經過預熱的氣體通過管線進入E-61562高溫氣氣換熱器，E-61562高溫氣氣換熱器為列管式換熱器，將N2O分解反應器排出的高溫氣體從～650℃冷卻到～350℃，并且將自低溫氣氣換熱器來的工藝氣體從～130℃加熱到～430℃。E-61562為純逆流換熱操作。
E-61562高溫氣氣換熱器的旁路流量控制閥，通過溫度控制器和旁路閥來實現旁路流量控制，以此微調和控制R-61561入口工藝氣體溫度。旁路物流溫度為130～150℃，與加熱到430℃的工藝氣體在靜態空氣混合器中混合。高溫氣氣換熱器管側氣體側壓力降約為8kpa，殼側氣體壓力降約為4kpa。
工藝氣體入口溫度425～430℃可以通過工藝管線上溫度控制器來控制。電加熱器加熱來自空氣壓縮機的空氣，將自高溫氣氣換熱器中氣體的溫度逐漸提高到需要的溫度。E-61563電加熱器來自高溫氣氣換熱器的原料氣與空氣的混合氣加熱至430℃～450℃，調節器的信號來自兩個位于N2O分解反應器入口的溫度傳感器。電加熱器出口工藝管線上優選設置了一個壓力調節器和一個備用調節器，通過尾氣排放管線上的控制閥保持反應器操作壓力。
溫度控制在430～450℃的自電加熱器的原料氣從頂部向下進入N2O分解反應器R-61561，反應器中裝填有分解N2O的催化劑，N2O在催化劑的作用下反生分解反應，該反應為放熱反應，因此反應器底部出口溫度上升到630～650℃，此高溫氣體隨后通過管線進入E-61562高溫氣氣換熱器入口。
N2O分解反應器入口配有兩個選擇性的溫度傳感器，用以控制電加熱器E-61563入口溫度。N2O分解反應器上設置有差壓變送器，可以測量氣體通過整個催化劑床層以及支撐設施的全部壓力降。
進入N2O分解反應器的氣體中N2O濃度設計值在10.0％(V/V)，當系統過熱，分解反應器出口溫度超過650℃，溫度傳感器輸出信號至運算控制器，經運算器計算改變摻和空氣的流量與原料氣流量的比值K，從而改變摻和空氣的量，將N2O濃度調低0.5％，以向系統投入更多量的惰性熱容物料，緩和系統溫升，從而把溫度降低至操作溫度，反之，將N2O濃度調高0.5％，減少空氣或循環氣的配入量。如果系統過熱也就是說溫度傳感器達到680℃，觸發原料氣入口切斷閥關閉，超壓放空閥門PV打開去緊急煙囪，不許更多N2O進入到系統。溫度傳感器信號輸入通過3中選2功能來實現。
在N2O分解反應器床層安裝有3個獨立的多重溫度計插桿，每個插桿配有10個熱電偶分布在整個插桿上，通過這3個插桿連接到催化劑床層上直接測量記錄溫度，檢測催化劑床層中熱點或反應前鋒運動情況。
N2O催化分解工藝和材料適用于溫度界限為入口處350℃到出口處650℃之間，并且壓力為200kpa(絕壓)的操作工況條件。若工藝氣體溫度顯著高于650℃，由回火效果造成的超速老化可能影響催化劑壽命和性能。在N2O分解反應器中，原料氣中的N2O在催化劑的作用下分解生成N2和O2，具有強放熱特性，因此要避免過熱造成工藝處于臨界操作條件。上述催化劑為本領域技術人員熟知的催化劑，對此本申請沒有特別的限制。
根據檢測入口工藝氣體，利用壓縮空氣稀釋工藝氣體，控制N2O濃度，由空壓機提供所需稀釋氣體，通過調節放空閥來準確控制稀釋空氣的流量。
來自R-61561N2O分解反應器反應后的原料氣必須從650℃冷卻到滿足SCR反應器進料要求溫度。原料氣經過高溫氣氣換熱器E-61562的冷卻，使溫度為350～380℃，然后進入選擇催化反應器(SCR反應器)。
SCR反應器目的是使氮氧化物反應生成氮氣和水，處理來自己二酸裝置的含有的少量NOx廢氣，進料氣體溫度范圍為350～380℃，最大溫度控制在380℃。在催化反應之前，SCR系統把氨注入工藝物流，當NOx、氨和氧氣分子同時接觸“催化點”時，發生SCR反應，使NOx和氨轉化氮氣和水蒸氣。由于上述反應是放熱反應，少量熱量釋放到物流中，因此物流溫度升高，只有微量(ppm)NOx和氨通過系統排放出去。
注入NOx物流氨流量是一個關鍵操作參數，要求的氨與NOx比例典型為化學計量理想配比，必須保持氨與NOx比例，保證NOx充分還原，同時保證氨不要太過剩。沒有反應的氨氣將通過SCR催化劑床層“溜走”并且排入大氣。因此，根據連續測量SCR系統排放氣中NOx，必須控制氨加入量。
SCR反應器的進出口管線上各設置有一個溫度遠傳測量點，如果出口溫度大于400℃或溫升超過50℃，氨氣投配閥也停止進料。
自R-61562SCR反應器反應的出口原料氣進入E-61564廢熱蒸汽鍋爐，E-61564廢熱蒸汽鍋爐能夠產生500～600Kpa蒸汽，鍋爐給水從界區引入，溫度為95～105℃，壓力為650Kpa。
廢熱蒸汽鍋爐設計為釜式，配有鍋爐給水液位調節器，為了防止蒸汽發生器中管子過熱造成損壞，設置液位低低聯鎖，保證有鍋爐給水也就是鍋爐中有足夠液位，否則，裝置立即停車。廢熱蒸汽鍋爐的出口管線配有壓力傳感器和壓力調節閥以控制蒸汽系統壓力，同時為了保護廢熱蒸汽鍋爐防止超壓，設置雙安全閥。容器設計壓力為1000Kpa，如果超壓，安全閥開啟放空去大氣。所產生的飽和蒸汽壓力約為620Kpa(絕壓)溫度約為160℃，引出放空去界外。
經過廢熱蒸汽鍋爐冷卻的氣體出口溫度為170～180℃，再進入E-61561低溫氣氣換熱器進行再次冷卻，最后再次冷卻的氣體經過尾氣水冷卻器的冷卻排出。
N2O分解裝置設計分解4525kg/hr N2O物料，其中濃度范圍約在36～40％(V/V)，每年開工時間為8000小時，此富含N2O物料由己二酸裝置排放，利用兩步組合催化廢氣處理裝置進行處理，該設施由氧化亞氮(N2O)分解反應器和依據SCR反應器組成。在本實用新型提供的氮氧化物減排系統中，N2O在N2O分解反應器中發生催化熱分解反應，轉化成氮氣N2和O2，反應熱為82kJ/mlN2O。利用此熱量在一系列氣氣換熱器換熱系統中預熱進料原料氣體，并且在廢熱蒸汽鍋爐中回收多余熱量以產生蒸汽。另一方面，為了防止反應器和催化劑過熱，利用壓縮空氣或處理尾氣稀釋進料氣體，將其濃度調節到10.0％(V/V)左右。
為了進一步理解本實用新型，下面結合實施例對本實用新型提供的氮氧化物減排的系統與方法進行詳細說明，本實用新型的保護范圍不受以下實施例的限制。
以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。
實施例1
6000Nm3/h、0.15Mpa、15℃且氮氧化合物濃度為39％的含氮尾氣與6221Nm3/h、0.6Mpa、20℃的脫鹽水進入T-61561原料洗滌塔進行洗滌，洗滌后的氣體從塔頂出來與18000Nm3/h、0.14Mpa、137.35℃自空氣壓縮機C-61562A/B出來的循環氣匯合進入E-61561低溫氣氣換熱器，然后通過E-61562高溫氣氣換熱器將溫度提升至430℃后進入E-61563電加熱器，再進入R-61561N2O分解反應器將N2O進行分解，使N2O的濃度降低至0.48％，溫度上升至651℃，出口壓力為0.08MPa，然后進入E-61562高溫氣氣換熱器將溫度降低至350℃后，再進入R-61562選擇催化反應器將NO、NO2的濃度降低至0.004‰、0.003‰，出口壓力為0.05MPa，然后通過E-61564廢熱蒸汽鍋爐將溫度降低至180℃，再通過E-61561低溫氣氣換熱器降低至170℃、然后通過E-61565尾氣水冷卻器將溫度降低至60℃，6000Nm3/h，氮氧化物濃度為0.48％產品氣送至界外。
上述循環氣具體為：18000Nm3/h產品尾氣通過C-61561A/B循環氣壓縮機與壓縮空氣、原料氣混合，使得原料氣氮氧化物濃度降至10％，有效控制反應溫升。
以上實施例中，洗滌塔的尺寸為：DN1200×800mm，設計條件：0.3MPa，60℃，操作條件：0.15MPa，20℃，材料：不銹鋼(SS)；
低溫氣氣換熱器的尺寸為：DN1400×6000mm，設計條件：0.3MPa，400℃，操作條件：0.15MPa，100～150℃，材料：碳鋼(CS)；
尾氣水冷卻器的尺寸為：DN900×6000mm，設計條件：0.3MPa，400℃，操作條件：0.08MPa，40～150℃，材料：不銹鋼(SS)；
廢熱蒸汽鍋爐的尺寸為：DN1200/1800×6000mm，設計條件：1.0MPa，400℃，操作條件：0.6MPa，100～380℃，材料：碳鋼(CS)；
選擇催化反應器的尺寸為：ID2600×7500mm，設計條件：0.3MPa，400℃，操作條件：0.10MPa，350℃，材料：不銹鋼(SS)；
高溫氣氣換熱器的尺寸為：DN1500×5000mm，設計條件：0.3MPa，700℃，操作條件：0.12MPa，120～650℃，材料：不銹鋼(SS)/碳鋼(CS)；
電加熱器的功率為：500KW，設計條件：0.3MPa，600℃，操作條件：0.12MPa，430℃，材料：不銹鋼(SS)；
N2O分解反應器的尺寸為：ID3000×9500mm，設計條件：0.3MPa，150℃，操作條件：0.10MPa，430～650℃，材料：碳鋼(CS)。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。