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01.技術名稱
合成氨液氮洗尾氣凈化及資源化利用技術
02.適用范圍
化工、冶金、航天氣化爐等行業廢氣中含化學能低熱值氣體的凈化及資源化。
03.技術內容
技術原理
合成氨液氮洗尾氣經催化氧化轉化后獲得的高溫惰性氣體可用于造氣磨煤過程煤粉干燥氣，為避免催化劑快速燒結和實現設備管道常規化(直接催化氧化溫度可達 900℃)，需轉移部分反應后熱量及控氧氧化避免過度氧化。為精確調溫和實現煤粉干燥指標要求，催化劑需具有低溫高活性和在CH4、CO積炭動力學活躍區域具有強抗積碳能力。基于此，研制了液氮洗尾氣分段催化氧化專用催化劑，開發了液氮洗尾氣控氧催化氧化耦合反應后熱的惰性氣體用于煤粉干燥氣資源化利用新工藝(如圖1和圖2所示)，液氮洗尾氣催化氧化后熱的惰性氣體可替代合成氣補充氮氣燃燒產生的熱惰性氣體，大量節約了合成氣。
主要工藝參數：含化學能尾氣熱值500kJ/m3～1800kJ/m3，反應溫度400℃～650℃，催化劑耐短時熱沖擊溫度750℃，裝置低限運行溫度大于250℃。
圖1 項目工藝簡圖
圖2 三段催化氧化工藝
主要創新點
(1)研發了催化劑表面性質調控、毒性雜質組分選擇固定位置構建、貴金屬絡合分散、原位炭化固定燒結穩定貴金屬系列技術，突破了含化學能低熱值氣體催化氧化所需的貴金屬催化劑制備技術瓶頸。
(2)首創了液氮洗尾氣分段催化氧化及資源化利用新工藝，開辟了將控氧催化氧化后熱的惰性氣體用于磨煤階段煤粉干燥利用的新途徑。
04.污染治理或環境修復效果
尾氣中CO、H2和CH4等組分均可被催化凈化為H2O和CO2，轉化效率接近100%。排氣出口CO濃度<120mg/m3，H2濃度<2mg/m3。以30000m3/h尾氣凈化為例，年減排液氮洗尾氣2.4億m3，年減排CO2約1.2萬t。
05.技術示范情況
該技術已在云南天安化工有限公司、云南大為制氨有限公司示范應用。2018年在云南天安化工有限公司建立了全球首套全氣量液氮洗尾氣催化凈化及資源化利用工業裝置，規模30000m3/h。設備已穩定運行超過5年，關鍵指標及各性能參數均滿足設計要求，廢氣凈化及資源化效率近100%，排氣出口CO濃度<120mg/m3，H2未檢出。分段氧化催化劑可循環回收使用，系統集成度高，無廢水和固體廢物產生。
06.投資估算
以30000m3/h尾氣凈化工程為例，工程投資2380.5萬元。其中固定資產1481.5萬元，其他(無形資產、催化劑、試驗費用等)899萬元。
07.投資回收期
以30000m3/h尾氣凈化工程為例，稅前的投資回收期1.5年，稅后的投資回收期2年。
08. 技術成果轉化推廣前景
該技術可減少含化學能低熱值氣體排放導致的資源浪費和環境污染，推動化工、冶金行業低熱值氣體凈化及資源化利用，實現節能減排，契合國家“碳達峰、碳中和”的重大戰略需求，具有廣闊的應用前景。
原標題：國家綠色低碳先進技術成果 |(二十七)合成氨液氮洗尾氣凈化及資源化利用技術
