[发明专利]一种液氮洗尾气资源化利用系统及方法

权利要求书

1.一种液氮洗尾气资源化利用系统，包括换热器(1)，所述换热器(1)设有液氮洗尾气入口、液氮洗尾气出口、换热气入口和换热气出口；

入口与所述换热器(1)液氮洗尾气出口连通的第一催化燃烧塔(2)，所述第一催化燃烧塔(2)与恒温装置连通，所述恒温装置设有水入口和蒸汽出口；所述第一催化燃烧塔(2)内设有第一催化剂(3)；所述第一催化燃烧塔(2)与换热器(1)液氮洗尾气出口连通的管路间设有第一空气入口；所述第一催化燃烧塔(2)设有第一烟气出口；

入口与所述低温催化燃烧塔的第一烟气出口连通的第二催化燃烧塔(4)，所述第二催化燃烧塔(4)内设有第二催化剂(5)；所述第二催化燃烧塔(4)与低温催化燃烧塔第一烟气出口连通的管路间设有第二空气入口；所述第二催化燃烧塔(4)设有第二烟气出口；所述第二烟气出口与换热器(1)的换热气入口连通；

磨煤机(6)，所述磨煤机(6)设有气体入口和气体出口，所述气体入口与所述换热器(1)的换热气出口、第二催化燃烧塔(4)的第二烟气出口连通。

2.根据权利要求1所述的液氮洗尾气资源化利用系统，其特征在于，所述第一催化燃烧塔(2)的恒温装置为水幕式恒温装置；

所述水幕式恒温装置包括位于第一催化燃烧塔(2)外部的膨胀池(7)，所述膨胀池(7)设有水入口、水出口、蒸汽入口和蒸汽出口；

入口与所述膨胀池(7)水出口连通的储水室(8)，所述储水室(8)位于所述第一催化燃烧塔(2)内部；

位于所述第一催化燃烧塔(2)内部的储蒸汽室(9)，所述储蒸汽室(9)的出口与膨胀池(7)的蒸汽入口连通；所述储蒸汽室(9)与储水室(8)不连通；

位于所述第一催化剂(3)内部的换热套管；所述换热套管包括换热内套管(10-1)和嵌套于所述换热内套管(10-1)外部的换热外套管(10-2)，所述换热内套管(10-1)的底部与换热外套管(10-2)连通；所述换热内套管(10-1)与储水室(8)连通，所述换热外套管(10-2)与储蒸汽室(9)连通。

3.根据权利要求1所述的液氮洗尾气资源化利用系统，其特征在于，所述第一催化剂(3)的成分包括MnO₂、CeO₂和ZrO₂组成的复合氧化物。

4.根据权利要求1所述的液氮洗尾气资源化利用系统，其特征在于，所述第二催化剂(5)的活性组分为Pt和/或Ag。

5.根据权利要求1所述的液氮洗尾气资源化利用系统，其特征在于，所述磨煤机(6)的气体出口与气体入口连通。

6.基于权利要求1～5任意一项所述液氮洗尾气资源化利用系统对液氮洗尾气进行资源化利用的方法，包括以下步骤：

(1)液氮洗尾气进入换热器(1)加热，得到的热液氮洗尾气与第一空气入口进入的空气混合后，进入第一催化燃烧塔(2)进行第一催化燃烧，得到第一烟气；在第一催化燃烧时，水进入恒温装置，将第一催化燃烧塔(2)降温至250～320℃，并产生蒸汽；

(2)所述第一烟气与第二空气入口进入的空气混合后，进入第二催化燃烧塔(4)进行第二催化燃烧，得到第二烟气；

(3)所述第二烟气的一部分进入换热器(1)进行换热，得到降温第二烟气，所述降温第二烟气与剩余第二烟气进入磨煤机(6)，所得降温气体经气体出口排出。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述热液氮洗尾气的温度为220～300℃，所述热液氮洗尾气与空气的体积比为100:10～19.5。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一烟气的温度为250～320℃，所述液氮洗尾气与第二空气入口进入的空气的体积比为100：15～19.5。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二烟气的温度为450～550℃。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述降温第二烟气与剩余第二烟气的体积比为1：0.71～0.81。