[發明專利]一種含氮氧化物的工業尾氣高度凈化的方法

無效

• 申請號: 201010247422.0
• 申請日: 2010-08-07
• 公開（公告）號: CN101905114A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 王燕萍
• 申請（專利權）人: 太原市恒遠化工環保科技有限公司
• 主分類號: B01D53/75
• 分類號: B01D53/75;B01D53/86;B01D53/78;B01D53/56
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所 14100
• 代理人: 朱源;王瑞玲

技術領域

?本發明涉及一種工業尾氣凈化技術，具體為一種含氮氧化物的工業尾氣高度凈化的方法。

背景技術

硝酸生產和硝酸使用等行業常排放含氮氧化物的工業尾氣，這類尾氣直接排放不僅對居民身體造成傷害，而且對生態環境嚴重破壞，是各國重點要治理的污染氣體之一。

含氮氧化物廢氣處理方法主要有干法與濕法兩大類，干法包括選擇性（或非選擇性）催化還原法、活性炭吸附法與等離子電子線照射法等。其中，還原法分為催化還原和非催化還原法，專利200410102301公開了催化還原法是指在還原劑存在條件下，氮氧化物被氨氣還原為氮氣。非催化還原是氮氧化物被炭或天然氣還原為氮氣，專利99126262.X公開了一種處理高濃度二氧化氮廢氣的方法及其設備，采用將液化氣與含二氧化氮的氣體在專用焚燒爐內進行焚燒的方法對氮氧化物進行還原。吸附法是用硅膠、分子篩、活性炭等吸附劑將廢氣中氮氧化物吸附，然后用水或堿吸收，吸附劑用量多、設備龐大、再生頻率高等，應用不廣泛。專利200680046666公開了由金屬氧化物提供的氧將被負載的金屬轉化為被負載金屬的過氧化形式，一氧化氮易于在室溫附近的常溫吸附到被負載金屬上。專利200610165556公開了一種去除氮氧化物的復合吸附劑的制備方法。電子射線法是采用電子線照射燃燒尾氣，使尾氣中含有的氮氧化物固體微粒子和酸霧混合物，再用電收塵器的方法，該法很少有達到，較少有工業化規模。

綜上所述，干法適合于低濃度和高溫條件處理含氮氧化物尾氣，在常溫和常壓在技術和經濟上均無明顯的優越性，諸如活性炭、分子篩等由于尾氣中存在水分影響效果，濕式吸收法中直接法效果較差，氮氧化物消除率低，遠遠達不到處理要求。

濕法是指在吸收塔中采用水、稀硝酸、堿液吸收氮氧化物，目前常壓吸收均不達標。加壓吸收條件下，處理后氮氧化物濃度能夠達到現行的排放標準，但是其電能消耗大，運行費用高。日本有專利報道采用絡合物進行物理吸收，然后解吸濃縮，該法能使氮氧化物達到較低程度，但絡合物的再生問題未很好解決，運行成本較高。中國專利200720090119公開了一種用于氮氧化物吸收制稀硝酸的氮氧化物吸收制稀硝酸裝置，包括多級噴射和多級吸收去除氮氧化物，具有吸收效果好、成本低、不污染環境的優點，但是工藝路線較長，多級噴射后氣體壓力損降很大。中國專利200710061515公開了將含氮氧化物與臭氧發生氧化反應，將氮氧化物全部轉化為二氧化氮，但是臭氧發生器電耗和致冷系統增加的成本很高。

濕法吸收處理氮氧化物的裝置多采用傳統填料塔、泡罩塔、篩板塔或者使用多塔串聯吸收，增加吸收容積，但是，處理效果仍不能達到處理要求。濕法吸收氮氧化物其主要問題是一氧化氮吸收的問題，一氧化氮不被堿吸收，也不被酸吸收，盡管不少文獻報道采用臭氧等強氧化劑進行氧化后吸收，但處理成本會大大提高，因而限制了其工業應用。

發明內容

本發明為了解決現有含氮氧化物工業廢氣的干法或濕法等處理方法均存在上述各自不同缺點的問題，提供一種含氮氧化物的工業尾氣高度凈化的方法。

本發明是采用如下技術方案實現的：一種含氮氧化物的工業尾氣高度凈化的方法，包括以下步驟：含氮氧化物的工業尾氣由頂部進入裝填有固載金屬卟啉催化劑的氧化反應器內，氣體中的分子氧被金屬卟啉催化劑活化，使一氧化氮氣體轉化為二氧化氮氣體；含有二氧化氮氣體的工業尾氣經氧化反應器底部進入吸收器底部，與由吸收器頂部進入的稀硝酸進行接觸，二氧化氮被吸收生成硝酸，吸收后的工業尾氣由吸收器頂部排出。所述吸收器可以是填料塔、板式塔、噴淋塔或噴泡塔，均為本領域公知結構，吸收了二氧化氮的吸收液由吸收器底部排出，并儲存在貯液槽內，再經循環泵重新泵入吸收器頂部，吸收液重復利用。

所述金屬卟啉催化劑的結構式為：

式中：金屬原子M可以為過渡金屬Co、Cu、Ni、Zn、Ru、Fe、Mn或Cr；結構式中取代基R₁，R₂，R₃可為氫、烴基、烷氧基、羥基、鹵元素、胺基、氨基或硝基。

所述金屬卟啉催化劑的載體為硅膠、分子篩、氧化鋁、沸石、海泡石、多孔陶瓷、聚氯乙烯、聚苯乙烯、甲殼素或纖維素中的任意一種。

所述進入氧化反應器的含氮氧化物工業尾氣體積含量占反應器總體積的5-21%，以保證分子氧活化時有足夠的氧氣，提高氧化效率。