[發(fā)明專利]一種常壓法吸收高濃度氮氧化物的設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410169295.5
• 申請(qǐng)日: 2014-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN103920384A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常彥龍;趙冰;黃凌志;郭躍萍;張立清;焦天恕;張海軍;鄭宇凡;張俊旺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D53/78
• 分類號(hào): B01D53/78;B01D53/56
• 代理公司: 甘肅省知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 62100
• 代理人: 劉繼春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種常壓法吸收高濃度氮氧化物的設(shè)備，將氮氧化物用稀酸和過氧化氫氧化吸收成硝酸，尾氣達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。?

背景技術(shù)

硝酸工業(yè)中經(jīng)常會(huì)遇到高濃度氮氧化物(NOx)尾氣的處理問題，氮氧化物的排放，國家有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，而高濃度氮氧化物的處理，難度很大，成本較高。目前國內(nèi)外使用的氮氧化物尾氣處理方法分為干法和濕法兩大類。干法以催化還原為主，高溫下，用還原劑將NOx催化還原為N₂等氣體，純粹從環(huán)保角度出發(fā)，處理對(duì)象是低濃度NOx，對(duì)于高濃度NOx，效果不佳，且不能回收利用NOx，而吸收可以將NOx轉(zhuǎn)化為HNO₃，對(duì)硝酸工業(yè)來說，經(jīng)濟(jì)意義遠(yuǎn)大于干法。吸收是濕法的一種，吸收法使用水、酸或堿溶液吸收氮氧化物，轉(zhuǎn)化為硝酸或硝酸鹽。吸收有常壓法、綜合法、中壓法、高壓法和雙加壓法，目前主要采用雙加壓法，其它方法已很少采用，因?yàn)樘幚砗笪矚庵蠳Ox濃度偏高。吸收在逆流吸收塔內(nèi)完成，工業(yè)上一般采用多級(jí)吸收。水吸收氮氧化物的總反應(yīng)式為：

3NO₂?+?H₂O?=?2HNO₃?+?NO?+?Q?(1)

2NO?+?O₂?=?2NO_2?+?Q?(2)

NO?+?NO₂?+?Na₂CO₃?=?2NaNO₂?+?CO₂?(3)

NO₂?+?Na₂CO₃?=?NaNO₃?+?NaNO₂?+?CO₂?(4)

由反應(yīng)式(1)、(2)知，1?mol?NO₂變成了不易吸收的1/3?mol?NO，要使NO吸收，必須再次氧化成NO₂，再次吸收，經(jīng)過反復(fù)氧化吸收，才能達(dá)到排放要求，在此過程中，NO₂的吸收反應(yīng)和NO的氧化反應(yīng)交叉進(jìn)行，過程非常復(fù)雜。

氮氧化物的吸收方法，還有酸吸收和堿吸收。有研究表明，NO₂在稀硝酸中吸收時(shí)，NO的氧化主要在氣液相界面和液相中進(jìn)行，NO的氧化是一個(gè)慢過程，低溫和加壓有利于氧化反應(yīng)的進(jìn)行，因此目前多采用雙加壓法，但壓力的升高必然使設(shè)備成本和操作費(fèi)用增加，能耗增加；而目前的常壓吸收工藝尾氣濃度偏高，已很少采用。降低吸收溫度，能增加NO的氧化速率，提高氧化度，利于吸收，但移除反應(yīng)熱使設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

目前的吸收法都采用多級(jí)酸吸收和多級(jí)堿吸收的聯(lián)合方法，酸吸收后，有大量NO生成，經(jīng)過干法氧化后，NO的氧化度提高至40%，再進(jìn)入堿吸收級(jí)，生成亞硝酸鹽和硝酸鹽，如反應(yīng)式(3)、(4)，亞硝酸鹽是強(qiáng)致癌物，排放標(biāo)準(zhǔn)是0.5?ppm，而在堿吸收中生成的亞硝酸鹽含量比較高，后續(xù)要遇到處理亞硝酸鹽的難題。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是開發(fā)一種常壓法吸收高濃度氮氧化物的設(shè)備；該設(shè)備為常壓循環(huán)吸收設(shè)備，在室溫下能將高濃度氮氧化物轉(zhuǎn)化為硝酸，尾氣達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，硝酸中亞硝酸鹽含量低于0.5ppm，不含其它二次污染物。

一種常壓法吸收高濃度氮氧化物的設(shè)備，其特征在于：包括一級(jí)吸收塔、二級(jí)吸收塔與三級(jí)吸收塔；各級(jí)吸收塔頂部連接有進(jìn)氣管路與吸收液進(jìn)液管，一級(jí)吸收塔的進(jìn)氣管路連接被處理氣源，二級(jí)吸收塔進(jìn)氣管路與一級(jí)吸收塔連接，三級(jí)吸收塔進(jìn)氣管路與二級(jí)吸收塔連接，一級(jí)、二級(jí)吸收塔的吸收液進(jìn)液管連接酸液儲(chǔ)箱，三級(jí)吸收塔的吸收液進(jìn)液管連接堿液儲(chǔ)箱，各個(gè)吸收液進(jìn)液管上安裝有液泵，各級(jí)吸收塔底部設(shè)有與相應(yīng)儲(chǔ)箱連接的塔釜液回收管，塔釜液回收管上安裝有水冷卻器。

三個(gè)吸收塔的結(jié)構(gòu)相同，是一種射流式常壓吸收塔，包括塔體，其特征在于：塔體頂部安裝進(jìn)氣管與進(jìn)液管，塔體上部安裝液體分布器，進(jìn)液管出口與液體分布器連接，塔體頂部與液體分布器之間設(shè)有進(jìn)氣空間，液體分布器下方安裝填料塔，填料塔下面的空間作為氣液分離器，氣液分離器上部安裝排氣管，氣液分離器外面安裝有液位計(jì)，氣液分離器底部安裝回收管。

本發(fā)明常壓法吸收高濃度氮氧化物的設(shè)備，研制過程主要是從以下需要解決的技術(shù)問題入手：