[發明專利]一種將高濃度四氧化二氮廢氣轉化為鉀肥的氧化吸收方法

有效

• 申請號: 201410169777.0
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103920385A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 常彥龍;焦天恕;黃凌志;張海軍;張立清;趙冰;郭躍萍;張俊旺;鄭宇凡
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/56;B01D53/73;C05D1/00
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 劉繼春

技術領域

本發明涉及一種氮氧化物廢氣處理方法，具體地說是一種將高濃度四氧化二氮廢氣轉化為鉀肥的氧化吸收方法。?

背景技術

在航天發射場，四氧化二氮（N₂O₄）液體在轉加注過程中，揮發成氣態的四氧化二氮（N₂O₄）、二氧化氮（NO₂）和氮氣（N₂）的混合氣體，這些廢氣需要從儲罐和設備中排放出來，排放物在空氣中形成劇毒的黃煙，嚴重地污染大氣，對環境和人身健康造成很大危害。因此，需要一種處理四氧化二氮廢氣的技術，及時地將廢氣轉化為環境友好的物質再利用。目前，國、內外使用比較廣泛的氮氧化物廢氣的處理方法可分為干法和濕法兩大類，其中干法包括非選擇性催化還原法、選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法及吸附法；濕法包括吸收法、吸收還原法和絡合吸收法等。非選擇性催化還原法用H₂、CO等廢氣作為還原劑催化還原使NOx轉化為N₂；選擇性催化還原法用NH₃等還原劑在金屬催化下，在300～?400℃將NOx還原為N₂和H₂O；選擇性非催化還原法用氨或尿素作為還原劑，在850℃～1100℃范圍內還原NOx為N₂的方法；吸附法用分子篩或活性炭等吸附；吸收還原法用尿素、高錳酸鉀、亞硫酸鹽等溶液吸收NOx，轉化為HNO₃、N₂、CO₂、MnO₂、Na₂SO₄等；吸收法使用水、酸或堿溶液吸收NO_x，轉化為HNO₃或硝酸鹽。由于現場環境不能使用高溫方法，吸附法處理不了高濃度廢氣，因此干法不適用于該廢氣的處理。用尿素、高錳酸鉀、亞硫酸鹽溶液吸收還原NOx，需要消耗額外的化學品，成本較高，尿素吸收產生大量的氣體，高錳酸鉀和亞硫酸鹽溶液吸收產生二次污染，水或酸吸收，尾氣達不到排放要求，堿吸收，則強致癌物亞硝酸鹽濃度過高。美國專利US005637282A描述了一種堿性過氧化氫溶液吸收低濃度氮氧化物的方法，美國專利US006039783A描述了一種將低濃度氮氧化物廢氣轉化為化肥的吸收方法和設備，這些專利處理的是低濃度氮氧化物，產物中亞硝酸鹽含量超標。

據申請人所知：能將60%以上高濃度的四氧化二氮廢氣處理為鉀肥，使尾氣中氮氧化物和亞硝酸鹽含量都達到國家排放標準的吸收技術，還未見報道。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能適應連續變工況的將高濃度四氧化二氮廢氣轉化為鉀肥的氧化吸收方法。該方法吸收液中亞硝酸鹽含量小于0.5?ppm的國家排放標準，尾氣中氮氧化物含量小于100?mg/m³的國家排放標準。

本發明解決上述技術問題采取的技術方案如下：一種將高濃度四氧化二氮廢氣轉化為鉀肥的氧化吸收方法，其特征在于：將摩爾含量20%～70%的四氧化二氮廢氣，經過兩級稀硝酸HNO₃與過氧化氫H₂O₂聯合氧化吸收成硝酸，再用氫氧化鉀KOH堿液轉化為鉀肥；具體方法如下：

在間歇和連續操作模式下，將摩爾含量20%～70%的四氧化二氮廢氣，在壓力0.02～0.2MPa、流量100～200Nm³/h的條件下進入一級吸收塔，使用初始重量百分比濃度為3%～5%的稀硝酸和初始重量百分比濃度為0.1%～2%的過氧化氫溶液聯合氧化吸收，轉化為重量百分比濃度為15%～20%的硝酸；一級尾氣進入二級吸收塔，使用初始重量百分比濃度為3%～5%的稀硝酸和初始重量百分比濃度為0.1%～2%的過氧化氫溶液聯合氧化吸收，轉化為重量百分比濃度為15%～20%的硝酸；二級尾氣再進入三級吸收塔，使用初始重量百分比濃度為16～20%的氫氧化鉀堿液吸收，將二級尾氣中的二氧化氮?NO₂轉化為硝酸鉀溶液KNO₃，將微量一氧化氮NO轉化為亞硝酸鉀KNO₂；三級尾氣達到排放標準通過高空排放；各吸收塔吸收液流量為12～13?m³/h。