[發明專利]一種氧碘化學激光器尾氣處理方法和系統

在審

• 申請號: 202010188468.3
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111346486A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 周永剛;薛志亮;黃群星;李珂
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01D53/76
• 分類號: B01D53/76;B01D53/68
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 顏果

本發明公開了一種氧碘化學激光器尾氣處理方法和系統，屬于尾氣中污染物處理技術領域，包括：將氧碘化學激光器尾氣排入排放管道內，首先利用活性炭對尾氣進行Ⅰ級處理，吸收尾氣中的碘；然后利用氨氣對尾氣進行Ⅱ級處理，氨氣與尾氣中的氯氣反應生成氯化銨；隨后利用噴淋液由上至下噴淋進行Ⅲ級處理，吸收氯化銨；最后排出尾氣。通過在尾氣中噴入浸漬活性炭和氨氣，能夠同時、高效處理尾氣中的碘和氯，實現碘的回收再利用，氯化銨溶液可用作工業原料，工藝過程無污染物排放。

技術領域

本發明涉及尾氣中污染物處理技術領域，具體地說，涉及一種氧碘化學激光器尾氣處理方法和系統。

背景技術

氧碘化學激光器是一種化學能激發、原子電子磁偶極躍遷激光器，可實現激光的高功率長時間連續輸出，適合光纖傳輸，而且有極好的光束質量，在工業領域有廣闊的應用前景。

氧碘化學激光器原理：氯氣和堿液生成次氯酸鈉溶液，次氯酸鈉溶液與H₂O₂反應生成激發態氧，激發態氧與基態碘原子近共振傳能產生激發態碘原子，激發態碘原子再向基態躍遷產生1.315μm紅外激光。

氯氣和碘是氧碘化學激光器的主要反應原料，激光器系統對氯氣的利用率約為90％，碘作為受激物質在激光器運行過程中幾乎沒有消耗，所以激光器運行過程中約有10％的氯氣和全部的碘蒸氣排放至環境。長期接觸低濃度氯氣和碘，會刺激上呼吸道，引發慢性支氣管炎和肺部疾病，還會出現乏力、頭暈等神經衰弱癥狀。由于氧碘化學激光器具有廣闊的應用前景，但其運行排放的尾氣污染大氣，損害人體健康，因此發展氧碘化學激光器尾氣處理裝置是必要的。

一般尾氣中氯氣的處理方法有堿液吸收，合成鹽酸法，氧化還原法和生產液氯法處理廢氯氣。

堿液吸收是利用氯氣與水反應生成次氯酸和鹽酸，次氯酸和鹽酸再與堿反應生成對應的鹽。氫氧化鈉溶液吸收氯氣的反應方程式如下：

Cl₂+2NaOH＝NaCl+NaClO+H₂O

由于氯氣在水中的溶解度不高，堿液吸收氯氣的效率較低。

合成鹽酸法是利用氯氣和氫氣反應生成氯化氫氣體，而氯化氫易溶于水再吸收的方法，該方法要求氯氣的濃度要高，雜質含量少，而且工藝過程有氫氣，工藝要求高。

氧化還原法是采用氯化亞鐵溶液吸收氯氣，反應產物氯化鐵可用作混凝劑，該方法工藝簡單，但吸收效率低。

生產液氯法是通過降溫加壓的方法使氯氣液化，能量消耗大，適用于氯氣濃度較高，雜質含量少的情況。

碘的脫除主要采用的是吸附法，在吸附塔內填充吸附劑，吸附富集碘，吸附塔的阻力較大。常用的吸附劑有改性活性炭，金屬改性陶瓷，氣凝膠顆粒等。

綜上所述，到目前為止，現有的尾氣處理工藝都較難高效處理氧碘化學激光器尾氣中的氯氣和碘。

發明內容

本發明的目的為提供一種氧碘化學激光器尾氣處理方法和系統，能夠同時、高效處理尾氣中的氯和碘，實現碘的回收再利用，氯化銨溶液可用作工業原料，工藝過程無污染物排放。

為了實現上述目的，一方面，本發明提供的氧碘化學激光器尾氣處理方法，包括以下步驟：

將氧碘化學激光器尾氣排入排放管道內，首先利用活性炭對尾氣進行Ⅰ級處理，吸收尾氣中的碘；然后利用氨氣對尾氣進行Ⅱ級處理，氨氣與尾氣中的氯氣反應生成氯化銨；隨后利用噴淋液由上至下噴淋進行Ⅲ級處理，吸收氯化銨；最后排出尾氣。

上述技術方案中，通過Ⅰ級處理將尾氣中的碘進行吸收。通過Ⅱ級處理和Ⅲ級處理將尾氣中的氯進行吸收，向尾氣中加入過量的氨氣，氯氣與過量氨氣反應過程如下，氯氣與氨氣先反應生成氮氣和氯化氫，反應方程式為：