[發(fā)明專利]一種氮氧化物廢氣資源化處理裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110401076.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-14
• 公開（公告）號(hào): CN112933915A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李慶增;段煜洲;楊向東;田濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國海洋石油集團(tuán)有限公司;中海石油煉化有限責(zé)任公司;中海油石化工程有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/56
• 分類號(hào): B01D53/56;B01D53/76;B01D53/18;C01B21/40
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明涉及一種氮氧化物廢氣資源化處理裝置及方法，所述裝置包括液環(huán)壓縮機(jī)與吸收塔，將氮氧化物廢氣與氧化劑匯合后，經(jīng)過液環(huán)壓縮機(jī)加壓后的混合氣體進(jìn)入吸收塔，在所述吸收塔上同時(shí)開設(shè)一級(jí)吸收液進(jìn)口與二級(jí)吸收液進(jìn)口，所述二級(jí)吸收液進(jìn)口介于所述一級(jí)吸收液進(jìn)口與所述進(jìn)氣口之間，位于所述吸收塔底部的排液管設(shè)置第一支路與第二支路，經(jīng)第一支路將塔底吸收液導(dǎo)入吸收塔作為所述二級(jí)吸收液，經(jīng)第二支路將塔底吸收液導(dǎo)入液環(huán)壓縮機(jī)作為液環(huán)工作液，全程僅需補(bǔ)充水作為第一吸收液，就能將塔底吸收液的硝酸濃度提高至40～55wt％進(jìn)行回收利用，不僅能夠保證氮氧化物的達(dá)標(biāo)排放，還能實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)資源化治理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氮氧化物廢氣資源化處理裝置及方法。

背景技術(shù)

由于硝酸合成、硝基化合物合成、硝化反應(yīng)及硝酸氧化反應(yīng)等涉硝過程中，均會(huì)產(chǎn)生有大量的氮氧化物廢氣(NO_X)，是當(dāng)今世界各國重點(diǎn)要治理的污染氣體之一。氮氧化物廢氣不但造成酸雨、酸霧，還能破壞臭氧層，給自然環(huán)境和人類生產(chǎn)、生活帶來嚴(yán)重危害。因此，氮氧化物廢氣的吸收與資源化是環(huán)境治理和各種硝酸工業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分，既是實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要，也是為了人類自身健康的需要。

目前，對(duì)氮氧化物廢氣的處理方法主要包括催化還原法、溶劑吸收法、固體吸附法和生物處理法。催化還原法包括選擇性催化還原法(SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)，催化還原法中使用較多的還原劑是尿素和亞硫酸銨，這些還原劑能在一定溫度和催化劑的作用下將NO_X還原為無害的氮?dú)夂推渌缓慕M分，多用于含有氮氧化物煙氣的處理工藝中。溶劑吸收法包括溶劑直接吸收法，所用溶劑包括水、稀硝酸和堿性溶液(氫氧化鈉、碳酸鈉、氨水等堿性液體)等。固體吸附法通過吸附劑將NO_X進(jìn)行吸附固定，從而防止其進(jìn)入大氣中造成污染，常用的吸附劑有分子篩、活性炭、硅膠等。生化處理法的實(shí)質(zhì)是利用微生物的生命活動(dòng)，將NO_X轉(zhuǎn)化為無害的無機(jī)物及微生物的細(xì)胞質(zhì)。

溶劑吸收法具有過程簡(jiǎn)單、投資較少、原料易得等優(yōu)點(diǎn)，是化工生產(chǎn)過程中適用廣泛的方法，其中，氫氧化鈉溶液是最常用的吸收液，可以生成硝酸鹽和亞硝酸鹽兩種副產(chǎn)無機(jī)鹽進(jìn)行回收利用。例如CN102078752A公開了一種多級(jí)氧化吸收氮氧化物廢氣制備亞硝酸鈉的方法，所述方法將氮氧化物廢氣經(jīng)過除水后，與配氧空氣按一定比例混合，從第一級(jí)吸收塔塔底進(jìn)入多級(jí)串聯(lián)堿液吸收塔，凈化后的氣體從尾塔頂部達(dá)標(biāo)排放，亞硝酸鈉溶液在第一級(jí)吸收塔塔底采出，串聯(lián)吸收過程中，前一級(jí)塔排出的NO_X氣體經(jīng)過除水后，根據(jù)在線氮氧化物分析儀測(cè)定的NO₂與NO濃度，通過PRC控制，輸入配氧空氣。吸收過程中每個(gè)吸收塔的循環(huán)吸收液首先輸送到冷卻裝置降低溫度，以控制吸收塔內(nèi)的溫度。所述方法采用常見低成本的塔器設(shè)備，獲得硝酸鈉/亞硝酸鈉0.02的亞硝酸鈉溶液，減少NO_X排放，達(dá)到節(jié)能減排和資源化的目的。

然而，一方面，將硝酸鹽和亞硝酸鹽進(jìn)一步分離提純的成本較高且不安全，易造成二次污染，另一方面，硝酸鹽和亞硝酸鹽的市場(chǎng)售價(jià)較低，經(jīng)濟(jì)效益較低，企業(yè)轉(zhuǎn)而廣泛采用將氮氧化物轉(zhuǎn)化為硝酸進(jìn)行資源化回收利用的處理方法。例如CN205832945U公開了一種回收氮氧化物廢氣制備稀硝酸的裝置，包括空氣凈化器，空氣加壓裝置，將低價(jià)氮氧化物氧化為高價(jià)氮氧化物的氧化塔，以水為吸收劑吸收氮氧化物生成稀硝酸的第一吸收塔、以氫氧化鈉溶液為吸收劑的第二吸收塔，空氣凈化器通過管道連接空氣加壓裝置和氧化塔下部，氮氧化物廢氣通過泵連接氧化塔下部，氧化塔上部通過管道連接第一吸收塔的下部，第一吸收塔的上部通過管道連接第二吸收塔下部，第二吸收塔上部連接排氣管。所述裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、吸收效率高的優(yōu)點(diǎn)，且氮氧化物廢氣經(jīng)處理可以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，但是，第一吸收塔以水為吸收劑，作為產(chǎn)物的稀硝酸濃度較低，第二吸收塔以氫氧化鈉溶液為吸收劑，會(huì)產(chǎn)生含有硝酸鈉與亞硝酸鈉的含鹽廢水，造成二次污染。