專利名稱：氮氧化物廢氣負(fù)壓堿液吸收工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氮氧化物廢氣負(fù)壓堿液吸收工藝，屬于環(huán)保、減排節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，有色金屬鉍鹽深加工中，由于硝化反應(yīng)合成過(guò)程產(chǎn)生大量的含有高濃度氮氧化物的廢氣(主要是N0和N()2,統(tǒng)稱N0x)，排放在空氣里會(huì)形成黃色 或褐色的煙霧，俗稱"黃龍"。這種硝煙氣體相對(duì)于含有少量氮氧化物的普通 煙氣，其危害程度更大，NOx廢氣不但造成酸雨、酸霧，還能破壞臭氧層，除對(duì) 附近居民身心造成直接傷害外，還對(duì)周圍環(huán)境造成相當(dāng)嚴(yán)重的破壞。是目前造 成大氣污染的重要污染源之一。因此，對(duì)硝化反應(yīng)合成器所產(chǎn)生NOx的環(huán)境治理 是有色金屬鎮(zhèn)、鹽深加工的重要組成部分，這既是實(shí)現(xiàn)我國(guó)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。為了讓天更藍(lán)，水更清，讓我們生活的環(huán) 境更加美麗，我國(guó)很多省巿都已出臺(tái)要求將含氮氧化物的尾氣達(dá)標(biāo)排放作為有 色金屬鉍鹽深加工工業(yè)投產(chǎn)運(yùn)行首要條件的產(chǎn)業(yè)政策。當(dāng)前對(duì)含NOx廢氣的處理方法主要有干法和濕法兩大類 干法處理技術(shù)包括催化還原法、吸附法與電子線照射法等。催化還原法是 在催化劑作用下，利用還原劑將硝化反應(yīng)合成器所產(chǎn)生NOx還原為無(wú)害的氮?dú)猓?這種方法多用在鍋爐煙氣治理上，其催化溫度一般需要30(TC以上，在治理過(guò)程 中還能夠回收部分熱能，但投資和遠(yuǎn)行費(fèi)用較高，因而難以在中小企業(yè)中普及， 如中國(guó)專利99126262. X公開(kāi)的"一種處理高濃度二氧化氮廢氣的方法及其設(shè)備"即是釆用將液化氣與含二氧化氮的氣體在專用焚燒爐內(nèi)進(jìn)行焚燒的方法。電子射線法是釆用電子線照射燃燒N0x尾氣，使NOx與固體微粒子形成酸霧混合物， 再用電吸塵器的方法將其分離，該法目前多用于汽車尾氣處理，而很少用于硝 酸工業(yè)尾氣治理。用濕法處理NOx氣體的方法很多，歸納起來(lái)可分為三類，主要有酸性溶液吸收法，水吸收法，堿性溶液吸收法。酸性溶液吸收法系釆用稀硝酸作吸收N0X 氣體的溶液，具有回收硝酸進(jìn)行再利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由于N0x的化學(xué)屬性，用稀 硝酸吸收NOx氣體過(guò)程中有如下化學(xué)反應(yīng)3N02+H20=2HN03+NO2N02+H20=HN03+HN023HN02=HN03+H20+2NO2,3+NO=3N02+H202NO+0產(chǎn)2亂化學(xué)反應(yīng)式說(shuō)明了在NOx吸收過(guò)程中，總是會(huì)有NO排出，因而需要進(jìn)行多 級(jí)循環(huán)吸收，這樣就造成吸收設(shè)備較多，動(dòng)力消耗較大，尾氣也難以達(dá)到國(guó)家 規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此用稀硝酸吸收NOx的方法雖然很早就為人們所熟知，但卻 未能解決上述存在的問(wèn)題。水吸收法主要釆用多級(jí)塔處理，申請(qǐng)?zhí)?00610039814. l公開(kāi)的"一種工業(yè) 過(guò)程氮氧化物(NOx)廢氣治理及資源"是將含NOx的廢氣與空氣按比例混合后， 進(jìn)入多級(jí)塔串聯(lián)吸收，吸收及反應(yīng)后產(chǎn)生的低濃度的硝酸再用增濃塔進(jìn)行漂白、 脫水排出，增濃塔蒸出的水或稀酸作為吸收劑從多級(jí)塔的尾塔逆流進(jìn)入吸收。 這種以水為吸收介質(zhì)常壓多級(jí)循環(huán)吸收尾氣中氮氧化物的方法。吸收速度和效 率顯然不如酸性溶液吸收法，其實(shí)際效果有待考證。堿性溶液吸收法一般是使用NaOH溶液來(lái)吸收處理硝化反應(yīng)器所產(chǎn)生NOx氣 體，參照附圖l，硝化反應(yīng)器l所產(chǎn)生N0x氣體在引風(fēng)機(jī)2的作用下依次進(jìn)入淋洗塔3、湍球塔4，堿液輸送泵4、 6從堿液池7中將NaOH溶液分別泵入淋洗塔 3、湍球塔4頂部噴淋而下，與自下而上的N0x氣體逆流接觸反應(yīng)；其優(yōu)點(diǎn)是吸收速率快，排放容易達(dá),，系統(tǒng)處在開(kāi)放狀態(tài)下，可在常壓下進(jìn)行。但湍球 塔4氣流阻力大，對(duì)引風(fēng)機(jī)2、堿液輸送泵5、 6等設(shè)備提出了更高的要求，其 運(yùn)行功率達(dá)105千瓦，能耗也會(huì)隨著處理量的提高而直線上升。另外，吸收所生 成的鹽類產(chǎn)品價(jià)值低，如亞硝酸鈉綜合回收只能達(dá)到30~40%。綜合回收利用差。 同時(shí)增加的堿液系統(tǒng)通常帶有腐蝕性，其存放、輸送成本高，操作不慎容易造 成二次污染。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種氮氧化物廢氣負(fù)壓堿液吸收工藝， 所使用的吸收設(shè)備少，能耗低，能保證含NOx的廢氣全部進(jìn)行回收資源化，回收 96%以上的亞硝酸鈉，供工業(yè)品售出。同時(shí)整個(gè)工藝流程中不產(chǎn)生廢水廢氣等二 次污染源。本發(fā)明的基本思路是將硝化反應(yīng)器所產(chǎn)生的蒸發(fā)硝酸、冊(cè)x廢氣，通過(guò)冷 凝回收硝酸，用氫氧化鈉作吸收劑，循環(huán)利用蒸發(fā)分餾水份作補(bǔ)充的溶劑，使 用三級(jí)密封負(fù)壓吸收NOx廢氣，用蒸汽加熱，真空濃縮回收亞硝酸鈉。上述工藝的技術(shù)路線是硝化反應(yīng)所產(chǎn)生NOx氣體在真空力的作用下，朝一 個(gè)方向流動(dòng)，即氣體—冷錄器—接收罐—一級(jí)吸收罐—二級(jí)吸收罐—三級(jí)堿液 池，蒸發(fā)的硝酸通過(guò)冷凝器被冷凝由氣體變?yōu)橐后w入接收罐儲(chǔ)存，不能冷凝的 NOx氣體進(jìn)入負(fù)壓吸收工段；整個(gè)工序過(guò)程串聯(lián)全封閉，無(wú)泄漏，三級(jí)吸收能保 證尾氣NOx氣體完全被吸收而不擴(kuò)散至大氣中污染環(huán)境。本發(fā)明所釆用的技術(shù)方案是 一種氮氧化物廢氣負(fù)壓堿液吸收工藝，它主 要由冷凝回收工段、負(fù)壓吸收工段和綜合回收工段組合所構(gòu)成；其工藝流程如 下a冷凝回收工段采用冷凝器，將硝化反應(yīng)器反應(yīng)熱所蒸發(fā)的硝酸和硝化反應(yīng)所產(chǎn)生N0x氣體進(jìn)行冷凝，蒸發(fā)的硝酸被冷凝成稀硝酸進(jìn)入接收罐回收；上述接 收罐所回收的稀硝酸返回硝化反應(yīng)器中，以補(bǔ)充硝化反應(yīng)器的酸耗；不能冷凝 的NOx氣體進(jìn)入負(fù)壓吸收工段；b負(fù)壓吸收工段釆用二級(jí)吸收罐和一級(jí)堿液池相互全封閉串聯(lián)；從a步工序 接收罐排出的含N0x廢氣，進(jìn)入第一級(jí)吸收罐的罐底，第一級(jí)吸收罐中有NaOH 溶液，NOx氣體在不斷循環(huán)的NaOH溶液中經(jīng)氣一液接觸反應(yīng)，大部分被吸收生 成主成分亞硝酸鈉；沒(méi)有被吸收的少量NOx尾氣體從第一級(jí)吸收罐頂排出進(jìn)入第 二級(jí)吸收罐的罐底，第二級(jí)吸收罐中也有NaOH溶液，和第一級(jí)吸收一樣，上述 NOx尾氣體經(jīng)第二級(jí)進(jìn)一步吸收，最后還有沒(méi)被完全吸收的NOx余氣體排出到第 三級(jí)帶真空泵的堿液池中完全被吸收；當(dāng)上述吸收罐、堿液池中的堿液循環(huán)使 用至含50~60%亞硝酸鈉濃度后，將該含有主成分亞硝酸鈉的堿液導(dǎo)入綜合回收 工段；c、綜合回收工段是將b步工序的亞硝酸鈉導(dǎo)入不銹鋼濃縮釜進(jìn)行脫水，含 50~60%亞硝酸鈉的堿液泵入不銹鋼濃縮釜中，利用蒸汽加熱，真空濃縮，蒸發(fā) 分餾水份，蒸發(fā)水份又通過(guò)冷凝器回收分別返回b步工序的兩級(jí)吸收罐和一級(jí) 堿液池中補(bǔ)充的溶劑循環(huán)使用；含量96%以上的亞硝酸鈉從不銹鋼濃縮釜底排出 回收，作為工業(yè)品售出。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明專利具有以下優(yōu)點(diǎn)①系統(tǒng)中采用冷凝器回收 稀酸，降低了酸耗。②系統(tǒng)中釆用三級(jí)吸收，尾氣中NOx全部被回收并被再生資 源化，可回收96%以上的亞硝酸鈉，變有害為無(wú)害。無(wú)廢氣排放。③系統(tǒng)中采用 了銹鋼濃縮釜脫鹽，回收亞硝酸鈉，蒸發(fā)水份可返回三級(jí)回收工段循環(huán)使用， 無(wú)廢水排放，不產(chǎn)生二次廢酸、廢水，綠色環(huán)保。④廢氣治理效果好，吸收系 統(tǒng)釆用閉路，能耗低，流速慢，實(shí)現(xiàn)零排放。本發(fā)明的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)廢氣處理效果好，氮氧化合物吸收率100%，每年減少氮氧化合物排放150 噸，回收亞硝酸鈉430多噸，為企業(yè)增加銷售收入400多萬(wàn)元。酸利用率高， 每年回收利用硝酸100多噸，為企業(yè)節(jié)省費(fèi)用30多萬(wàn)元。系統(tǒng)運(yùn)行能耗低，運(yùn) 行功率7.5kw,每年為企業(yè)節(jié)省電能50多萬(wàn)千瓦時(shí)。系統(tǒng)采用閉路循環(huán)，開(kāi)路 回收亞硝酸鈉無(wú)廢水排放，每年可為企業(yè)節(jié)省水上千噸，減少?gòu)U水排放500多 噸。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的的流程示意圖。圖2為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
以下是參考附圖1對(duì)本發(fā)明實(shí)施方案的解釋描述，但必須知道，該實(shí)施方 案不能用來(lái)抅成對(duì)本發(fā)明的限制。本實(shí)施方案是 一種氮氧化物廢氣負(fù)壓堿液吸收工藝，它主要由冷凝回收 工段、負(fù)壓吸收工段和綜合回收工段組合所構(gòu)成；其工藝流程如下a冷凝回收工段釆用冷凝器8，將硝化反應(yīng)器1反應(yīng)熱所蒸發(fā)的硝酸和硝化 反應(yīng)所產(chǎn)生NOx氣體進(jìn)行冷凝，蒸發(fā)的硝酸被冷凝成稀硝酸進(jìn)入接收罐9回收； 控制冷凝器進(jìn)口溫度80~90°C,出口溫度《4(TC，壓力負(fù)0.05-0. 1Mpa;上述 接收罐9所回收的稀硝酸返回硝化反應(yīng)器1中，以補(bǔ)充硝化反應(yīng)器1的酸耗； 不能冷凝的NOx氣體進(jìn)入負(fù)壓吸收工段；b負(fù)壓吸收工段采用第一級(jí)吸收罐10、第二級(jí)吸收罐11和第三級(jí)堿液池12 相互全封閉串聯(lián)；從a步工序接收罐9排出的含NOx廢氣，進(jìn)入第一級(jí)吸收罐IO 的罐底，第一級(jí)吸收罐10中有濃度20 30。/。的NaOH溶液，在5-3(TC溫度下， NOx氣體在不斷循環(huán)的NaOH溶液中經(jīng)氣一液接觸反應(yīng)，大部分被吸收生成主成分亞硝酸鈉；沒(méi)有被吸收的少量NOx尾氣體從第一級(jí)吸收罐10頂排出進(jìn)入第二級(jí)吸收罐ll的罐底，第二級(jí)吸收罐11中也有濃度20~30%的NaOH溶液，和第一 級(jí)吸收一樣，上述NOx尾氣體經(jīng)第二級(jí)進(jìn)一步吸收，最后還有沒(méi)被完全吸收的N0x 余氣體排出到第三級(jí)帶負(fù)壓真空泵13的堿液池12中，堿液池12內(nèi)有濃度10 ~ 20%且不斷循環(huán)的NaOH;所有的NOx尾氣體在這里完全被吸收；當(dāng)?shù)谝患?jí)吸收罐 10、第二級(jí)吸收罐11和第三級(jí)堿液池12中的堿液循環(huán)使用至含50~60%亞硝酸 鈉濃度后，將該含有主成分亞硝酸鈉的堿液導(dǎo)入綜合回收工段；c、綜合回收工段是將b步工序的亞硝酸鈉導(dǎo)入不銹鋼濃縮釜14進(jìn)行脫水， 含50~60%亞硝酸鈉的堿液泵入不銹鋼濃縮釜14中，利用蒸汽加熱，真空濃縮， 蒸發(fā)分餾水份，蒸發(fā)水份又通過(guò)冷凝器15回收分別返回b步工序的第一級(jí)吸收 罐10、第二級(jí)吸收罐11和第三級(jí)堿液池中補(bǔ)充的溶劑循環(huán)使用；含量96%以上 的亞硝酸鈉從不銹鋼濃縮釜14底排出回收，作為工業(yè)品售出。
權(quán)利要求
1、一種氮氧化物廢氣負(fù)壓堿液吸收工藝，它主要由冷凝回收工段、負(fù)壓吸收工段和綜合回收工段組合所構(gòu)成；其特征在于工藝流程如下a冷凝回收工段采用冷凝器(8)，將硝化反應(yīng)器(1)反應(yīng)熱所蒸發(fā)的硝酸和硝化反應(yīng)所產(chǎn)生NOX氣體進(jìn)行冷凝，蒸發(fā)的硝酸被冷凝成稀硝酸進(jìn)入接收罐(9)回收；控制冷凝器進(jìn)口溫度80～90℃，出口溫度≤40℃，壓力負(fù)0.05～0.1Mpa；上述接收罐(9)所回收的稀硝酸返回硝化反應(yīng)器(1)中；不能冷凝的NOX氣體進(jìn)入負(fù)壓吸收工段；b負(fù)壓吸收工段采用二級(jí)吸收罐(10、11)和一級(jí)堿液池(12)相互全封閉串聯(lián)；從a步工序接收罐(9)排出的含NOX廢氣，進(jìn)入第一級(jí)吸收罐(10)的罐底，第一級(jí)吸收罐(10)中有濃度20～30％的NaOH溶液，在5～30℃溫度下，NOX氣體在不斷循環(huán)的NaOH溶液中經(jīng)氣一液接觸反應(yīng)，大部分被吸收生成主成分亞硝酸鈉；沒(méi)有被吸收的少量NOX尾氣體從第一級(jí)吸收罐(10)頂排出進(jìn)入第二級(jí)吸收罐(11)的罐底，第二級(jí)吸收罐(11)中也有濃度20～30％的NaOH溶液，和第一級(jí)吸收一樣，上述NOX尾氣體經(jīng)第二級(jí)進(jìn)一步吸收，最后還有沒(méi)被完全吸收的NOX余氣體排出到第三級(jí)帶真空泵(13)的堿液池(12)中，堿液池(12)內(nèi)有濃度10～20％且不斷循環(huán)的NaOH；所有的NOX尾氣體在這里完全被吸收；當(dāng)上述吸收罐(10、11)、堿液池(12)中的堿液循環(huán)使用至含50～60％亞硝酸鈉濃度后，將該含有主成分亞硝酸鈉的堿液導(dǎo)入綜合回收工段；c、綜合回收工段是將b步工序的亞硝酸鈉導(dǎo)入不銹鋼濃縮釜(14)進(jìn)行脫水，含50～60％亞硝酸鈉的堿液泵入不銹鋼濃縮釜(14)中，利用蒸汽加熱，真空濃縮，蒸發(fā)分餾水份，蒸發(fā)水份又通過(guò)冷凝器(15)回收分別返回b步工序的兩級(jí)吸收罐(10、11)和一級(jí)堿液池(14)中；含量96％以上的亞硝酸鈉從不銹鋼濃縮釜(14)底排出回收。
全文摘要
本發(fā)明涉及氮氧化物廢氣負(fù)壓堿液吸收工藝，屬于環(huán)保、減排節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。它是將硝化反應(yīng)所產(chǎn)生NO_X氣體在真空力的作用下，朝一個(gè)方向流動(dòng)，即氣體→冷凝器→接收罐→一級(jí)吸收罐→二級(jí)吸收罐→三級(jí)堿液池，蒸發(fā)的硝酸通過(guò)冷凝器被冷凝由氣體變?yōu)橐后w入接收罐儲(chǔ)存，不能冷凝的NO_X氣體進(jìn)入負(fù)壓吸收工段；整個(gè)工序過(guò)程串聯(lián)全封閉，無(wú)泄漏，三級(jí)吸收能保證尾氣NO_X氣體完全被吸收而不擴(kuò)散至大氣中污染環(huán)境，實(shí)現(xiàn)零排放。
文檔編號(hào)B01D53/78GK101244364SQ20081003074
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2008年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月4日
發(fā)明者勇 何, 吳祖祥, 戴艷平, 謝大鵬 申請(qǐng)人:湖南金旺實(shí)業(yè)有限公司