CN103566738A - 一种氮氧化物尾气吸收工艺及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氮氧化物尾气吸收工艺及系统，该工艺首先将氮氧化物尾气经气液分离器冷凝，将夹带的液体回收，气体经水喷射机组吸收后，通过多级吸收塔与配制好的尿素循环吸收液反应，生成N2和CO2，反应后的气体经由风机通过烟囱排放。本发明通过配制酸性尿素溶液循环吸收氮氧化物的方法，有效提高氮氧化物尾气吸收效率，实现了工艺流程的连续性，降低了能耗和污染。

Description

一种氮氧化物尾气吸收工艺及系统
技术领域
本发明涉及一种工业尾气处理技术，具体涉及一种适用于铀纯化工厂纯化工艺过程中氮氧化物尾气吸收工艺及系统。
背景技术
在核工业生产中，铀纯化工厂纯化工艺中普遍采用高浓度硝酸来溶解铀的氧化物的生产工艺，溶解过程会产生大气量、高浓度的氮氧化物气体。国内现有的铀纯化生产线氮氧化物尾气吸收工艺采用水吸收法，产生的氮氧化物尾气经汽水分离器和气固分离器后进入串联水吸收塔吸收，吸收后的气体经由风机通过烟囱排放。工艺采用水吸收氮氧化物尾气，存在吸收效率低的问题，导致该部分尾气中NOx含量＞420mg/m3，一直未能实现达标排放，同时氮氧化物尾气吸收液未能循环利用。随着时代的发展、技术的进步以及人们对经济效益、节能、环保等要求的提高，铀纯化生产线氮氧化物尾气吸收工艺技术亟待提高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种氮氧化物尾气吸收工艺及系统，提高氮氧化物尾气吸收效率，降低运行成本及生产能耗，减少环境污染。
本发明的技术方案如下：一种氮氧化物尾气吸收工艺，首先将氮氧化物尾气经气液分离器冷凝，将夹带的液体回收，气体经水喷射机组吸收后，通过多级吸收塔与配制好的尿素循环吸收液反应，生成N2和CO2，反应后的气体经由风机通过烟囱排放。
进一步，如上所述的氮氧化物尾气吸收工艺，其中，所配置的尿素循环吸收液的浓度为20wt.%～30wt.%，PH值为1～3。
进一步，如上所述的氮氧化物尾气吸收工艺，其中，经过多级吸收塔反应后的气体中NOx≤240mg/m3。
进一步，如上所述的氮氧化物尾气吸收工艺，其中，当吸收塔中进行反应的尿素循环吸收液的浓度降低到10wt.%时，通过循环泵打回至尿素配制槽内，通过进一步投放尿素原料提高尿素循环吸收液的浓度。
进一步，如上所述的氮氧化物尾气吸收工艺，其中，在配制尿素循环吸收液的过程中，通过将水喷射机组内的酸性液体加入配制槽内，来调节溶液的PH值。
进一步，如上所述的氮氧化物尾气吸收工艺，其中，在整个工艺过程中，所述的尿素循环吸收液经换热器换热将温度控制在20℃到50℃范围内。
一种氮氧化物尾气吸收系统，包括与产生氮氧化物尾气的溶解槽相连接的气液分离器，气液分离器与水喷射机组相连接，水喷射机组连接多级吸收塔，所述的多级吸收塔与尿素循环吸收液的配制槽通过配液泵和循环泵相连接形成尿素循环回路，多级吸收塔的气体出口经风机与烟囱连接。
进一步，如上所述氮氧化物尾气吸收系统，其中，所述的多级吸收塔经循环泵与换热器相连接。
本发明的有益效果如下：本发明所提供的尿素还原氮氧化物尾气的工艺，可以将溶解反应产生的高浓含氮氧化物（>1000mg/m3）尾气经过多级吸收反应处理后，将尾气中的氮氧化物浓度降为≤240mg/m3，实现了达标排放。该工艺的最大特点是有效提高了氮氧化物尾气吸收效率，整个工艺系统具备安全性、可靠性，实用性，同时具有低的工程造价和运行成本，使我国铀纯化生产线溶解尾气处理工艺技术达到了国际先进水平。
以本发明的尿素还原氮氧化物尾气的新工艺代替目前铀纯化工厂纯化工艺，能够有效提高氮氧化物尾气吸收效率、降低运行成本、减少环境污染。在工艺流程中，通过配制酸性尿素溶液循环吸收氮氧化物的方法，有效提高氮氧化物尾气吸收效率，实现了工艺流程的连续性，降低了能耗和污染。
附图说明
图1为本发明氮氧化物尾气吸收系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明所提供的氮氧化物尾气吸收工艺是一种采用尿素还原氮氧化物尾气的工艺，主要化学反应方程式如下：
3NO2+H2O→2HNO3+NO
2NO+O2→2NO2
NO2+NO=N2O3
N2O3+H2O=2HNO2
2HNO2+（NH2）2CO=CO2↑+2N2↑+3H2O
其工艺系统的设备组成如图1所示，包括与产生氮氧化物尾气的溶解槽2相连接的气液分离器1，气液分离器1与水喷射机组3相连接，水喷射机组3连接多级吸收塔4，所述的多级吸收塔4与尿素循环吸收液的配制槽5通过配液泵6和循环泵7相连接形成尿素循环回路，多级吸收塔4的气体出口经风机9与烟囱连接，多级吸收塔4经循环泵7与换热器8相连接。
应用以上系统，首先将氮氧化物尾气经气液分离器1冷凝，将夹带的液体回收至溶解槽2，气体经水喷射机组3吸收后，通过多级吸收塔4与配制好的尿素循环吸收液反应，生成N2和CO2，反应后的气体经由风机9通过烟囱排放。
下面以铀纯化生产线的氮氧化物尾气吸收工艺为例进行说明。
在铀纯化厂纯化工艺中，反应原料UxOy粉末与HNO3（40wt.%～65wt.%）在溶解槽内反应，生成硝酸铀酰UO2（NO3）2和氮氧化物气体（NOX），上述溶解过程中产生的氮氧化物气体首先经气液分离器冷凝，将夹带的液体回收至溶解槽，气体经不锈钢水喷射机组吸收后形成硝酸溶液，再通过三级吸收塔与一定浓度的尿素循环吸收液反应生成N2和CO2，达到去除NOX气体的目的。反应尾气经检测氮氧化物达标后（[NOX]≤240mg/m3），经由高压风机通过烟囱实现排放。
尿素循环吸收液的配制方法如下：将尿素原料投入尿素配制槽与水充分溶解配成20wt.%～30wt.%的溶液，例如20wt.%或25wt.%或30wt.%，调节溶液PH值到1～3，配好的溶液经由配液泵加入三级吸收塔，循环吸收氮氧化物。
作为一种具体的实施例，在尿素循环吸收液的配制过程中，可以通过将不锈钢水喷射机组的吸收液（硝酸浓度10wt.%～20wt.%）加入配置槽内，通过该硝酸溶液来调节尿素循环吸收液的PH值，使PH值控制在1～3。
尿素吸收液中尿素的浓度减低到10wt.%时用循环泵打回到尿素配制槽内，通过控制尿素投料量提高尿素吸收液浓度至20wt.%～30wt.%。在整个工艺过程中，尿素溶液要经换热器换热使温度控制在合适的温度（20℃～50℃），有利于氮氧化物的吸收。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种氮氧化物尾气吸收工艺，其特征在于：首先将氮氧化物尾气经气液分离器冷凝，将夹带的液体回收，气体经水喷射机组吸收后，通过多级吸收塔与配制好的尿素循环吸收液反应，生成N2和CO2，反应后的气体经由风机通过烟囱排放。
2.如权利要求1所述的氮氧化物尾气吸收工艺，其特征在于：所配置的尿素循环吸收液的浓度为20wt.%～30wt.%，PH值为1～3。
3.如权利要求1所述的氮氧化物尾气吸收工艺，其特征在于：经过多级吸收塔反应后的气体中NOx≤240mg/m3。
4.如权利要求2所述的氮氧化物尾气吸收工艺，其特征在于：当吸收塔中进行反应的尿素循环吸收液的浓度降低到10wt.%时，通过循环泵打回至尿素配制槽内，通过进一步投放尿素原料提高尿素循环吸收液的浓度。
5.如权利要求2或4所述的氮氧化物尾气吸收工艺，其特征在于：在配制尿素循环吸收液的过程中，通过将水喷射机组内的酸性液体加入配制槽内，来调节溶液的PH值。
6.如权利要求1所述的氮氧化物尾气吸收工艺，其特征在于：在整个工艺过程中，所述的尿素循环吸收液经换热器换热将温度控制在20℃到50℃范围内。
7.一种氮氧化物尾气吸收系统，其特征在于：包括与产生氮氧化物尾气的溶解槽（2）相连接的气液分离器（1），气液分离器（1）与水喷射机组（3）相连接，水喷射机组（3）连接多级吸收塔（4），所述的多级吸收塔（4）与尿素循环吸收液的配制槽（5）通过配液泵（6）和循环泵（7）相连接形成尿素循环回路，多级吸收塔（4）的气体出口经风机（9）与烟囱连接。
8.如权利要求7所述的氮氧化物尾气吸收系统，其特征在于：所述的多级吸收塔（4）经循环泵（7）与换热器（8）相连接。
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