CN105879631A

CN105879631A - 一种氮氧废气膜吸收处理技术

Info

Publication number: CN105879631A
Application number: CN201410742514.4A
Authority: CN
Inventors: 朱振中; 王跃
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2016-08-24

Abstract

本发明涉及一种氮氧废气膜吸收处理技术，属于化学吸收处理和膜分离技术领域。一种氮氧化物废气的膜吸收处理方法，具体步骤如下：(1)配置蛋氨酸合钴水溶液作为膜吸收剂；(2)采用中空纤维膜接触器；(3)膜吸收反应后的吸收液经离子交换树脂可以回收钴离子，可配置成新的吸收液循环使用，生成的硝酸盐可作农用化肥进一步利用。同时气体中共存的SO₂对NO去除率无影响，且SO₂吸收率将近100％。本发明把传统的化学吸收处理方法和高效的膜分离技术相结合，操作条件温和，处理周期短，处理效率高，吸收产物可充分利用，吸收液可循环使用，从而基本实现对氮氧化物废气的资源化处理。

Description

一种氮氧废气膜吸收处理技术

技术领域

本发明涉及一种氮氧废气膜吸收处理技术，属于化学吸收处理和膜分离技术领域。

背景技术

矿物燃料燃烧产生的氮氧化物(NO_x)会造成严重的大气环境污染，如臭氧层空洞、产生光化学烟雾和酸雨等次级产物，大气污染治理任务已迫在眉睫。但由于NO_x中95％以上为NO，其水中溶解度很低，处理困难。目前一些干法脱硝技术已被用于烟气脱硝，如选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)，但是这两种技术存在投资与运行费用高、操作条件苛刻、催化剂易失效、易产生二次污染等不足，处理效率也不理想。因此，开发一种高效氮氧废气处理技术对含氮氧废气的有效治理和控制非常重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种氮氧废气膜吸收处理技术，采用中空纤维膜接触器来实现氮氧废气的有效处理。

本发明的技术方案：一种氮氧化物废气的膜吸收处理方法，具体步骤如下：(1)配置蛋氨酸合钴水溶液作为膜吸收剂；(2)采用中空纤维膜接触器；(3)膜吸收反应后的吸收液经离子交换树脂可以回收钴离子，可配置成新的吸收液循环使用，生成的硝酸盐可作农用化肥进一步利用。同时气体中共存的SO₂对NO去除率无影响，且SO₂吸收率将近100％。

进一步地，所述吸收剂蛋氨酸合钴水溶液的浓度为0.05～2％。优选地，所述的吸收剂蛋氨酸合钴水溶液的浓度为0.1～1％。更优地，所述吸收剂蛋氨酸合钴水溶液的浓度为0.5％

进一步地，所述中空纤维膜接触器，其径高比为0.1～0.3，装填密度为0.1～0.6，膜微孔孔径为0.1～0.3μm，孔隙率为0.1～0.6。更优地，所述中空纤维膜接触器，其径高比为0.2，装填密度为0.4，膜微孔孔径为0.2μm，孔隙率为0.35。

进一步地，所述的离子交换树脂为阳离子交换树脂。更优地，所述阳离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂。

氮氧气体由中空纤维膜的下端导入管程，沿管腔流至另一端，其浓度为100～1500mg/m³、进气流速为1.0×10^-2～6.0×10^-2m/s；吸收剂由蠕动泵从储液槽中吸出由侧端进入中空纤维膜接触器的壳程，经中空纤维膜管腔外侧流出后返回吸收剂贮槽，其质量分数为0.5％，流速为1×10^-3～8×10^-3m/s，温度为20～60℃，两相并流或逆流操作。气体及液体的流量、压力和温度分别由流量计、压力传感器和温度传感器在线检测。氮氧废气膜吸收处理技术的工艺流程示意图如图1所示。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明巧妙的把传统的化学吸收处理方法和高效的膜分离技术相结合，操作条件温和，处理周期短，处理效率高，能有效除去废气中的氮氧化物，且能同时吸收二氧化硫。

2、本发明采用蛋氨酸合钴作为吸收液，反应后的吸收液经离子交换树脂可以回收钴离子，配置成新的吸收液循环使用，生成的硝酸盐可作农用化肥进一步利用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1氮氧废气膜吸收处理技术的工艺流程示意图。1、2-气体钢瓶；3、4、6、12、15-流量计；5-气体缓冲瓶；7-三通管；10-膜接触器；9、11-压力传感器13-吸收液储存器；14-蠕动泵；16、17-温度传感器。

图2氮氧化物去除率与膜吸收处理时间关系图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：中空纤维膜接触器，，其径高比为0.2，装填密度为0.4，膜微孔孔径为0.2μm，孔隙率为0.35。气体流速1.3×10^-2m/s、气体浓度600mg/m³、吸收液浓度0.5mol/L、吸收液流量4×10^-6m³/s、温度50℃，60min内NO的去除率大于95％，120min内NO的去除率保持在80％以上。

实施例2：在与实验例1实验条件平行的基础上，向吸收液中通入浓度为600mg/m³二氧化硫后，60min吸收液对NO的去除率仍大于95％，120min内NO的去除率保持在80％以上，SO₂的去除率为100％。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种氮氧化物废气的膜吸收处理方法，其特征在于：具体步骤如下：(1)配置蛋氨酸合钴水溶液作为膜吸收剂；(2)采用中空纤维膜接触器；(3)膜吸收反应后的吸收液经离子交换树脂可以回收钴离子，可配置成新的吸收液循环使用，生成的硝酸盐可作农用化肥进一步利用，从而实现对氮氧化物废气的资源化处理。

2.根据权利要求1所述的一种氮氧化物废气的膜吸收处理方法，其特征在于：所述的吸收剂蛋氨酸合钴水溶液的浓度为0.05～2％。

3.根据权利要求2所述的一种氮氧化物废气的膜吸收处理方法，其特征在于：所述的吸收剂蛋氨酸合钴水溶液的浓度为0.5％。

4.根据权利要求1所述的一种氮氧化物废气的膜吸收处理方法，其特征在于：所述的中空纤维膜接触器，其径高比为0.1～0.3，装填密度为0.1～0.6，膜微孔孔径为0.1～0.3μm，孔隙率为0.1～0.6。

5.根据权利要求1所述的一种氮氧化物废气的膜吸收处理方法，其特征在于：处理的氮氧化物浓度在100～1500mg/m³。

6.根据权利要求1所述的一种氮氧化物废气的膜吸收处理方法，其特征在于：在中空纤维膜内，气体和吸收液并流或逆流运行。

7.根据权利要求1所述的一种氮氧化物废气的膜吸收处理方法，其特征在于：所述的膜吸收反应的温度控制在20-70℃。

8.根据权利要求1所述的一种氮氧化物废气的膜吸收处理方法，其特征在于废气中的二氧化硫对蛋氨酸合钴吸收氮氧化物的影响不显著，可以同时脱硫脱氮，处理的二氧化硫浓度在100～8000mg/m³。

9.根据权利要求1所述的一种氮氧化物废气的膜吸收处理方法，其特征在于：所述的离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂。