CN107029539A - 一种含氮氧化合物废气的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种含氮氧化合物废气的处理方法,包括以下步骤:1)将含氮氧化合物废气在pH值为5~6的条件下进行氧化水洗,得到第一洗涤气;所述氧化水洗采用的药剂包括亚氯酸盐和第一可溶性碱性物质;2)将所述第一洗涤气进行还原水洗,得到第二洗涤气;所述还原水洗采用的药剂包括硫氢化钠和第二可溶性碱性物质;3)将所述第二洗涤气进行氧化除臭水洗,得到净化处理气;所述氧化除臭水洗采用的药剂包括次氯酸盐和第三可溶性碱性物质。针对含氮氧化合物的废气,本发明开发出氧化‑还原‑氧化的处理工艺流程,该处理工艺能有效地提高在常温常压下的氮氧化合物的处理效率。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域,尤其涉及一种含氮氧化合物废气的处理方法。
背景技术
随着环境问题的日益严重,环境保护与污染处理已得到了越来越多的关注。环境污染中大气污染是极为严重的,大气污染对于人体、动植物及气候的危害都是极大的。造成大气污染的因素有很多,如工业、生活炉灶与采暖锅炉、交通运输及森林火灾产生的烟雾等。其中,工业污染是大气污染的一个重要来源。
当今国内外电子行业、液晶面板行业及光电行业的迅速发展,所用化学药品的种类及用量也随之增大,所用化学品产生的尾气的处理自然是重中之重。在液晶面板生产过程中,酸性废气主要来源于工艺流程中使用各种酸液蚀刻和清洗过程,其主要污染物为氯化氢和氮氧化物(如NO2/NO)等。目前,对于该化学尾气的处理流程大致包括:制程机台→湿式洗涤塔→风机→烟囱→大气,其中的湿式洗涤塔通常以设置的碱液喷淋吸收系统进行处理。
然而,传统碱洗中和处理工艺对于化学尾气中氮氧化合物的处理效果较低,特别是对于难溶于水的一氧化氮NO,传统的碱洗中和处理工艺根本无法去除。因此,如何有效地处理上述废气排放中难以有效处理的氮氧化合物,是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本申请提供一种含氮氧化合物废气的处理方法,本发明提供的处理方法能实现对氮氧化合物较高的处理效率。
本发明提供一种含氮氧化合物废气的处理方法,包括以下步骤:
1)将含氮氧化合物废气在pH值为5~6的条件下进行氧化水洗,得到第一洗涤气;所述氧化水洗采用的药剂包括亚氯酸盐和第一可溶性碱性物质;
2)将所述第一洗涤气进行还原水洗,得到第二洗涤气;所述还原水洗采用的药剂包括硫氢化钠和第二可溶性碱性物质;
3)将所述第二洗涤气进行氧化除臭水洗,得到净化处理气;所述氧化除臭水洗采用的药剂包括次氯酸盐和第三可溶性碱性物质。
优选地,所述亚氯酸盐为亚氯酸钠。
优选地,所述次氯酸盐为次氯酸钠。
优选地,所述第一可溶性碱性物质、第二可溶性碱性物质和第三可溶性碱性物质独立地选自氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的一种或多种。
优选地,所述氧化水洗、还原水洗和氧化除臭水洗的温度独立地选自10~50℃。
优选地,所述氧化水洗、还原水洗和氧化除臭水洗的压力独立地选自1bar-3bar。
优选地,所述氧化水洗、还原水洗和氧化除臭水洗在三段式填料塔中连续进行。
优选地,所述含氮氧化合物废气中氮氧化物的浓度为10~20mg/m3,排放速率为0.15~0.20kg/h。
与现有技术相比,本发明提供的处理方法包括:1)将含氮氧化合物废气在pH值为5~6的条件下进行氧化水洗,得到第一洗涤气;所述氧化水洗采用的药剂包括亚氯酸盐和第一可溶性碱性物质;2)将所述第一洗涤气进行还原水洗,得到第二洗涤气;所述还原水洗采用的药剂包括硫氢化钠和第二可溶性碱性物质;3)将所述第二洗涤气进行氧化除臭水洗,得到净化处理气;所述氧化除臭水洗采用的药剂包括次氯酸盐和第三可溶性碱性物质。针对含氮氧化合物的废气,本发明开发出氧化-还原-氧化的处理工艺流程,该处理工艺能有效地提高在常温常压下的氮氧化合物的处理效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的含有氮氧化合物的废气处理系统的流程示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种含氮氧化合物废气的处理方法,包括以下步骤:
1)将含氮氧化合物废气在pH值为5~6的条件下进行氧化水洗,得到第一洗涤气;所述氧化水洗采用的药剂包括亚氯酸盐和第一可溶性碱性物质;
2)将所述第一洗涤气进行还原水洗,得到第二洗涤气;所述还原水洗采用的药剂包括硫氢化钠和第二可溶性碱性物质;
3)将所述第二洗涤气进行氧化除臭水洗,得到净化处理气;所述氧化除臭水洗采用的药剂包括次氯酸盐和第三可溶性碱性物质。
含氮氧化合物的工业废气通过本发明提供的处理工艺流程,能保证其中氮氧化合物较高的处理效率。
本发明主要处理含氮氧化合物的废气,其属于酸性废气,可来源于液晶面板生产工艺流程中使用各种酸液蚀刻和清洗过程。在本发明实施例中,所述废气中主要污染物包括氯化氢和氮氧化合物,所述氮氧化(合)物包括NO2、NO等。具体地,所述含氮氧化合物废气中氮氧化物的浓度可为10~20mg/m3,排放速率可为0.15~0.20kg/h。在本发明的一些实施例中,所述含氮氧化合物废气中氮氧化物的浓度为11.4mg/m3,排放速率为0.176kg/h。
本发明实施例投加药剂对含氮氧化合物废气进行氧化水洗,得到第一洗涤气;所加药剂包括亚氯酸盐和第一可溶性碱性物质。
其中,所述第一可溶性碱性物质可为氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的一种或多种,优选为氢氧化钠(NaOH)。本发明实施例添加NaOH主要是调节洗涤液酸碱度,使其控制在pH为5~6的范围内,为主反应创造合适的酸碱度环境。所述亚氯酸盐优选为亚氯酸钠(NaClO2);本发明实施例添加NaClO2,利用NaC1O2在酸性条件下会发生自身的分解,生成ClO2气体氧化难溶于水的NO气体,使其变成可溶于水的NO2。在本发明的一些实施例中,所述氧化水洗为第一级洗涤,可采用自来水,所加药剂为NaC1O2和NaOH;主要化学反应如式1、式2所示:
8HClO2→6C1O2+C12+4H2O (常温、常压)式1;
C1O2+NO→NO2+Cl2 (常温、常压)式2。
得到第一洗涤气后,本发明实施例再向其投加药剂进行还原水洗,得到第二洗涤气;所加药剂包括硫氢化钠和第二可溶性碱性物质。
其中,所述第二可溶性碱性物质可为氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的一种或多种,优选为氢氧化钠(NaOH)。本发明实施例添加NaOH主要是去除第一级洗涤产生的Cl2、NO2等可溶于水的酸性气体。并且,本发明添加硫氢化钠(NaHS),利用NaHS的强还原性,还原带有氢氧化性的NO2。在本发明的一些实施例中,所述还原水洗为第二级洗涤,可采用自来水,所加药剂为NaHS和NaOH;主要化学反应如式3所示:
8NO2+2NaHS+8NaOH→8NaNO2+Na2S2O3+5H2O (常温、常压)式3。
得到第二洗涤气后,本发明实施例投加药剂进行氧化除臭水洗,得到干净的气体(净化处理气),其可经烟囱排出;所加药剂包括次氯酸盐和第三可溶性碱性物质。
其中,所述第三可溶性碱性物质可为氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的一种或多种,优选为氢氧化钠(NaOH)。本发明实施例添加NaOH主要是去除第二级洗涤未完全处理的NO2,以及抑制第二级洗涤因添加NaHS而产生的微量H2S恶臭气体。在本发明实施例中,所述第一可溶性碱性物质、第二可溶性碱性物质和第三可溶性碱性物质独立地选自氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的一种或多种,优选均为NaOH。
在本发明中,所述次氯酸盐优选为次氯酸钠(NaClO);本发明实施例添加NaClO,主要是去除第二级洗涤因添加NaHS而产生的微量H2S恶臭气体。在本发明的一些实施例中,所述氧化除臭水洗为第三级洗涤,可采用自来水,所加药剂为NaClO和NaOH;主要化学反应如式4、式5所示:
H2S+4NaClO+2NaOH→Na2SO4+4NaCl+H2O (常温、常压)式4;
2NaOH+2NO2→NaNO3+NaNO2+H2O (常温、常压)式5。
本发明针对氮氧化合物废气(NO2/NO)的物化性质而确定的上述新型的处理工艺中,各段各司其职,分别处理不同阶段的废气,这样相互之间的影响可降至最低。本发明整个工艺可分为三个功能段,分别对应的是第一级氧化段、第二级还原段、第三级氧化段。在本发明中,上述的氧化水洗、还原水洗和氧化除臭水洗的温度可独立地选自10~50℃,优选为20~40℃;各段水洗的压力可独立地选自1bar-3bar,优选为1.5bar-2.5bar。本发明整个工艺均可在常温、常压下进行,操作简便易行。
在本发明实施例中,所述氧化水洗、还原水洗和氧化除臭水洗可在三段式填料塔中连续进行。在本发明的具体实施例中,各功能段添加不同的药剂,分别是:第一段洗涤塔添加NaOH、NaClO2;第二段洗涤塔添加NaOH、NaHS;第三段洗涤塔添加NaOH、NaClO。另外,本发明可配合自动投药装置,使整个加药流程自动运转,以满足各功能段的需要。
相应地,本发明实施例可提供一种含氮氧化合物废气的处理系统,其主要包括三段式填料塔和与其连接的处理药剂添加装置,所述三段式填料塔依次包括:相连通的第一级氧化洗涤单元、第二级还原洗涤单元和第三级氧化除臭洗涤单元。
参见图1,图1为本发明实施例提供的含有氮氧化合物的废气处理系统的流程示意图。图1中,1为三段式填料塔,2为处理药剂添加装置。
在本发明实施例中,所述三段式填料塔1为三段式湿式洗涤塔,依次包括相连通的第一级洗涤塔、第二级洗涤塔和第三级洗涤塔。含有氮氧化合物的废气可通过风机抽拉,从进风口进入第一级洗涤塔进行氧化水洗;处理药剂添加装置在此段投加的药剂为第一可溶性碱性物质和亚氯酸盐,可采用自来水喷淋净化处理,得到第一洗涤气。其中,所述第一可溶性碱性物质和亚氯酸盐可分别为NaOH、NaClO2,其作用原理等内容如前所述,在此不再一一赘述。
经过第一级氧化段后,所述第一洗涤气进入第二级洗涤塔进行还原水洗;处理药剂添加装置在此段投加的药剂为第二可溶性碱性物质和硫氢化钠,仍可采用自来水喷淋净化处理,得到第二洗涤气。其中,所述第二级洗涤塔也称第二段洗涤塔;所述第二可溶性碱性物质可为NaOH。第二段洗涤塔中还原洗涤的作用原理等内容如前所述,在此不再赘述。
经过第二级还原段后,所述第二洗涤气进入第三级洗涤塔进行氧化除臭水洗;处理药剂添加装置在此段投加的药剂为第三可溶性碱性物质和硫次氯酸盐,可采用自来水喷淋净化处理,得到净化处理气。其中,所述第三可溶性碱性物质和次氯酸盐可分别为NaOH、NaClO,其作用原理等内容如前所述,在此不再一一赘述。
在本发明一些实施例中,所述的三段式填料塔的废气处理量一般在1000NCMH~100000NCMH之间;各功能段的气体停留时间一般是:第一段1s~2s;第二段1.5s~3s;第三段1s~2s。所述处理药剂添加装置可为自动投药装置,使整个加药流程自动运转,以满足各功能段的需要。整个加药的过程是不定量的,可依靠PH仪表控制。
在本发明的具体实施例中,各级洗涤塔药剂的加入由PH/ORP在线仪表控制计量泵将药剂加入,一般PH仪表控制NaOH的注入,ORP仪表控制NaClO2、NaHS、NaClO的注入,药剂的加入量与目标废气的输入量直接相关。每级洗涤塔中两种药剂无比例关系,分别有各自的PH/ORP在线仪表控制计量泵注入;使用的每种药剂的浓度分别是:NaOH溶液质量浓度一般是15%~30%,NaClO2溶液质量浓度一般是10%~30%,NaHS溶液质量浓度一般是10%~30%,NaClO溶液的质量浓度一般是10%~30%。
应用本申请提供的含有氮氧化合物的废气处理系统,经三段式湿式洗涤塔喷淋净化处理后,气体通过风机抽拉,干净气体再经出风口由烟囱排出。通过本发明特殊的处理工艺流程,保证了氮氧化合物较高的处理效率。
为了进一步理解本申请,下面结合实施例对本申请提供的含氮氧化合物废气的处理方法进行具体地描述。
以下实施例中,所处理的工业废气的成分参见表1:
表1本发明实施例所处理的工业废气的成分
注:“ND”表示未检出;“/”表示检测项目的排放浓度小于检出限,故排放速率无需计算。
废气采样管道参数参见表2:
表2本发明实施例进口废气采样管道参数
参数 | 结果 | 单位 | 参数 | 结果 | 单位 |
大气压 | 100.3 | kPa | 静压 | -0.82 | kPa |
烟温 | 26 | ℃ | 全压 | -0.79 | kPa |
截面 | 0.7854 | m2 | 含湿量 | 3.4 | % |
流速 | 6.3 | m/s | 烟气流量 | 17828 | m3/h |
动压 | 35 | Pa | 标干流量 | 15438 | m3/h |
检测仪器如下:
pH酸度计、型号为PHSJ-4A;
电子天平、型号为ME204;
紫外可见分光光度计、型号为UV-7504;
紫外可见分光光度计、型号为UV-1800PC;
离子色谱仪(IC)、型号为ICS-1100;
气相色谱仪GC、型号为GC-2010Plus。
工业废气中氮氧化物NOX的检测标准为:固定污染源排气中氮氧化物的测定盐酸萘乙二胺分光光度法HJ/T43-1999;方法检出限为0.7mg/m3;
工业废气中氯气的检测标准为:固定污染源排气中氯气的测定甲基橙分光光度法HJ/T30-1999;方法检出限为0.2mg/m3;
工业废气中氯化氢的检测标准为:环境空气和废气氯化氢的测定离子色谱法HJ549-2009;方法检出限为0.5mg/m3;
工业废气中氟化物的检测标准为:大气固定污染源氟化物的测定离子选择电极法HJ/T67-2001;方法检出限为0.06mg/m3;
工业废气中氨的检测标准为:环境空气和废气氨的测定纳氏试剂分光光度法HJ533-2009;方法检出限为0.25mg/m3;
工业废气中颗粒物的检测标准为:固定污染源中颗粒物测定与气态污染物采样方法GB/T16157-1996。
实施例
按照图1所示的工艺流程,气体通过风机抽拉进入三段式湿式(填料)洗涤塔,在pH值为5~6的条件下,将含氮氧化合物废气进行氧化水洗(第一级洗涤),得到第一洗涤气;将所述第一洗涤气进行还原水洗(第二级洗涤),得到第二洗涤气;将所述第二洗涤气进行氧化除臭水洗(第三级洗涤),得到净化处理气,经烟囱排出。
通过处理药剂添加装置进行投药:第一段洗涤塔添加NaOH、NaClO2;第二段洗涤塔添加NaOH、NaHS;第三段洗涤塔添加NaOH、NaClO。各洗涤段均采用自来水喷淋净化处理;另外,本发明配合自动投药装置,使整个加药流程自动运转,以满足各功能段的需要。
上述的氧化水洗、还原水洗和氧化除臭水洗的温度均为30℃;各段循环水洗的压力均为2.5bar。各功能段的气体停留时间是:第一段1s~2s;第二段1.5s~3s;第三段1s~2s。各级洗涤塔药剂的加入由PH/ORP在线仪表控制计量泵将药剂加入,PH仪表控制NaOH的注入,ORP仪表控制NaClO2、NaHS、NaClO的注入,药剂的加入量与目标废气的输入量直接相关。每级洗涤塔中两种药剂无比例关系,分别有各自的PH/ORP在线仪表控制计量泵注入;使用的每种药剂的质量浓度分别是:NaOH溶液浓度是20%,NaClO2溶液浓度是15%,NaHS溶液浓度是10%,NaClO溶液的浓度是30%。
对处理后的干净气体进行成分检测,结果参见表3。由本发明实施例可知,针对含氮氧化合物的废气,本发明的处理工艺能有效地提高在常温常压下的氮氧化合物的处理效率,其处理效率可达95%左右。
表3本发明实施例处理后干净气体的成分
注:“ND”表示未检出;“/”表示检测项目的排放浓度小于检出限,故排放速率无需计算。
总排口烟囱气体采样管道参数参见表4:
表4本发明实施例总排口烟囱气体采样管道参数
参数 | 结果 | 单位 | 参数 | 结果 | 单位 |
大气压 | 100.3 | kPa | 静压 | 0.30 | kPa |
烟温 | 20 | ℃ | 全压 | 0.33 | kPa |
截面 | 1.2272 | m2 | 含湿量 | 6.5 | % |
流速 | 6.8 | m/s | 烟气流量 | 29831 | m3/h |
动压 | 41 | Pa | 标干流量 | 25792 | m3/h |
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于使本技术领域的专业技术人员,在不脱离本发明技术原理的前提下,是能够实现对这些实施例的多种修改的,而这些修改也应视为本发明应该保护的范围。
Claims (8)
1.一种含氮氧化合物废气的处理方法,包括以下步骤:
1)将含氮氧化合物废气在pH值为5~6的条件下进行氧化水洗,得到第一洗涤气;所述氧化水洗采用的药剂包括亚氯酸盐和第一可溶性碱性物质;
2)将所述第一洗涤气进行还原水洗,得到第二洗涤气;所述还原水洗采用的药剂包括硫氢化钠和第二可溶性碱性物质;
3)将所述第二洗涤气进行氧化除臭水洗,得到净化处理气;所述氧化除臭水洗采用的药剂包括次氯酸盐和第三可溶性碱性物质。
2.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述亚氯酸盐为亚氯酸钠。
3.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述次氯酸盐为次氯酸钠。
4.根据权利要求1~3任一项所述的处理方法,其特征在于,所述第一可溶性碱性物质、第二可溶性碱性物质和第三可溶性碱性物质独立地选自氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1~3任一项所述的处理方法,其特征在于,所述氧化水洗、还原水洗和氧化除臭水洗的温度独立地选自10~50℃。
6.根据权利要求5所述的处理方法,其特征在于,所述氧化水洗、还原水洗和氧化除臭水洗的压力独立地选自1bar-3bar。
7.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述氧化水洗、还原水洗和氧化除臭水洗在三段式填料塔中连续进行。
8.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述含氮氧化合物废气中氮氧化物的浓度为10~20mg/m3,排放速率为0.15~0.20kg/h。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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CB02 | Change of applicant information |
Address after: 201821 room 2, 2 floor, 2, 2229 Yongsheng Road, Jiading District industrial area, Shanghai. Applicant after: Shanghai Sheng Jian environmental system Polytron Technologies Inc Address before: 201821 25F, Taihu Shijia International Building, 1198 De Fu Road, Jiading District, Shanghai Applicant before: SHANGHAI SHENGJIAN ENVIRONMENT SYSTEM TECHNOLOGY CO., LTD. |
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CB02 | Change of applicant information | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170811 |
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