CN109432981A - 一种含氮氧化物尾气处理系统和方法 - Google Patents

一种含氮氧化物尾气处理系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含氮氧化物尾气处理系统，本发明所述含氮氧化物尾气处理系统吸收效率高，处理达标，吸收效率最高可以达到99.5％，氮氧化物排放浓度≤200mg/m3，投资运行费用低，集成度高，操作弹性大。且装置的各个吸收处理单元都是独立机构，可分别单独操作控制，可以保证在最经济的条件下确保出口尾气达标排放；检修、调整不需要整个系统停机，可以保证吸收处理的连续。本发明还公开了一种含氮氧化物尾气处理方法。

Description

一种含氮氧化物尾气处理系统和方法
技术领域
本发明涉及一种废气处理系统，具体涉及一种含氮氧化物尾气处理系统和方法。
背景技术
含氮氧化物尾气中常见的成分有一氧化氮、二氧化氮、笑气、五氧化二氮等，他们是常见的大气污染物，主要成分是一氧化氮和二氧化氮。
氮氧化物的处理方法有还原法、等离子体活化法、生化法、吸附法和液体吸收法等。液体吸收法是用水或酸、碱、盐的水溶液来吸收废气中的氮氧化物，使废气得以净化的方法。但一般采用的单级喷淋水吸收法或者单级喷淋加碱吸收法，该方法的主要缺点是技术水平不高，净化效率低，净化效果不好，废气处理不达标。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种含氮氧化物尾气处理系统和方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种含氮氧化物尾气处理系统，包括第一喷淋塔、第二喷淋塔、第三喷淋塔、第四喷淋塔和第五喷淋塔，所述第一喷淋塔、第二喷淋塔、第三喷淋塔、第四喷淋塔和第五喷淋塔均包括至少两层填料层，第一喷淋塔底部设有进气口，所述第一喷淋塔顶部与第二喷淋塔顶部的侧壁通过密封管道相连通，所述第二喷淋塔底部与第三喷淋塔底部通过密封管道相连通，所述第三喷淋塔顶部与第四喷淋塔顶部的侧壁通过密封管道相连通，所述第四喷淋塔底部与第五喷淋塔底部通过密封管道相连通；所述第一喷淋塔、第二喷淋塔、第三喷淋塔、第四喷淋塔和第五喷淋塔的分别通过水泵与第一水箱、第二水箱、第三水箱、第四水箱和第五水箱相连；所述第一水箱、第二水箱、第三水箱、第四水箱和第五水箱内均盛装有喷淋液；所述第一水箱和第二水箱内的喷淋液均为水；所述第三水箱和第四水箱内的喷淋液为碱溶液；所述第五水箱内的喷淋液为氧化剂溶液。
各级喷淋塔中的处理原理如下：
1)第一喷淋塔中的处理：把氮氧化物中能溶于水的成份溶于水产生硝酸
反应方程式1：3NO2+H2O＝2HNO3+NO
反应方程式2：空气中的氧气与NO反应转化成易溶于水的NO2： 2NO+O2＝2NO2
2)第二喷淋塔中的处理：继续把氮氧化物中能溶于水的成份溶于水产生硝酸
反应方程式1：3NO2+H2O＝2HNO3+NO
反应方程式2：空气中的氧气与NO反应转化成易溶于水的NO2： 2NO+O2＝2NO2
3)第三喷淋塔中的处理：剩余NO2通过碱液吸收反应处理
反应方程式：
2NO2+2NaOH＝NaNO2+NaNO3+H2O
3NO2+H2O＝2HNO3+NO
HNO3+NaOH＝NaNO3+H2O
4)第四喷淋塔中的处理：剩余NO2通过碱液吸收反应处理
反应方程式：
2NO2+2NaOH＝NaNO2+NaNO3+H2O
3NO2+H2O＝2HNO3+NO
HNO3+NaOH＝NaNO3+H2O
5)第五喷淋塔中的处理最终强化处理
用氧化剂溶液喷淋吸收，氧化剂为高氯酸钠、氯酸钠、亚氯酸钠、过碳酸钠、过硫酸钠中的至少一种。
本发明所述含氮氧化物尾气处理系统先采用水进行喷淋吸收处理，然后采用碱液进行喷淋吸收处理，最后采用氧化剂溶液进行喷淋吸收处理，采用五级喷淋吸收塔，吸收效率最高可以达到99.5％，氮氧化物排放浓度≤200mg/m3，且运行成本低。
作为本发明所述含氮氧化物尾气处理系统的优选实施方式，所述第一喷淋塔的进气口与缓冲罐的出气口相连，所述缓冲罐上设有空气入口和氮氧化物入口。
缓冲罐中，空气与氮氧化物按浓度与空气配比混合，空气中的氧气可以吧氮氧化物中的NO转化成易溶于水的NO2成份，反应方程：2NO+O2＝2NO2。根据《无机物工艺》(马瑛编，P34)，在常压下温度低于100℃时或0.8Mpa下温度低于200℃时，NO的氧化率几乎为100％，且NO氧化的反应速率随温度的升高降低，随压力的增加而升高，因此保持缓冲罐中的温度较低即可与空气混合，实现NO转化成易溶于水的NO2。
作为本发明所述含氮氧化物尾气处理系统的优选实施方式，所述氧化剂溶液为高氯酸钠、氯酸钠、亚氯酸钠、过碳酸钠、过硫酸钠中的任意一种或它们的组合。
作为本发明所述含氮氧化物尾气处理系统的优选实施方式，所述第五喷淋塔的顶部出风口设有除雾填料层。
作为本发明所述含氮氧化物尾气处理系统的优选实施方式，所述第一水箱、第二水箱、第三水箱、第四水箱和第五水箱内均设有换热盘管。
作为本发明所述含氮氧化物尾气处理系统的优选实施方式，所述碱溶液为氢氧化钠溶液。
本发明还提供了一种含氮氧化物尾气处理方法，包括以下步骤：
(1)、将氮氧化物与空气混合，用水进行喷淋处理；
(2)、将喷淋处理后的氮氧化物用碱液进行喷淋处理；
(3)、将用碱液进行喷淋处理后的氮氧化物采用氧化剂溶液进行喷淋处理。
作为本发明所述含氮氧化物尾气处理方法的优选实施方式，步骤(1)、(2)、 (3)中，所述喷淋液的温度为30～60℃。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种含氮氧化物尾气处理系统。本发明所述含氮氧化物尾气处理系统吸收效率高，处理达标，吸收效率最高可以达到99.5％，氮氧化物排放浓度≤200mg/m3，投资运行费用低，集成度高，操作弹性大。且装置的各个吸收处理单元都是独立机构，可分别单独操作控制，可以保证在最经济的条件下确保出口尾气达标排放；检修、调整不需要整个系统停机，可以保证吸收处理的连续。
附图说明
图1为实施例所述氮氧化物尾气处理系统的结构示意图；其中，1、缓冲罐； 2、第一喷淋塔；3、第二喷淋塔；4、第三喷淋塔；5、第四喷淋塔；6、第五喷淋塔；7、填料层；8、喷淋装置；9、除雾填料层；101、空气入口；102、氮氧化物入口102；201、第一水箱；301、第二水箱；401、第三水箱；501、第四水箱；601、第五水箱。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例
本发明所述含氮氧化物尾气处理系统的一种实施例，本实施例所述含氮氧化物尾气处理系统包括包括缓冲罐1、第一喷淋塔2、第二喷淋塔3、第三喷淋塔4、第四喷淋塔5和第五喷淋塔6，所述第一喷淋塔2、第二喷淋塔3、第三喷淋塔4、第四喷淋塔5和第五喷淋塔6均包括三层填料层7，所述第一喷淋塔 2、第二喷淋塔3、第三喷淋塔4和第四喷淋塔5的填料层上方均设有喷淋装置 8；第五喷淋塔6的下面两层填料层上方均设有喷淋装置，最上层填料层为除雾填料层9，设于顶部出风口，用于除去气体中的水汽。
所述第一喷淋塔2底部设有进气口，所述第一喷淋塔2的进气口与缓冲罐1 的出气口相连，所述缓冲罐1上设有空气入口101和氮氧化物入口102。
所述第一喷淋塔顶2部与第二喷淋塔3顶部的侧壁通过密封管道相连通，所述第二喷淋塔3底部与第三喷淋塔4底部通过密封管道相连通，所述第三喷淋塔4顶部与第四喷淋塔5顶部的侧壁通过密封管道相连通，所述第四喷淋塔5 底部与第五喷淋塔6底部通过密封管道相连通；所述第五喷淋塔顶部设有排气口，所述第一喷淋塔2、第二喷淋塔3、第三喷淋塔4、第四喷淋塔5和第五喷淋塔6的分别通过水泵与第一水箱201、第二水箱301、第三水箱401、第四水箱501和第五水箱601相连；所述第一水箱201、第二水箱301、第三水箱401、第四水箱501和第五水箱601内均盛装有喷淋液；所述第一水箱201和第二水箱301内的喷淋液均为水；所述第三水箱401和第四水箱501内的喷淋液为氢氧化钠溶液；所述第五水箱601内的喷淋液为氧化剂溶液；
所述氧化剂溶液可以选择高氯酸钠、氯酸钠、亚氯酸钠、过碳酸钠、过硫酸钠中的至少一种。所述第一水箱201、第二水箱301、第三水箱401、第四水箱501和第五水箱601内均设有换热盘管(图中未示出)。
本实施例所述含氮氧化物尾气处理系统使用时，将空气和含氮氧化物的废气按一定的配比通入缓冲罐1中，缓冲罐1中的废气从第一喷淋塔2底部的进气口进入第一喷淋塔2，废气从下自上流动，喷淋装置8自上而下喷淋出水，部分二氧化氮溶解于水中，同时部分一氧化氮氧化为二氧化氮，未溶于水的二氧化氮随着气流从第一喷淋塔2的顶部进入第二喷淋塔3的顶部，自上而下与第二喷淋塔3中的喷淋液接触，继续溶解部分二氧化氮于水中，未溶解的部分废气进入第三喷淋塔4中，与第三喷淋塔4和第四喷淋塔5中的碱液氢氧化钠接触，继续溶解气流中的部分二氧化氮，废气从第四喷淋塔中出来后的氮氧化物含量吸收效率已经达到了90％以上，再进入第五喷淋塔6，在第五喷淋塔6 中进行最终的强化处理，氮氧化物经过氧化剂的处理后，基本上全部转化为二氧化氮，经顶部出风口的除雾填料除雾后，可以直接排放至空气中。经检测，采用本实施例所述含氮氧化物尾气处理系统处理后的氮氧化物可以使吸收效率最高达到99.5％，氮氧化物排放浓度≤200mg/m3。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种含氮氧化物尾气处理系统，其特征在于，包括第一喷淋塔、第二喷淋塔、第三喷淋塔、第四喷淋塔和第五喷淋塔，所述第一喷淋塔、第二喷淋塔、第三喷淋塔、第四喷淋塔和第五喷淋塔均包括至少两层填料层，第一喷淋塔底部设有进气口，所述第一喷淋塔顶部与第二喷淋塔顶部的侧壁通过密封管道相连通，所述第二喷淋塔底部与第三喷淋塔底部通过密封管道相连通，所述第三喷淋塔顶部与第四喷淋塔顶部的侧壁通过密封管道相连通，所述第四喷淋塔底部与第五喷淋塔底部通过密封管道相连通；所述第一喷淋塔、第二喷淋塔、第三喷淋塔、第四喷淋塔和第五喷淋塔的分别通过水泵与第一水箱、第二水箱、第三水箱、第四水箱和第五水箱相连；所述第一水箱、第二水箱、第三水箱、第四水箱和第五水箱内均盛装有喷淋液；所述第一水箱和第二水箱内的喷淋液均为水；所述第三水箱和第四水箱内的喷淋液为碱溶液；所述第五水箱内的喷淋液为氧化剂溶液。
2.如权利要求1所述含氮氧化物尾气处理系统，其特征在于，所述第一喷淋塔的进气口与缓冲罐的出气口相连，所述缓冲罐上设有空气入口和氮氧化物入口。
3.如权利要求1所述含氮氧化物尾气处理系统，其特征在于，所述氧化剂溶液为高氯酸钠、氯酸钠、亚氯酸钠、过碳酸钠和过硫酸钠中的至少一种。
4.如权利要求1所述含氮氧化物尾气处理系统，其特征在于，所述第五喷淋塔的顶部出风口设有除雾填料层。
5.如权利要求1所述含氮氧化物尾气处理系统，其特征在于，所述第一水箱、第二水箱、第三水箱、第四水箱和第五水箱内均设有换热盘管。
6.如权利要求1所述含氮氧化物尾气处理系统，其特征在于，所述碱溶液为氢氧化钠溶液。
7.一种含氮氧化物尾气处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、将氮氧化物与空气混合，用水进行喷淋处理；
(2)、将喷淋处理后的氮氧化物用碱液进行喷淋处理；
(3)、将用碱液进行喷淋处理后的氮氧化物采用氧化剂溶液进行喷淋处理。
8.如权利要求7所述含氮氧化物尾气处理方法，其特征在于，步骤(1)、(2)、(3)中，所述喷淋液的温度为30～60℃。
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