CN112933915A - 一种氮氧化物废气资源化处理装置及方法 - Google Patents

一种氮氧化物废气资源化处理装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种氮氧化物废气资源化处理装置及方法，所述装置包括液环压缩机与吸收塔，将氮氧化物废气与氧化剂汇合后，经过液环压缩机加压后的混合气体进入吸收塔，在所述吸收塔上同时开设一级吸收液进口与二级吸收液进口，所述二级吸收液进口介于所述一级吸收液进口与所述进气口之间，位于所述吸收塔底部的排液管设置第一支路与第二支路，经第一支路将塔底吸收液导入吸收塔作为所述二级吸收液，经第二支路将塔底吸收液导入液环压缩机作为液环工作液，全程仅需补充水作为第一吸收液，就能将塔底吸收液的硝酸浓度提高至40～55wt％进行回收利用，不仅能够保证氮氧化物的达标排放，还能实现实现资源化治理。

Description

一种氮氧化物废气资源化处理装置及方法
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种氮氧化物废气资源化处理装置及方法。
背景技术
由于硝酸合成、硝基化合物合成、硝化反应及硝酸氧化反应等涉硝过程中，均会产生有大量的氮氧化物废气(NOX)，是当今世界各国重点要治理的污染气体之一。氮氧化物废气不但造成酸雨、酸雾，还能破坏臭氧层，给自然环境和人类生产、生活带来严重危害。因此，氮氧化物废气的吸收与资源化是环境治理和各种硝酸工业生产中的重要组成部分，既是实现我国经济可持续发展的需要，也是为了人类自身健康的需要。
目前，对氮氧化物废气的处理方法主要包括催化还原法、溶剂吸收法、固体吸附法和生物处理法。催化还原法包括选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)，催化还原法中使用较多的还原剂是尿素和亚硫酸铵，这些还原剂能在一定温度和催化剂的作用下将NOX还原为无害的氮气和其他不含氮的组分，多用于含有氮氧化物烟气的处理工艺中。溶剂吸收法包括溶剂直接吸收法，所用溶剂包括水、稀硝酸和碱性溶液(氢氧化钠、碳酸钠、氨水等碱性液体)等。固体吸附法通过吸附剂将NOX进行吸附固定，从而防止其进入大气中造成污染，常用的吸附剂有分子筛、活性炭、硅胶等。生化处理法的实质是利用微生物的生命活动，将NOX转化为无害的无机物及微生物的细胞质。
溶剂吸收法具有过程简单、投资较少、原料易得等优点，是化工生产过程中适用广泛的方法，其中，氢氧化钠溶液是最常用的吸收液，可以生成硝酸盐和亚硝酸盐两种副产无机盐进行回收利用。例如CN102078752A公开了一种多级氧化吸收氮氧化物废气制备亚硝酸钠的方法，所述方法将氮氧化物废气经过除水后，与配氧空气按一定比例混合，从第一级吸收塔塔底进入多级串联碱液吸收塔，净化后的气体从尾塔顶部达标排放，亚硝酸钠溶液在第一级吸收塔塔底采出，串联吸收过程中，前一级塔排出的NOX气体经过除水后，根据在线氮氧化物分析仪测定的NO2与NO浓度，通过PRC控制，输入配氧空气。吸收过程中每个吸收塔的循环吸收液首先输送到冷却装置降低温度，以控制吸收塔内的温度。所述方法采用常见低成本的塔器设备，获得硝酸钠/亚硝酸钠<0.02的亚硝酸钠溶液，减少NOX排放，达到节能减排和资源化的目的。
然而，一方面，将硝酸盐和亚硝酸盐进一步分离提纯的成本较高且不安全，易造成二次污染，另一方面，硝酸盐和亚硝酸盐的市场售价较低，经济效益较低，企业转而广泛采用将氮氧化物转化为硝酸进行资源化回收利用的处理方法。例如CN205832945U公开了一种回收氮氧化物废气制备稀硝酸的装置，包括空气净化器，空气加压装置，将低价氮氧化物氧化为高价氮氧化物的氧化塔，以水为吸收剂吸收氮氧化物生成稀硝酸的第一吸收塔、以氢氧化钠溶液为吸收剂的第二吸收塔，空气净化器通过管道连接空气加压装置和氧化塔下部，氮氧化物废气通过泵连接氧化塔下部，氧化塔上部通过管道连接第一吸收塔的下部，第一吸收塔的上部通过管道连接第二吸收塔下部，第二吸收塔上部连接排气管。所述装置具有结构紧凑、操作简单、吸收效率高的优点，且氮氧化物废气经处理可以达到国家排放标准，但是，第一吸收塔以水为吸收剂，作为产物的稀硝酸浓度较低，第二吸收塔以氢氧化钠溶液为吸收剂，会产生含有硝酸钠与亚硝酸钠的含盐废水，造成二次污染。
CN1864812A公开了一种工业过程氮氧化物(NOX)废气治理及资源化的方法，所述方法由加压吸收工段和减压增浓工段组成；加压吸收工段采用单塔或多塔串联吸收：将含NOX的废气与空气按比例混合后，经加压后从首塔的塔底进入，进行多级串联吸收，净化后的气体从尾塔顶部排放，吸收及反应后产生的低浓度的硝酸由首塔的塔底排出，并进入减压增浓工段；减压增浓工段采用增浓塔进行漂白、脱水，低浓度硝酸从增浓塔的塔顶或塔的中部进入，增浓塔塔顶真空系统抽出的含NOX气体增压后重新进入吸收工段，增浓塔蒸出的水或稀酸从吸收工段的尾塔顶端加入，作为吸收剂与进塔气体逆流接触并传质。所述方法既能保证含NOX废气的环保排放，将NOX全部进行回收资源化，产生55～65％的高浓度硝酸，供工业循环使用，又保证整个流程中不产生废水废气等二次污染源。但是，所述方法不仅需要将氮氧化物废气进行加压处理，加压至2.5～5atm的绝对压力，还需要通过减压增浓工段才能得到高浓度硝酸，具有操作繁琐，设备成本较高等缺点。
CN205115054U公开了一种利用氮氧化物水体吸收制备稀硝酸的设备，包括依次连接的氧化反应釜、冷凝器、缓冲罐、一级硝烟吸收塔、二级硝烟吸收塔、三级硝烟吸收塔和四级硝烟吸收塔，所述的四级硝烟吸收塔反向接入去离子水和空气吸入罐，同时，所述的四级硝烟吸收塔正向连接氮氧化物废气离心机和碱吸收塔，所述碱吸收塔连接有硫代硫酸钠-碱液罐。所述设备采用补充空气和去离子水对氮氧化物中的一氧化氮和二氧化氮进行氧化，反应生成硝酸，设置的四级反向逆流吸收增大了气液接触面积，可以获得40％浓度的硝酸，通过设置氮氧化物废气离心机和碱吸收塔，进一步调高了吸收效率，使得氮氧化物处理效率不低于99.5％。但是，所述设备不仅吸收塔较多，增加了设备投入，还存在碱吸收塔产生二次废水的缺点。
综上所述，目前亟需开发一种新型的氮氧化物废气资源化处理装置及方法，不仅能够保证氮氧化物的达标排放，不产生废水废气等二次污染源，还能够将NOX转化成高浓度硝酸回收利用，从而实现资源化治理，而且具有结构紧凑、设备投入小、处理成本低等优点。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种氮氧化物废气资源化处理装置及方法，所述装置包括液环压缩机与吸收塔，将氮氧化物废气与氧化剂汇合后，经过液环压缩机加压后的混合气体进入吸收塔，在所述吸收塔上同时开设一级吸收液进口与二级吸收液进口，所述二级吸收液进口介于所述一级吸收液进口与所述进气口之间，位于所述吸收塔底部的排液管设置第一支路与第二支路，经第一支路将塔底吸收液导入吸收塔作为所述二级吸收液，经第二支路将塔底吸收液导入液环压缩机作为液环工作液，全程仅需补充水作为第一吸收液，就能将塔底吸收液的硝酸浓度提高至40～55wt％进行回收利用，不仅能够保证氮氧化物的达标排放，还能实现实现资源化治理。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种氮氧化物废气资源化处理装置，所述装置包括液环压缩机与吸收塔，将氮氧化物废气的进气管以及氧化剂的进气管汇合后与所述液环压缩机的气体进口相连接，所述液环压缩机的气体出口与位于所述吸收塔下部的进气口相连接，在所述吸收塔的顶部设置排气管，位于所述吸收塔上部的一级吸收液进口与一级进液管相连接，位于所述吸收塔底部的排液口与排液管相连接，所述排液管设置第一支路与第二支路；
其中，在所述吸收塔上开设二级吸收液进口，所述二级吸收液进口介于所述一级吸收液进口与所述进气口之间，且所述二级吸收液进口与所述第一支路相连接，所述液环压缩机的液体进口与所述第二支路相连接，所述液环压缩机的液体出口与所述排液管相连接。
本发明所述装置，一方面将氮氧化物废气与氧化剂汇合后，经过液环压缩机将加压后的混合气体进入吸收塔，提高氮氧化物废气的氧化度，另一方面在所述吸收塔上同时开设一级吸收液进口与二级吸收液进口，将水作为一级吸收液，将塔底吸收液作为二级吸收液，不需要SCR处理，尾气中氮氧化物浓度低于150mg/m3。与传统氮氧化物处理的工艺相比，降低了装置投资和盐类废水的排放，提高了装置可靠性，提高了氮氧化物废气的处理效率，同时可副产硝酸浓度为40～55wt％的硝酸溶液，从而实现资源化治理。
作为本发明优选的技术方案，所述液环压缩机包括液环泵、气液分离器以及压缩机内冷却器；其中，所述液环泵的气体进口为所述液环压缩机的气体进口，所述液环泵的液体进口为所述液环压缩机的液体进口，所述液环泵的出口与所述气液分离器的进口相连接，所述气液分离器的气体出口为所述液环压缩机的气体出口，所述气液分离器的液体出口为所述液环压缩机的液体出口，在所述液环泵的液体进口对应的管路上设置所述压缩机内冷却器。
优选地，将所述气液分离器的液体出口对应的管路设置一条支路，所述支路的出口与所述压缩机内冷却器的进口相连接。
值得说明的是，本发明所述装置采用液环压缩机，与传统的往复压缩机相比，不仅吸气流量增加，气体被等温压缩，还具有结构简单、寿命长、维护简单、振动小等优点；此外，本发明所述液环压缩机直接采用硝酸浓度为40～55wt％的塔底吸收液作为液环工作液，不仅可以减少密封介质的使用，还可以吸收部分氮氧化物，且吸气均匀，工作稳定。
作为本发明优选的技术方案，所述装置还包括氧化反应器，将所述氮氧化物废气的进气管以及氧化剂的进气管汇合后与所述氧化反应器的进口相连接，所述氧化反应器的出口与所述液环压缩机的气体进口相连接。
优选地，在所述氧化反应器的外部设置冷却盘管。
值得说明的是，为了保证进入吸收塔的氮氧化物废气的氧化度，可以进一步在液环压缩机之前设置氧化反应器，由于氧化反应主要为2NO+O2＝2NO2，属于放热反应，通过在所述氧化反应器的外部设置冷却盘管，有助于促进氧化反应的发生。但是经过实践证明，无需设置氧化反应器，通过液化压缩机即可达到相应的氧化度要求。
作为本发明优选的技术方案，所述吸收塔为板式塔。
优选地，所述板式塔的塔板数目≥2。
优选地，在所述板式塔的每块塔板上均设有换热盘管。
优选地，所述板式塔的相邻两块塔板的所述换热盘管首尾相接，即，所述板式塔的换热盘管为带有一个冷却水进口和一个冷却水出口的整体，而且所述换热盘管的冷却水进口靠近吸收塔的塔顶。
值得说明的是，在本发明所述吸收塔的基础上可以进一步设置补充吸收塔，即，将所述吸收塔排出的尾气通入补充吸收塔的下部，在补充吸收塔的上部喷淋酸性尿素溶液，可以进一步保证吸收后的尾气可以满足排放标准，而且，由于尿素与氮氧化物生成的是二氧化碳、氮气和水，吸收之后的废液无盐类副产物，处理成本低，吸收率高，无二次污染；但是，经过实践证明，无需设置补充吸收塔，仅通过本发明所述装置的吸收塔即可实现尾气中氮氧化物浓度低于150mg/m3，同时可副产硝酸浓度为40～55wt％的硝酸溶液。
作为本发明优选的技术方案，在所述排液管分支之前的管路上设置循环泵，并在所述循环泵的出口对应的管路上设置硝酸冷却器。
本发明的目的之二在于提供一种采用目的之一所述装置进行氮氧化物废气资源化处理的方法，所述方法包括：
将氮氧化物废气与氧化剂汇合后进入液环压缩机中，在氧化反应的同时被所述液环压缩机中的液环工作液进行吸收，将处理后的混合气体进入吸收塔，依次被二级吸收液与一级吸收液进行吸收，随后尾气通过排气管排放，所述吸收塔的塔底吸收液经排液口进入排液管，所述排液管的第一支路将来自所述吸收塔的塔底吸收液导入吸收塔作为所述二级吸收液，所述排液管的第二支路将来自所述吸收塔的塔底吸收液作为所述液环工作液；
其中，所述一级吸收液为水，所述塔底吸收液的硝酸浓度为40～55wt％。
本发明所述方法将氮氧化物废气与氧化剂汇合后进入液环压缩机中，加压处理提高了吸收反应的传质效率，随后经过作为一级吸收液的水以及作为二级吸收液的塔底吸收液(硝酸浓度为40～55wt％)的两级吸收处理，提高了氮氧化物废气的处理效率，同时可副产硝酸浓度为40～55wt％的硝酸溶液，从而实现资源化治理。
作为本发明优选的技术方案，所述氧化剂为空气。
优选地，所述氮氧化物废气与空气的质量比为1:(3～6)，例如1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5或1:6等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述氮氧化物废气中氮氧化物质量浓度为10～20％，例如10％、11％、12％、13％、14％、15％、17％、19％或20％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述处理后的混合气体的氧化度为40～60％，例如40％、42％、45％、48％、50％、52％、55％、57％或60％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述液环压缩机的目标压力为0.35～0.6MPa，例如0.35MPa、0.4MPa、0.45MPa、0.5MPa、0.55MPa或0.6MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
值得说明的是，本发明所述液环压缩机的出口直接与吸收塔相连接，使得吸收塔内的压力基本与液环压缩机的目标压力一致，使得吸收塔为加压吸收，有利于提高氮氧化物的吸收效率。
优选地，在所述排液管分支之前的管路上设置循环泵，并在所述循环泵的出口对应的管路上设置硝酸冷却器，所述硝酸冷却器的设置温度为40～55℃，例如40℃、41℃、43℃、45℃、47℃、50℃、52℃或55℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述一级吸收液的温度为20～30℃，例如20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述一级吸收液的喷淋密度为0.4～0.7m3/(m2·h)，例如0.4m3/(m2·h)、0.45m3/(m2·h)、0.5m3/(m2·h)、0.55m3/(m2·h)、0.6m3/(m2·h)、0.65m3/(m2·h)或0.7m3/(m2·h)等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述二级吸收液的温度为40～55℃，例如40℃、41℃、43℃、45℃、47℃、50℃、52℃或55℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述二级吸收液的喷淋密度为12～15m3/(m2·h)，例如12m3/(m2·h)、12.5m3/(m2·h)、13m3/(m2·h)、13.5m3/(m2·h)、14m3/(m2·h)、14.5m3/(m2·h)或15m3/(m2·h)等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述吸收塔为板式塔，在所述板式塔的每块塔板上均设有换热盘管，控制每块塔板的温度为20～30℃，例如20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述排气管排出的尾气中氮氧化物含量＜150mg/m3。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括：
将质量比为1:(3～6)的氮氧化物废气与空气汇合后进入液环压缩机中，在氧化反应的同时被所述液环压缩机中的液环工作液进行吸收，所述氮氧化物废气中氮氧化物质量浓度为10～20％，处理后的混合气体的氧化度为40～60％，所述液环压缩机的目标压力为0.35～0.6MPa；将处理后的混合气体进入吸收塔，依次被二级吸收液与一级吸收液进行吸收，随后尾气通过排气管排放，所述吸收塔的塔底吸收液经排液口进入排液管，所述排液管的第一支路将来自所述吸收塔的塔底吸收液导入吸收塔作为所述二级吸收液，所述排液管的第二支路将来自所述吸收塔的塔底吸收液作为所述液环工作液；
其中，在所述排液管分支之前的管路上设置循环泵，并在所述循环泵的出口对应的管路上设置硝酸冷却器，所述硝酸冷却器的设置温度为40～55℃，所述一级吸收液为水，所述塔底吸收液的硝酸浓度为40～55wt％，所述一级吸收液的温度为20～30℃，喷淋密度为0.4～0.7m3/(m2·h)；所述二级吸收液的温度为40～55℃，喷淋密度为12～15m3/(m2·h)；所述吸收塔为板式塔，在所述板式塔的每块塔板上均设有换热盘管，控制每块塔板的温度为20～30℃；所述排气管排出的尾气中氮氧化物含量＜150mg/m3。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明所述装置通过液环压缩机与吸收塔的配合使用，一方面将氮氧化物废气与氧化剂汇合后，经过液环压缩机将加压后的混合气体进入吸收塔，提高氮氧化物废气的氧化度，另一方面在所述吸收塔上同时开设一级吸收液进口与二级吸收液进口，将水作为一级吸收液，将塔底吸收液作为二级吸收液，不需要SCR处理，尾气中氮氧化物浓度低于150mg/m3，与传统氮氧化物处理的工艺相比，降低了装置投资和盐类废水的排放，提高了装置可靠性，提高了氮氧化物废气的处理效率，同时可副产硝酸浓度为40～55wt％的硝酸溶液，从而实现资源化治理；
(2)本发明所述吸收塔采用板式塔，并在每层塔板上设置换热盘管，有效移除了吸收反应的反应热，降低了吸收温度，提高了传质推动力，吸收效率显著提高；
(3)本发明所述装置采用液环压缩机，与传统的往复压缩机相比，不仅吸气流量增加，气体被等温压缩，还具有结构简单、寿命长、维护简单、振动小等优点；此外，本发明所述液环压缩机直接采用硝酸浓度为40～55wt％的塔底吸收液作为液环工作液，不仅可以减少密封介质的使用，还可以吸收部分氮氧化物，且吸气均匀，工作稳定；
(4)经过本发明所述方法处理后的尾气中氮氧化物浓度低于150mg/m3，低于国家标准，可直接高空排放，同时可副产硝酸浓度为40～55wt％的硝酸溶液，既能直接回用于相应硝酸工序，又能经过浓缩后作为产品投入市场，满足清洁化和资源化的生产要求，本发明所述方法不产生新的三废，具有较高的环保效益和经济效益。
附图说明
图1是本发明实施例1所述氮氧化物废气资源化处理装置的示意图；
图中：1-液环压缩机；2-吸收塔；3-氮氧化物废气的进气管；4-循环泵；5-硝酸冷却器；6-换热盘管；7-液环泵；8-气液分离器；9-压缩机内冷却器；10-第一支路；11-第二支路；12-一级进液管；13-氧化剂的进气管；14-排气管；15-塔板。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供了一种氮氧化物废气资源化处理装置，如图1所示，所述装置包括液环压缩机1与吸收塔2，将氮氧化物废气的进气管3以及氧化剂的进气管13汇合后与所述液环压缩机1的气体进口相连接，所述液环压缩机1的气体出口与位于所述吸收塔2下部的进气口相连接，在所述吸收塔2的顶部设置排气管14，位于所述吸收塔2上部的一级吸收液进口与一级进液管12相连接，位于所述吸收塔2底部的排液口与排液管相连接，所述排液管设置第一支路10与第二支路11；
其中，在所述吸收塔2上开设二级吸收液进口，所述二级吸收液进口介于所述一级吸收液进口与所述进气口之间，且所述二级吸收液进口与所述第一支路10相连接，所述液环压缩机1的液体进口与所述第二支路11相连接，所述液环压缩机1的液体出口与所述排液管相连接；
所述液环压缩机1包括液环泵7、气液分离器8以及压缩机内冷却器9；其中，所述液环泵7的气体进口为所述液环压缩机1的气体进口，所述液环泵7的液体进口为所述液环压缩机1的液体进口，所述液环泵7的出口与所述气液分离器8的进口相连接，所述气液分离器8的气体出口为所述液环压缩机1的气体出口，所述气液分离器8的液体出口为所述液环压缩机1的液体出口，在所述液环泵7的液体进口对应的管路上设置所述压缩机内冷却器9；将所述气液分离器8的液体出口对应的管路设置一条支路，所述支路的出口与所述压缩机内冷却器9的进口相连接；
所述吸收塔2为板式塔，所述板式塔的塔板15的数目为25，在所述板式塔的每块塔板上均设有换热盘管6，所述板式塔的相邻两块塔板的所述换热盘管6首尾相接，且所述换热盘管6的冷却水进口靠近所述吸收塔2的塔顶；
在所述排液管分支之前的管路上设置循环泵4，并在所述循环泵4的出口对应的管路上设置硝酸冷却器5。
应用例1
本应用例提供了一种采用实施例1所述装置进行氮氧化物废气资源化处理的方法，待处理的氮氧化物废气为废硝酸浓缩及硝酸罐区中所产生的氮氧化物废气，最大流量为270m3/h，其中含有NO、NO2、空气、水蒸气等，其中，NOX含量为83％以上，通过液环泵将所述氮氧化物废气抽至氮氧化物废气的进气管中，所述方法包括：
将质量比为1:5的氮氧化物废气与空气汇合后进入液环压缩机中，在氧化反应的同时被所述液环压缩机中的液环工作液进行吸收，所述氮氧化物废气中氮氧化物质量浓度为15％，处理后的混合气体的氧化度为50％，所述液环压缩机的目标压力为0.45MPa；将处理后的混合气体进入吸收塔，依次被二级吸收液与一级吸收液进行吸收，随后尾气通过排气管排放，所述吸收塔的塔底吸收液经排液口进入排液管，所述排液管的第一支路将来自所述吸收塔的塔底吸收液导入吸收塔作为所述二级吸收液，所述排液管的第二支路将来自所述吸收塔的塔底吸收液作为所述液环工作液；
其中，在所述排液管分支之前的管路上设置循环泵，并在所述循环泵的出口对应的管路上设置硝酸冷却器，所述硝酸冷却器的设置温度为45℃，所述一级吸收液为水，所述塔底吸收液的硝酸浓度为40～55wt％，所述一级吸收液的温度为25℃，喷淋密度为0.7m3/(m2·h)；所述二级吸收液的温度为45℃，喷淋密度为15m3/(m2·h)；所述吸收塔为板式塔，在所述板式塔的每块塔板上均设有换热盘管，控制每块塔板的温度为25℃；所述排气管排出的尾气中氮氧化物含量＜150mg/m3。
应用例2
本应用例提供了一种采用实施例1所述装置进行氮氧化物废气资源化处理的方法，待处理的氮氧化物废气为废硝酸浓缩及硝酸罐区中所产生的氮氧化物废气，最大流量为270m3/h，其中含有NO、NO2、空气、水蒸气等，其中，NOX含量为83％以上，通过液环泵将所述氮氧化物废气抽至氮氧化物废气的进气管中，所述方法包括：
将质量比为1:3的氮氧化物废气与空气汇合后进入液环压缩机中，在氧化反应的同时被所述液环压缩机中的液环工作液进行吸收，所述氮氧化物废气中氮氧化物质量浓度为10％，处理后的混合气体的氧化度为40％，所述液环压缩机的目标压力为0.6MPa；将处理后的混合气体进入吸收塔，依次被二级吸收液与一级吸收液进行吸收，随后尾气通过排气管排放，所述吸收塔的塔底吸收液经排液口进入排液管，所述排液管的第一支路将来自所述吸收塔的塔底吸收液导入吸收塔作为所述二级吸收液，所述排液管的第二支路将来自所述吸收塔的塔底吸收液作为所述液环工作液；
其中，在所述排液管分支之前的管路上设置循环泵，并在所述循环泵的出口对应的管路上设置硝酸冷却器，所述硝酸冷却器的设置温度为40℃，所述一级吸收液为水，所述塔底吸收液的硝酸浓度为40～55wt％，所述一级吸收液的温度为20℃，喷淋密度为0.4m3/(m2·h)；所述二级吸收液的温度为40℃，喷淋密度为12m3/(m2·h)；所述吸收塔为板式塔，在所述板式塔的每块塔板上均设有换热盘管，控制每块塔板的温度为20℃；所述排气管排出的尾气中氮氧化物含量＜150mg/m3。
应用例3
本应用例提供了一种采用实施例1所述装置进行氮氧化物废气资源化处理的方法，待处理的氮氧化物废气为废硝酸浓缩及硝酸罐区中所产生的氮氧化物废气，最大流量为270m3/h，其中含有NO、NO2、空气、水蒸气等，其中，NOX含量为83％以上，通过液环泵将所述氮氧化物废气抽至氮氧化物废气的进气管中，所述方法包括：
将质量比为1:6的氮氧化物废气与空气汇合后进入液环压缩机中，在氧化反应的同时被所述液环压缩机中的液环工作液进行吸收，所述氮氧化物废气中氮氧化物质量浓度为20％，处理后的混合气体的氧化度为60％，所述液环压缩机的目标压力为0.35MPa；将处理后的混合气体进入吸收塔，依次被二级吸收液与一级吸收液进行吸收，随后尾气通过排气管排放，所述吸收塔的塔底吸收液经排液口进入排液管，所述排液管的第一支路将来自所述吸收塔的塔底吸收液导入吸收塔作为所述二级吸收液，所述排液管的第二支路将来自所述吸收塔的塔底吸收液作为所述液环工作液；
其中，在所述排液管分支之前的管路上设置循环泵，并在所述循环泵的出口对应的管路上设置硝酸冷却器，所述硝酸冷却器的设置温度为55℃，所述一级吸收液为水，所述塔底吸收液的硝酸浓度为40～55wt％，所述一级吸收液的温度为30℃，喷淋密度为0.7m3/(m2·h)；所述二级吸收液的温度为55℃，喷淋密度为15m3/(m2·h)；所述吸收塔为板式塔，在所述板式塔的每块塔板上均设有换热盘管，控制每块塔板的温度为30℃；所述排气管排出的尾气中氮氧化物含量＜150mg/m3。
综上所述，本发明所述装置通过液环压缩机与吸收塔的配合使用，一方面将氮氧化物废气与氧化剂汇合后，经过液环压缩机将加压后的混合气体进入吸收塔，提高氮氧化物废气的氧化度，另一方面在所述吸收塔上同时开设一级吸收液进口与二级吸收液进口，将水作为一级吸收液，将塔底吸收液作为二级吸收液，不需要SCR处理，尾气中氮氧化物浓度低于150mg/m3，与传统氮氧化物处理的工艺相比，降低了装置投资和盐类废水的排放，提高了装置可靠性，提高了氮氧化物废气的处理效率，同时可副产硝酸浓度为40～55wt％的硝酸溶液，从而实现资源化治理。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种氮氧化物废气资源化处理装置，其特征在于，所述装置包括液环压缩机与吸收塔，将氮氧化物废气的进气管以及氧化剂的进气管汇合后与所述液环压缩机的气体进口相连接，所述液环压缩机的气体出口与位于所述吸收塔下部的进气口相连接，在所述吸收塔的顶部设置排气管，位于所述吸收塔上部的一级吸收液进口与一级进液管相连接，位于所述吸收塔底部的排液口与排液管相连接，所述排液管设置第一支路与第二支路；
其中，在所述吸收塔上开设二级吸收液进口，所述二级吸收液进口介于所述一级吸收液进口与所述进气口之间，且所述二级吸收液进口与所述第一支路相连接，所述液环压缩机的液体进口与所述第二支路相连接，所述液环压缩机的液体出口与所述排液管相连接。
2.根据权利要求1所述的氮氧化物废气资源化处理装置，其特征在于，所述液环压缩机包括液环泵、气液分离器以及压缩机内冷却器；其中，所述液环泵的气体进口为所述液环压缩机的气体进口，所述液环泵的液体进口为所述液环压缩机的液体进口，所述液环泵的出口与所述气液分离器的进口相连接，所述气液分离器的气体出口为所述液环压缩机的气体出口，所述气液分离器的液体出口为所述液环压缩机的液体出口，在所述液环泵的液体进口对应的管路上设置所述压缩机内冷却器；
优选地，将所述气液分离器的液体出口对应的管路设置一条支路，所述支路的出口与所述压缩机内冷却器的进口相连接。
3.根据权利要求1或2所述的氮氧化物废气资源化处理装置，其特征在于，所述装置还包括氧化反应器，将所述氮氧化物废气的进气管以及氧化剂的进气管汇合后与所述氧化反应器的进口相连接，所述氧化反应器的出口与所述液环压缩机的气体进口相连接；
优选地，在所述氧化反应器的外部设置冷却盘管。
4.根据权利要求1～3任一项所述的氮氧化物废气资源化处理装置，其特征在于，所述吸收塔为板式塔；
优选地，所述板式塔的塔板数目≥2；
优选地，在所述板式塔的每块塔板上均设有换热盘管；
优选地，所述板式塔的相邻两块塔板的所述换热盘管首尾相接。
5.根据权利要求1～4任一项所述的氮氧化物废气资源化处理装置，其特征在于，在所述排液管分支之前的管路上设置循环泵，并在所述循环泵的出口对应的管路上设置硝酸冷却器。
6.一种采用权利要求1～5任一项所述装置进行氮氧化物废气资源化处理的方法，其特征在于，所述方法包括：
将氮氧化物废气与氧化剂汇合后进入液环压缩机中，在氧化反应的同时被所述液环压缩机中的液环工作液进行吸收，将处理后的混合气体进入吸收塔，依次被二级吸收液与一级吸收液进行吸收，随后尾气通过排气管排放，所述吸收塔的塔底吸收液经排液口进入排液管，所述排液管的第一支路将来自所述吸收塔的塔底吸收液导入吸收塔作为所述二级吸收液，所述排液管的第二支路将来自所述吸收塔的塔底吸收液作为所述液环工作液；
其中，所述一级吸收液为水，所述塔底吸收液的硝酸浓度为40～55wt％。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述氧化剂为空气；
优选地，所述氮氧化物废气与空气的质量比为1:(3～6)；
优选地，所述氮氧化物废气中氮氧化物质量浓度为10～20％；
优选地，所述处理后的混合气体的氧化度为40～60％。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述液环压缩机的目标压力为0.35～0.6MPa；
优选地，在所述排液管分支之前的管路上设置循环泵，并在所述循环泵的出口对应的管路上设置硝酸冷却器，所述硝酸冷却器的设置温度为40～55℃。
9.根据权利要求6～8任一项所述的方法，其特征在于，所述一级吸收液的温度为20～30℃；
优选地，所述一级吸收液的喷淋密度为0.4～0.7m3/(m2·h)；
优选地，所述二级吸收液的温度为40～55℃；
优选地，所述二级吸收液的喷淋密度为12～15m3/(m2·h)；
优选地，所述吸收塔为板式塔，在所述板式塔的每块塔板上均设有换热盘管，控制每块塔板的温度为20～30℃；
优选地，所述排气管排出的尾气中氮氧化物含量＜150mg/m3。
10.根据权利要求6～9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
将质量比为1:(3～6)的氮氧化物废气与空气汇合后进入液环压缩机中，在氧化反应的同时被所述液环压缩机中的液环工作液进行吸收，所述氮氧化物废气中氮氧化物质量浓度为10～20％，处理后的混合气体的氧化度为40～60％，所述液环压缩机的目标压力为0.35～0.6MPa；将处理后的混合气体进入吸收塔，依次被二级吸收液与一级吸收液进行吸收，随后尾气通过排气管排放，所述吸收塔的塔底吸收液经排液口进入排液管，所述排液管的第一支路将来自所述吸收塔的塔底吸收液导入吸收塔作为所述二级吸收液，所述排液管的第二支路将来自所述吸收塔的塔底吸收液作为所述液环工作液；
其中，在所述排液管分支之前的管路上设置循环泵，并在所述循环泵的出口对应的管路上设置硝酸冷却器，所述硝酸冷却器的设置温度为40～55℃，所述一级吸收液为水，所述塔底吸收液的硝酸浓度为40～55wt％，所述一级吸收液的温度为20～30℃，喷淋密度为0.4～0.7m3/(m2·h)；所述二级吸收液的温度为40～55℃，喷淋密度为12～15m3/(m2·h)；所述吸收塔为板式塔，在所述板式塔的每块塔板上均设有换热盘管，控制每块塔板的温度为20～30℃；所述排气管排出的尾气中氮氧化物含量＜150mg/m3。
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