CN201684534U

CN201684534U - 硝化尾气吸收装置

Info

Publication number: CN201684534U
Application number: CN2010202083947U
Authority: CN
Inventors: 张位德; 吴永良; 吴向峰; 吴康; 周华真
Original assignee: ZHEJIANG KANGFENG CHEMICALS CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG KANGFENG CHEMICALS CO Ltd
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2020-05-31

Abstract

本实用新型属于环保技术领域，涉及一种硝化尾气吸收装置，包括吸收塔和尾气进管，该吸收装置还包括硫酸循环槽、硫酸循环泵、碱液循环槽和引风机，所述的吸收塔包括一级吸收塔、二级吸收塔和三级吸收塔，一级吸收塔、二级吸收塔和三级吸收塔通过管路相串联，所述的尾气进管与一级吸收塔相连，一级、二级吸收塔用浓度高的硫酸作吸收介质，本实用新型吸收装置结构简单，材质普通，操作方便，运行费用低，吸收效果好，解决了现有吸收装置存在的吸收率不高、耗碱量大、废水多，产生的废水处理困难等技术问题。

Description

硝化尾气吸收装置

技术领域

本实用新型属于环保技术领域，涉及一种硝化反应产生的尾气处理装置，具体是硝化尾气吸收装置。

背景技术

化工生产中分子引入氮原子或硝基，常采用硝化反应来实现，难以硝化的物质如本身带有致钝基团的芳环二硝化，常使用发烟硫酸和浓硝酸配制成混酸进行高温硝化。发烟硫酸和浓硝酸由槽车送至生产单位，放至原料贮槽贮存，因发烟硫酸中含20%的游离SO₃， SO₃易挥发跑逸，浓硝酸易分解产生NO_X，这些呼吸气均为酸性气体应进行吸收消除。硝化反应前一般先投入发烟硫酸，再滴加浓硝酸进行混酸配制，配制完成后再滴加硝化原料，然后在一定的温度下进行硝化反应，反应结束加水稀释反应硫酸的浓度，使产品与反应硫酸分离。发烟硫酸和浓硝酸配制混酸时，因是强放热，硝酸会局部过热分解产生NO_X，硝化反应时，因反应温度高，发生部分硝酸分解而产生NO_X，发烟硫酸游离SO₃易挥发由此产生硝化放空尾气，主要成分是氮氧化物NO_X、三氧化硫SO₃。NO_X、SO₃是酸性气体，排放在空气里会造成酸雾、酸雨，NO_X还会破坏臭氧层，给自然环境与人类生活带来严重危害。目前，一般采用液碱循环吸收的方式来消除尾气，如中国实用新型专利ZL200720099983.4提供的一种尾气吸收装置,涉及到一种化工生产装置,包括吸附塔(1)、碱罐(2)、水槽(3)、真空泵(4)、尾气入口(5)、截门(6),所述吸附塔(1)和碱罐(2)相串联连接,其连接管路上设有尾气入口(5),碱罐(2)另一端连接水槽(3),水槽(3)和真空泵(4)相连接,在所述尾气入口(5)和碱罐(2)、吸附塔(1)的连接管路上设有截门(6)。但该装置仍存在吸收率不高、耗碱量大、废水多，产生的废水处理困难等问题。

发明内容

本实用新型主要针对现有吸收装置所存在的吸收率不高、耗碱量大、废水多，产生的废水处理困难等技术问题，提供一种硝化尾气吸收装置。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种硝化尾气吸收装置，包括吸收塔和尾气进管，该吸收装置还包括硫酸循环槽、硫酸循环泵、碱液循环槽和引风机，所述的吸收塔包括一级吸收塔、二级吸收塔和三级吸收塔，一级吸收塔、二级吸收塔和三级吸收塔通过管路相串联，所述的尾气进管与一级吸收塔相连；硫酸循环槽与一级吸收塔通过管路连接，硫酸循环槽与一级吸收塔之间的管路上设有硫酸循环泵，硫酸循环槽与二级吸收塔通过管路连接，硫酸循环槽与一级吸收塔之间的管路上设有硫酸循环泵，空气进管分别与硫酸循环槽和硫酸循环槽相连；碱液循环槽与三级吸收塔通过管路连接，碱液循环槽与三级吸收塔之间的管路上设有碱液循环泵，三级吸收塔与引风机通过排放出口管相连。本实用新型提供一种用硫酸循环吸收硝化尾气中的NO_X、SO₃并资源化利用的装置，通过在硝化尾气中混入空气，混合后的气体分别经一级吸收、二级吸收和三级吸收后排放，一级吸收和二级吸收均采用质量浓度为90～98%的硫酸作吸收液，三级吸收采用质量浓度为10%的液碱（氢氧化钠）溶液。本实用新型所述的吸收塔内均设有填料及其固定装置、填料上方的液体分布器和填料下方的气液分离器。

作为优选，所述的一级吸收塔和硫酸循环泵之间的管路上设有流量计，所述的二级吸收塔和硫酸循环泵之间的管路上设有流量计。流量计可用来控制吸收液的用量，利于吸收速率和吸收液用量的控制。

作为优选，所述的尾气进管与一级吸收塔的塔底相连。使硝化尾气与吸收液在一级吸收塔内充分接触。

作为优选，所述的三级吸收塔的塔径为0.5m、塔高3m，三级吸收塔内设填料层，填料层采用φ20×20四氟材质鲍尔环。

作为优选，所述的尾气进管采用聚丙烯塑料结构。为保证吸收效果，碱液循环槽安装pH计，碱液含量较低时自动报警，以及时更换碱液。

本实用新型提供的吸收装置，一级、二级吸收可用浓度高的硫酸作吸收介质，设备及连接管道材质可选用碳钢或不锈钢，三级吸收用液碱作吸收介质，设备及连接管道材质可选用聚丙烯塑料。本实用新型吸收装置结构简单，材质普通，操作方便，运行费用低，吸收效果好。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图中：1、尾气进管 2、空气进管 3-1、一级吸收塔 3-2、二级吸收塔 4-1、硫酸循环槽 4-2、硫酸循环槽 5-1、硫酸循环泵 5-2、硫酸循环泵 6、流量计 7、三级吸收塔 8、碱液循环槽 9、碱液循环泵 10、气相管 11、排放出口管 12、引风机。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

如说明书附图1所示的硝化尾气吸收装置，该吸收装置还包括一级吸收塔3-1、二级吸收塔3-2、三级吸收塔7、尾气进管1、硫酸循环槽、硫酸循环泵、碱液循环槽8和引风机12，一级吸收塔3-1、二级吸收塔3-2和三级吸收塔7通过管路相串联，所述的尾气进管1与一级吸收塔3-1的塔底相连；硫酸循环槽4-1与一级吸收塔3-1通过管路连接，硫酸循环槽4-1与一级吸收塔3-1之间的管路上设有硫酸循环泵5-1，硫酸循环槽4-2与二级吸收塔3-2通过管路连接，硫酸循环槽4-2与一级吸收塔3-2之间的管路上设有硫酸循环泵5-2，空气进管2分别与硫酸循环槽4-1和硫酸循环槽4-2相连；碱液循环槽8与三级吸收塔7通过管路连接，碱液循环槽8与三级吸收塔7之间的管路上设有碱液循环泵9，三级吸收塔7与引风机12通过排放出口管11相连。一级吸收塔3-1和硫酸循环泵5-1之间的管路上设有流量计6，二级吸收塔3-2和硫酸循环泵5-2之间的管路上设有流量计6。尾气进管采用聚丙烯塑料结构。

本实用新型采用98%的浓硝酸，105%发烟硫酸配制的混酸进行生产芳香二硝化物，生产过程为一硝化与二硝化分别反应，用98%的浓硝酸，105%发烟硫酸配制的混酸进行二硝化，二硝化产生的废混酸俗称为半废酸（硫酸质量浓度约为95%，硝酸质量浓度约为3%），半废酸滴加硝酸后，作为一硝化的用酸。为有效的利用半废酸，可用半废酸代替硫酸循环吸收，半废酸经循环吸收后再去一硝化反应。由此产生的NO_X和SO₃废气，流量80.6m³/h，NO_X的体积浓度约为60%，其中NO与NO₂的比例约为1：1，排放速率为19kg/h, SO₃的体积浓度约为6%，排放速率为7kg/h,硝化尾气从一级吸收塔3-1底部通过尾气进管1进入吸收工段，鼓泡空气约500 m³/h（尾气和空气的混合比约为1：6）通过空气进管2进入硫酸循环槽4-1。一级吸收塔3-1和二级吸收塔3-2的塔径均为0.5m、塔高3m、循环槽与塔和附件材质为碳钢、尾气进管选用不锈钢、填料用φ20×20四氟材质鲍尔环。硫酸循环槽4-1与硫酸循环槽4-2分别装有夹套进行换热，半废酸从硫酸循环槽4-1通过阀门流至硫酸循环泵5-1,硫酸循环泵5-1出口装有调节阀，至流量计6调节半废酸的流量，再用硫酸循环泵5-1将半废酸送至一级吸收塔3-1顶部通过液体分布器喷淋流下，硝化尾气中的SO₃和半废酸循环液逆流接触反应生成H₂SO₄， NO_X和半废酸循环液逆流接触反应生成硝酸与NO，NO在空气中发生氧化反应，继续交互吸收反应。一级吸收塔3-1顶部出来的气体进入二级吸收塔3-2塔底部，与从二级吸收塔3-2塔顶部喷淋流下的半废酸循环液继续进行气液逆流接触反应，半废酸从硫酸循环槽4-2通过阀门流至硫酸循环泵5-2, 半废酸循环的量为10 m³/h。从二级吸收塔3-2塔顶出来的气体通过气相管10进入三级吸收塔7塔底部，其尾气中的NO_X排放速率为1.5kg/h, NO_X的吸收率为92%，SO₃已基本全部吸收。吸收后硫酸循环槽4-1中硝酸浓度为8.5%，硫酸循环槽4-2内硝酸浓度为4.2%。这时硫酸循环槽4-1的半废酸可回收再利用，即泵至一硝釜作一硝化反应的原料，将硫酸循环槽4-2的半废酸泵至硫酸循环槽4-1，向硫酸循环槽4-2加入新鲜半废酸，继续循环吸收。三级吸收塔7的塔径为0.5m、塔高3m、循环槽与塔和附件材质为聚丙烯塑料、尾气进管聚丙烯塑料、填料用φ20×20四氟材质鲍尔环。半废酸吸收后的尾气通过气相管10进入三级吸收塔7的塔底部，与从三级吸收塔7塔顶部喷淋流下的氢氧化钠水溶液进行气液逆流接触反应，碱液从碱液循环槽8通过阀门流至碱液循环泵9, 碱液循环量也为10 m³/h。反应后的气体经过排放出口管11至引风机12后高空排放。放空尾气中NO_X的排放速率为0.08kg/h,排放浓度为110mg/kg。当碱液循环槽中的液碱接近中性时（可用定时测定pH值或用在线测pH,有自动报警装置），将碱液泵至一硝化废水计量槽，作稀释用水，碱液循环槽加入新的碱液，继续循环吸收。

本实施例中的半废酸可由质量浓度为90～98%的硫酸代替。

应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种硝化尾气吸收装置，包括吸收塔和尾气进管，其特征在于：该吸收装置还包括硫酸循环槽、硫酸循环泵、碱液循环槽和引风机，所述的吸收塔包括一级吸收塔（3-1）、二级吸收塔（3-2）和三级吸收塔（7），一级吸收塔（3-1）、二级吸收塔（3-2）和三级吸收塔（7）通过管路相串联，所述的尾气进管（1）与一级吸收塔（3-1）相连；硫酸循环槽（4-1）与一级吸收塔（3-1）通过管路连接，硫酸循环槽（4-1）与一级吸收塔（3-1）之间的管路上设有硫酸循环泵（5-1），硫酸循环槽（4-2）与二级吸收塔（3-2）通过管路连接，硫酸循环槽（4-2）与一级吸收塔（3-2）之间的管路上设有硫酸循环泵（5-2），空气进管（2）分别与硫酸循环槽（4-1）和硫酸循环槽（4-2）相连；碱液循环槽（8）与三级吸收塔（7）通过管路连接，碱液循环槽（8）与三级吸收塔（7）之间的管路上设有碱液循环泵（9），三级吸收塔（7）与引风机（12）通过排放出口管（11）相连。

2.根据权利要求1所述的硝化尾气吸收装置，其特征在于：所述的一级吸收塔（3-1）和硫酸循环泵（5-1）之间的管路上设有流量计（6），所述的二级吸收塔（3-2）和硫酸循环泵（5-2）之间的管路上设有流量计（6）。

3.根据权利要求1或2所述的硝化尾气吸收装置，其特征在于：所述的尾气进管与一级吸收塔（3-1）的塔底相连。

4.根据权利要求1或2所述的硝化尾气吸收装置，其特征在于：所述的三级吸收塔（7）的塔径为0.5m、塔高3m，三级吸收塔（7）内设填料层，填料层采用φ20×20四氟材质鲍尔环。

5.根据权利要求3所述的硝化尾气吸收装置，其特征在于：所述的三级吸收塔（7）的塔径为0.5m、塔高3m，三级吸收塔（7）内设填料层，填料层采用φ20×20四氟材质鲍尔环。

6.根据权利要求1或2所述的硝化尾气吸收装置，其特征在于：所述的尾气进管采用聚丙烯塑料结构。