CN208642269U - 湿法溶金和/或溶银工段烟气的脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种湿法溶金和/或溶银工段烟气的脱硝装置。该脱硝装置包括：臭氧氧化脱硝单元，具有烟气入口和氧化后烟气出口；碱洗单元，具有氧化后烟气入口、烟气排放口和吸收后盐液出口，氧化后烟气入口和氧化后烟气出口相连。采用臭氧氧化脱硝单元对湿法溶金和/或溶银工段烟气进行脱硝处理，其中的一氧化氮被氧化形成二氧化氮，此过程由于一氧化氮浓度可能会较高导致臭氧消耗量增多进而导致成本增加；为了降低该脱硝装置的运行成本，进一步通过碱洗单元对氧化后烟气进行碱洗，碱与氧化后烟气中的氮氧化物进行吸收形成硝酸盐或亚硝酸盐，并且所得盐液可以作为半成品或者经处理后作为产品出售，出售所得收益降低了脱硝装置的整体运行成本。

Description

湿法溶金和/或溶银工段烟气的脱硝装置

技术领域

本实用新型涉及烟气处理领域，具体而言，涉及一种湿法溶金和/或溶银工段烟气的脱硝装置。

背景技术

贵金属冶炼行业的湿法溶金、溶银工段间歇操作，溶金、溶银过程中才会产生含有氮氧化物的烟气，烟气中NO和NO₂的浓度随溶样过程中硝酸的消耗，而发生变化，NO₂浓度由高到低，NO浓度由低到高，其中多大部分时间NO₂含量占多数，超过氮氧化物总量的50％。

与电厂脱硝烟气不同，现有脱硝技术，主要是SCR和SNCR技术，SCR脱硝技术，将氨气作为脱硝剂被喷入高温烟气脱硝装置中，在催化剂的作用下将烟气中NO_x分解成为N₂和H₂O，其反应公式如下：4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O；NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H2O上述两个反应一般通过使用适当的催化剂实现，上述反应可以在200℃～450℃的温度范围内有效进行，在NH₃/NO＝1的情况下，可以达到80～90％的脱硝效率。SCR脱硝技术以其脱除效率高，适应当前环保要求而得到电力行业高度重视和广泛的应用。在环保要求严格的发达国家例如德国、日本、美国、加拿大、荷兰、奥地利、瑞典和丹麦等国SCR脱硝技术已经是应用最多、最成熟的技术之一。但该技术需要使用催化剂，并且要求反应温度在200℃～450℃范围，重金属冶炼行业的溶金、溶银工段排放的烟气温度约为30℃～80℃，若将烟气加热至SCR需要的温度，能耗较大，增大企业的成本压力。SNCR脱硝技术，将NH₃、尿素等还原剂喷入锅炉炉内与NO_x进行选择性反应，不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂，还原剂喷入炉膛温度为850～1100℃的区域，迅速热分解成NH₃，与烟气中的NO_x反应生成N₂和水。SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30％～80％，受锅炉结构尺寸影响很大。采用SNCR技术，目前的趋势是用尿素代替氨作为还原剂。反应原理：在850～1100℃范围内，NH₃或尿素还原NO_x的主要反应为：

NH₃为还原剂4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O

尿素为还原剂NO+CO(NH₂)₂+1/2O₂→2N₂+CO₂+H₂O

该技术成熟可靠，还原剂有效利用率高，系统运行稳定，设备模块化，占地小，无副产品及二次污染。但应用于贵金属冶炼行业溶金、溶银工段的烟气治理，同样存在与SCR需要加热烟气的问题，运行成本较高。

除此之外，烟气中NO₂含量较高，常规SCR和SNCR脱硝技术中还原剂的消耗将会增大，反而使用臭氧脱硝，可以解决臭氧的消耗量，且臭氧脱硝所需的还原温度较低，因此使用臭氧脱硝节约了企业的运行成本。

臭氧脱硝技术，已在电厂、化工行业进行公开应用，但未见在贵金属冶炼溶金、溶银工段烟气治理中应用。这是因为电厂、化工行业烟气中氮氧化物浓度一般比较稳定，便于臭氧脱硝应用的实施，另外烟气中NO₂浓度约占NO_x浓度的5％。而贵金属冶炼溶金、溶银工段烟气随溶样时间的延长，烟气中氮氧化物一方面浓度时刻变化，另一方面NO₂前期浓度非常高，随着反应时间的增长，NO₂浓度逐渐降低，NO浓度逐渐增加，最终基本上维持在NO₂/NO浓度比为1/1。由于贵金属冶炼溶金、溶银工段烟气中NO含量较多，若用常规臭氧脱硝方法进行脱硝处理，会导致企业投资高、运行成本高，企业无法接受，且占地面积大，企业无法实现。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种湿法溶金和/或溶银工段烟气的脱硝装置，以解决现有技术中脱硝成本高的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种湿法溶金和/或溶银工段烟气的脱硝装置，该脱硝装置包括：臭氧氧化脱硝单元，具有烟气入口和氧化后烟气出口；碱洗单元，具有氧化后烟气入口、烟气排放口和吸收后盐液出口，氧化后烟气入口和氧化后烟气出口相连。

进一步地，上述湿法溶金和/或溶银工段包括酸液配置器，酸液配置器具有浓硝酸入口和稀酸液入口。

进一步地，上述臭氧氧化脱硝单元包括：臭氧氧化脱硝反应器，具有臭氧入口和烟气入口，烟气入口与湿法溶金和/或溶银工段的烟气出口相连；臭氧供应设备，与臭氧入口相连。

进一步地，上述臭氧氧化脱硝单元还包括第一烟气分析仪，烟气入口与第一烟气分析仪相连以检测烟气中的一氧化氮浓度，臭氧供应设备与第一烟气分析仪相连并根据一氧化氮浓度调整臭氧的供应量。

进一步地，上述碱洗单元包括：碱洗塔，具有碱液入口、氧化后烟气入口、烟气排放口和吸收后盐液出口；碱液供应设备，与碱液入口相连。

进一步地，上述碱洗单元还包括第二烟气分析仪，氧化后烟气入口与第二烟气分析仪相连以检测氧化后烟气中的氮氧化物浓度，碱液供应设备与第二烟气分析仪相连并根据氮氧化物浓度调整碱液的供应量。

进一步地，上述脱硝装置还包括吸收后盐液浓缩单元，吸收后盐液浓缩单元与吸收后盐液出口相连。

进一步地，上述吸收后盐液浓缩单元包括：蒸发器，具有稀盐液入口和浓盐液出口，稀盐液入口与吸收后盐液出口相连；结晶器，具有浓盐液入口和副产盐类出口，浓盐液入口与浓盐液出口相连。

应用本实用新型的技术方案，采用臭氧氧化脱硝单元对湿法溶金和/或溶银工段烟气进行脱硝处理，其中的一氧化氮被氧化形成二氧化氮，此过程由于一氧化氮浓度可能会较高导致臭氧消耗量增多进而导致成本增加；为了降低该脱硝装置的运行成本，进一步通过碱洗单元对氧化后烟气进行碱洗，碱与氧化后烟气中的氮氧化物进行吸收形成硝酸盐或亚硝酸盐，并且所得盐液可以作为半成品或者经处理后作为产品出售，出售所得收益降低了脱硝装置的整体运行成本。而且经过上述脱硝装置处理后的烟气完全达到脱硝标准，能够实现烟气排放。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的一种实施例示出的脱硝装置的结构框图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

01、酸液配置器；

10、臭氧氧化脱硝单元；11、臭氧氧化脱硝反应器；12、臭氧供应设备；13、第一烟气分析仪；

20、碱洗单元；21、碱洗塔；22、碱液供应设备；23、第二烟气分析仪；

30、吸收后盐液浓缩单元；31、蒸发器；32、结晶器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如本申请背景技术所分析的，贵金属冶炼溶金、溶银工段烟气中NO₂含量和NO含量随着工段进行而变化，且最终基本上维持在NO₂/NO浓度比为1/1，应用SCR和SNCR技术时，由于NO₂含量较高，常规SCR和SNCR脱硝技术中还原剂的消耗将会增大；相对于电厂烟气，NO含量较多，若用常规臭氧脱硝方法进行脱硝处理，会导致企业投资高、运行成本高，企业无法接受，且占地面积大，企业无法实现。为了解决现有的脱硝方法成本高的问题，本申请提供了一种湿法溶金和/或溶银工段烟气的脱硝装置。

在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种湿法溶金和/或溶银工段烟气的脱硝装置，如图1所示，该脱硝装置包括臭氧氧化脱硝单元10和碱洗单元20，臭氧氧化脱硝单元10具有烟气入口和氧化后烟气出口；碱洗单元20具有氧化后烟气入口、烟气排放口和吸收后盐液出口，氧化后烟气入口和氧化后烟气出口相连。

采用臭氧氧化脱硝单元10对湿法溶金和/或溶银工段烟气进行脱硝处理，其中的一氧化氮被氧化形成二氧化氮，此过程由于一氧化氮浓度可能会较高导致臭氧消耗量增多进而导致成本增加；为了降低该脱硝装置的运行成本，进一步通过碱洗单元20对氧化后烟气进行碱洗，碱与氧化后烟气中的氮氧化物进行吸收形成硝酸盐或亚硝酸盐，并且所得盐液可以作为半成品或者经处理后作为产品出售，出售所得收益降低了脱硝装置的整体运行成本。而且经过上述脱硝装置处理后的烟气完全达到脱硝标准，能够实现烟气排放。

为了保证湿法溶金和/或溶银工段的高效进行，优选如图1所示，上述湿法溶金和/或溶银工段包括酸液配置器01，酸液配置器01具有浓硝酸入口和稀酸液入口。利用稀硝酸与浓硝酸进行混合灵活调配而得到适应工序进程要求的硝酸溶液浓度，保证了湿法溶金和/或溶银对于硝酸溶液的浓度要求，进而保证该工段的高效进行。

如图1所示，优选上述臭氧氧化脱硝单元10包括臭氧氧化脱硝反应器11和臭氧供应设备12，臭氧氧化脱硝反应器11具有臭氧入口和烟气入口，烟气入口与湿法溶金和/或溶银工段的烟气出口相连；臭氧供应设备12与臭氧入口相连。采用独立设置的臭氧供应设备12对臭氧氧化脱硝反应器11供应臭氧，保证了臭氧供应量调节的灵活性。

另外为了进一步增加臭氧的利用率，优选上述臭氧氧化脱硝单元10还包括第一烟气分析仪13，烟气入口与第一烟气分析仪13相连以检测烟气中的一氧化氮浓度，臭氧供应设备12与第一烟气分析仪13相连并根据一氧化氮浓度调整臭氧的供应量。根据第一烟气分析仪13检测的一氧化氮浓度实时调节臭氧供应设备12供应的臭氧量，实现臭氧和一氧化氮的充分反应，提高臭氧利用率。

在本申请一种优选的实施例中，如图1所示，上述碱洗单元20包括碱洗塔21和碱液供应设备22，碱洗塔21具有碱液入口、氧化后烟气入口、烟气排放口和吸收后盐液出口；碱液供应设备22与碱入口相连。采用独立设置的碱液供应设备22对碱洗塔21供应水，保证了碱液供应量调节的灵活性。

为了进一步增加碱液的利用率以节约成本，优选上述碱洗单元20还包括第二烟气分析仪23，烟气入口与第二烟气分析仪23相连以检测氧化后烟气中的氮氧化物浓度，碱液供应设备22与第二烟气分析仪23相连并根据氮氧化物浓度调整碱液的供应量。根据第二烟气分析仪23检测的氮氧化物浓度实时调节碱液供应设备22供应的碱液量，实现碱液与氮氧化物的充分反应，提高碱的利用率。

为了提高碱洗单元20所得到的盐液的价值，优选上述脱硝装置还包括吸收后盐液浓缩单元30，吸收后盐液浓缩单元30与吸收后盐液出口相连，利用吸收后盐液浓缩单元30对吸收后的盐液进行浓缩，将其浓缩到满足直接使用的各种浓度，进而提高其经济价值。

优选地，上述吸收后盐液浓缩单元30包括蒸发器31和结晶器32，蒸发器31具有稀盐液入口和浓盐液出口，稀盐液入口与吸收后盐液出口相连；结晶器32具有浓盐液入口和副产盐类出口，浓盐液入口与浓盐液出口相连。利用蒸发器31和结晶器32对盐液进行进一步的浓缩处理，得到副产盐类，该副产盐类作为副产品比如氮肥外销，为脱硝装置运行厂家增加收入，降低脱硝装置的整体运行成本。

为了更方便地利用本申请的脱销装置，在本申请另一种典型的实施方式中，提供了一种湿法溶金和/或溶银工段烟气的脱硝方法，该脱硝方法包括：对烟气进行臭氧氧化脱硝处理，得到氧化后烟气；利用碱性溶液对氧化后烟气进行洗涤，得到可排放烟气和吸收后盐液。

对湿法溶金和/或溶银工段烟气进行脱硝处理，其中的一氧化氮被氧化形成二氧化氮，此过程由于一氧化氮浓度可能会较高导致臭氧消耗量增多进而导致成本增加；为了降低该脱硝方法的运行成本，进一步对氧化后烟气进行碱洗，碱液与氧化后烟气中的氮氧化物进行吸收形成硝酸盐或亚硝酸盐，并且所得盐液可以作为半成品或者经处理后作为产品出售，出售所得收益降低了脱硝方法的整体运行成本。而且经过上述脱硝方法处理后的烟气完全达到脱硝标准，能够实现烟气排放。

本申请的上述脱硝方法适用于处理湿法溶金和/或溶银工段产生的各种烟气，优选控制上述烟气中氮氧化物的浓度小于等于1000mg/Nm³，并且控制烟气的处理量小于等于10000Nm³/h，以实现利用较低成本达到更理想的烟气处理效果。

优选地，用于对氧化后烟气进行洗涤的碱性溶液可以从现有技术中常用的碱性溶液中进行选择，考虑到控制成本，优选上述碱性溶液为氢氧化钠水溶液、碳酸钠水溶液和/或氨水。其中当采用多种碱性溶液混合时效果更为突出。

进一步地，为了提高碱性溶液的利用率，优选利用碱性溶液对洗涤后烟气进行洗涤的过程中，碱性溶液的流速为0.5～10m/s。

为了提高碱洗单元所得到的盐液的价值，优选上述脱硝方法还包括对吸收后盐液进行蒸发结晶处理得到副产盐类。对盐液进行进一步的浓缩处理，得到副产盐类，该副产盐类作为副产品外销，为脱硝装置运行厂家增加收入，降低脱硝装置的整体运行成本。

进一步地，为了提高臭氧的利用率，优选对烟气进行臭氧氧化脱硝处理的过程中，臭氧相对于一氧化氮的用量为1.2～2.8:1。

以下将结合实施例和对比例，进一步说明本申请的有益效果。

实施例1

利用图1所示的脱销装置对湿法溶金和/或溶银工段烟气进行脱硝，对烟气进行臭氧氧化脱硝处理，得到氧化后烟气；利用碱液对氧化后烟气进行洗涤，得到可排放烟气和吸收后盐液；盐液进而通过蒸发结晶得到副产品盐。其中，采用在线烟气分析仪实时检测烟气中主要氮氧化物的组成和温度见表1，烟气处理量为9800Nm³/h。

表1

烟气组成	NO	NO<sub>2</sub>	HCl	温度/℃
					浓度(mg/Nm<sup>3</sup>)	970	850	359	49

利用碱洗塔对烟气进行洗涤的过程中，控制碱性溶液的流速为2.5m/s；对烟气进行臭氧氧化脱硝处理的过程中，控制臭氧与初次洗涤烟气中一氧化氮的重量比为2.8：1。

检测排放的烟气的组成，检测结果见表2。

表2

烟气	NO	NO<sub>2</sub>	HCl	温度/℃
					浓度(mg/Nm<sup>3</sup>)	12	25	16	48

实施例2

利用图1所示的脱销装置对湿法溶金和/或溶银工段烟气进行脱硝，对烟气进行臭氧氧化脱硝处理，得到氧化后烟气；利用碱液对氧化后烟气进行洗涤，得到可排放烟气和吸收后盐液；盐液进而通过蒸发结晶得到副产品盐。其中，采用在线烟气分析仪实时检测烟气中主要氮氧化物的组成和温度见表3，烟气处理量为9800Nm³/h。

表3

烟气组成	NO	NO<sub>2</sub>	HCl	温度/℃
					浓度(mg/Nm<sup>3</sup>)	970	850	359	49

利用碱洗塔对烟气进行洗涤的过程中，控制碱性溶液的流速为0.5m/s；对烟气进行臭氧氧化脱硝处理的过程中，控制臭氧与初次洗涤烟气中一氧化氮的重量比为2.0：1。

检测排放的烟气的组成，检测结果见表4。

表4

烟气	NO	NO<sub>2</sub>	HCl	温度/℃
					浓度(mg/Nm<sup>3</sup>)	51	74	127	48

实施例3

利用图1所示的脱销装置对湿法溶金和/或溶银工段烟气进行脱硝，对烟气进行臭氧氧化脱硝处理，得到氧化后烟气；利用碱液对氧化后烟气进行洗涤，得到可排放烟气和吸收后盐液；盐液进而通过蒸发结晶得到副产品盐。其中，采用在线烟气分析仪实时检测烟气中主要氮氧化物的组成和温度见表5，烟气处理量为9800Nm³/h。

表5

烟气组成	NO	NO<sub>2</sub>	HCl	温度/℃
					浓度(mg/Nm<sup>3</sup>)	970	850	359	49

利用碱洗塔对烟气进行洗涤的过程中，控制碱性溶液的流速为10m/s；对烟气进行臭氧氧化脱硝处理的过程中，控制臭氧与初次洗涤烟气中一氧化氮的重量比为1.2：1。

检测排放的烟气的组成，检测结果见表6。

表6

烟气	NO	NO<sub>2</sub>	HCl	温度/℃
					浓度(mg/Nm<sup>3</sup>)	72	63	14	48

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

采用臭氧氧化脱硝单元对湿法溶金和/或溶银工段烟气进行脱硝处理，其中的一氧化氮被氧化形成二氧化氮，此过程由于一氧化氮浓度可能会较高导致臭氧消耗量增多进而导致成本增加；为了降低该脱硝装置的运行成本，进一步通过水洗单元对氧化后烟气中的二氧化氮进行吸收，形成以稀硝酸为主的稀酸液，将该部分稀酸液返回湿法溶金和/或溶银工段作为溶金和/或溶银的酸液使用，节约了溶金和/或溶银的成本，从而降低了脱硝装置的整体运行成本；同时，对洗涤后烟气进行碱洗，碱与洗涤后烟气中的剩余的氮氧化物进行吸收形成硝酸盐或亚硝酸盐，并且所得盐液可以作为半成品或者经处理后作为产品出售，出售所得收益进一步降低了脱硝装置的整体运行成本。而且经过上述脱硝装置处理后的烟气完全达到脱硝标准，能够实现烟气排放。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种湿法溶金和/或溶银工段烟气的脱硝装置，其特征在于，所述脱硝装置包括：

臭氧氧化脱硝单元(10)，具有烟气入口和氧化后烟气出口；

碱洗单元(20)，具有氧化后烟气入口、烟气排放口和吸收后盐液出口，所述氧化后烟气入口和所述氧化后烟气出口相连。

2.根据权利要求1所述的脱硝装置，其特征在于，所述湿法溶金和/或溶银工段包括酸液配置器(01)，所述酸液配置器(01)具有浓硝酸入口和稀酸液入口。

3.根据权利要求1所述的脱硝装置，其特征在于，所述臭氧氧化脱硝单元(10)包括：

臭氧氧化脱硝反应器(11)，具有臭氧入口和所述烟气入口，所述烟气入口与所述湿法溶金和/或溶银工段的烟气出口相连；

臭氧供应设备(12)，与所述臭氧入口相连。

4.根据权利要求3所述的脱硝装置，其特征在于，所述臭氧氧化脱硝单元(10)还包括第一烟气分析仪(13)，所述烟气入口与第一所述烟气分析仪相连以检测所述烟气中的一氧化氮浓度，所述臭氧供应设备(12)与所述第一烟气分析仪(13)相连并根据所述一氧化氮浓度调整所述臭氧的供应量。

5.根据权利要求1所述的脱硝装置，其特征在于，所述碱洗单元(20)包括：

碱洗塔(21)，具有碱液入口、所述氧化后烟气入口、所述烟气排放口和所述吸收后盐液出口；

碱液供应设备(22)，与所述碱液入口相连。

6.根据权利要求5所述的脱硝装置，其特征在于，所述碱洗单元(20)还包括第二烟气分析仪(23)，所述氧化后烟气入口与所述第二烟气分析仪(23)相连以检测氧化后烟气中的氮氧化物浓度，所述碱液供应设备(22)与所述第二烟气分析仪(23)相连并根据所述氮氧化物浓度调整碱液的供应量。

7.根据权利要求1所述的脱硝装置，其特征在于，所述脱硝装置还包括吸收后盐液浓缩单元(30)，所述吸收后盐液浓缩单元(30)与所述吸收后盐液出口相连。

8.根据权利要求7所述的脱硝装置，其特征在于，所述吸收后盐液浓缩单元包括：

蒸发器(31)，具有稀盐液入口和浓盐液出口，所述稀盐液入口与所述吸收后盐液出口相连；

结晶器(32)，具有浓盐液入口和副产盐类出口，所述浓盐液入口与所述浓盐液出口相连。