CN212492260U - 一种含NOx废气处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含NO_x废气处理系统，其特征在于，包括：吸收塔，用于吸收输入的废气中的NO_x，并输出塔排尾气和稀硝酸，其采用的吸收液部分或全部来自于输入的工艺水；以及变温吸附装置，用于吸附塔排尾气中的NO_x并输出达标的净化气，及采用再生气体使被吸附的NO_x解吸并输出用于返回至吸收塔的解吸气。本实用新型中，能够采用水吸收含NO_x废气，制得较高浓度的副产稀硝酸，稀硝酸浓度可达到50％以上，处理后的气体可达标排放，NO_x排放含量<50mg/Nm³。

Description

一种含NOx废气处理系统

技术领域

本实用新型涉及化式技术领域，尤其涉及一种含NO_x废气处理系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，而不必然地构成在先技术。

NO_x(氮氧化物)不仅刺激人的呼吸系统，损害动植物，破坏臭氧层，而且也是引起温室效应、酸雨和光化学反应的主要物质之一。世界各地对NO_x的排放限制要求都趋于严格，含NO_x废气处理受到各行各业的格外重视。各行各业产生的含高浓度NO_x的尾气或废气中，NO_x的组成各有不同，且通常还含有一些除空气外的其它成分。针对不同组成的含NO_x废气，发明人知晓，碱液吸收法和水吸收法均能够在一定程度上吸收NO_x并将其转化为其他副产品。然而，发明人意识到，碱液吸收法具有流程长、操作复杂等缺点，而且其副产亚硝酸钠为有毒物质；水吸收法具有NO_x吸收能力低、尾气NO_x含量不达标等缺点，而且其副产稀硫酸的浓度也较低，难以在工业上应用。

实用新型内容

本实用新型针对上述存在的问题，提供一种含NO_x废气处理系统，采用水吸收含NO_x废气，并制得较高浓度的副产稀硝酸。

本实用新型公开了一种含NO_x废气处理系统，其特征在于，包括：

吸收塔，用于吸收输入的废气中的NO_x，并输出塔排尾气和稀硝酸，其采用的吸收液部分或全部来自于输入的工艺水；以及

变温吸附装置，用于吸附塔排尾气中的NO_x并输出达标的净化气，及采用再生气体使被吸附的NO_x解吸并输出用于返回至吸收塔的解吸气。

进一步地，所述吸收塔连接有冷凝器，用于预处理所述废气，使其中的水蒸气冷凝，并输出溶解有NO_x的冷凝水。例如，当冷凝水中溶解有NO₂时，冷凝水中含有稀硝酸。

进一步地，所述废气经增压风机增压后输入所述冷凝器。

进一步地，所述吸收液部分来自于所述冷凝水。

进一步地，所述工艺水在所述吸收塔内的喷出位置高于所述冷凝水的喷出位置，所述废气在所述吸收塔内的进气位置高于所述解吸气的进气位置。

进一步地，所述吸收塔连接有循环水冷装置，所述吸收塔内设有若干塔盘，所述循环水冷装置以冷却盘管形式设于塔盘之间。

进一步地，所述吸收塔下方设有与其一体化设置的漂白塔，用于漂白从所述吸收塔排出的稀硝酸。

进一步地，所述再生气体来自于普通压力空气和/或所述净化气。

进一步地，所述净化气的输送管道与所述再生气体的输送管道间设有带有流量阀的连接管道。

进一步地，所述冷凝水和解吸气分别通过循环泵和循环风机输送至所述吸收塔，所述净化气通过排气筒排空。

通过综合采用上述技术方案，本实用新型能够取得如下有益效果：

1、能够替代碱液吸收法处理废气，适用于不同组成的含NO_x废气回收再利用，例如现有中、低压法硝酸装置废气处理，用水吸收NO_x直接副产稀硝酸，稀硝酸浓度可达到50％以上。

2、能够根据废气中不同NO和NO₂比例进行设计满足氧化度要求，提高NO_x的吸收效率，塔排尾气进入变温吸附装置，可回收未被吸收的NO_x气体，使其返回吸收塔继续被吸收以增产稀硝酸，净化后的气体可达标排放，NO_x排放含量<50mg/Nm³。

3、在较宽的NO_x气体浓度范围内，甚至高达高达30％以上，均能够应用本实用新型使含NO_x废气得到有效净化和回收，可处理的含低浓度NO_x的废气可和常规硝酸装置产生的含NO_x气体组成相同或类似。

4、可处理的废气中可含有其它组成，如CO₂或其它惰性气体成分，不受常规处理系统中可能发生的副反应的影响。

5、能够实现稳定连续生产，流程简单，自动化程度高，操作方便。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是一些实施例中含NO_x废气处理系统的示意图。

附图标记说明：

1-增压风机，2-变温吸附装置，3-排气筒，4-冷凝器，5-循环泵，6-循环风机，7-吸收塔，8-漂白塔，9-循环冷装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的附图中，需要理解的是，不具有相互替代性的不同技术特征显示在同一附图，仅是为了便于简化附图说明及减少附图数量，而不是指示或暗示参照所述附图进行描述的实施例包含所述附图中的所有技术特征，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型公开了一种含NO_x废气处理系统，该系统包括吸收塔7和变温吸附装置2。其中，吸收塔7用于吸收输入的废气中的NO_x，并输出塔排尾气和稀硝酸，其采用的吸收液部分或全部来自于输入的工艺水；变温吸附装置2用于吸附塔排尾气中的NO_x并输出达标的净化气，及采用再生气体使被吸附的NO_x解吸并输出用于返回至吸收塔7的解吸气。针对不同组成的含NO_x废气，设置不同的变温吸附装置2为常规现有技术，不再赘述变温吸附装置的具体结构。

该系统通过利用变温吸附装置2内进行的变温吸附能够使含NO_x废气排放达标，并将解吸气返回至吸收塔7能够有效提高吸收塔7内NO_x浓度，进而提高副产稀硝酸的浓度。

当废气中含有水蒸气时，可在废气输入到吸收塔7前通过冷凝的方式予以脱除，这种方式具有多种有益效果，其既可有效脱除废气中的水蒸气，又可降低输入吸收塔7内的热量，而且冷凝水中能够在废气输入吸收塔7前预先溶解部分NO_x。在一些实施例中，吸收塔7连接有冷凝器4，用于预处理废气，使其中的水蒸气冷凝，并输出溶解有NO_x的冷凝水。

冷凝水溶解有部分NO_x，当其与工艺水配合并用于吸收NO_x时，能够有效提高稀硝酸产量，也可减少水资源消耗。在一些实施例中，吸收液部分来自于冷凝水。

在一些实施例中，工艺水在吸收塔7内的喷出位置高于冷凝水的喷出位置，废气在吸收塔7内的进气位置高于解吸气的进气位置。吸收塔7内废气和吸收液流动方向相反，当吸收液的硝酸浓度分布沿废气流动方向逐渐减小时，能够实现更好的吸收效果。

在一些实施例中，吸收塔7内设有循环水冷装置9，用于移除吸收塔7内的热量，提高吸收液的吸收能力。在至少一个实施例中，吸收塔内设有若干塔盘，循环水冷装置9以冷却盘管形式设于塔盘之间。

在一些实施例中，吸收塔7连接有漂白塔8，用于漂白从所述吸收塔7排出的稀硝酸。在至少一个实施例中，漂白塔8设于吸收塔7下方，与吸收塔7为一体化设置。漂白塔8内产生的NO_x向上逸出，并进入吸收塔7继续被吸收，能够实现NO_x的有效利用。

在一些实施例中，再生气体为具有一定压力且NO_x含量不超标的气体。在至少一个实施例中，再生气体来自于空压机输出的普通压力空气。在另外的至少一个实施例中，再生气体来自于上述净化气。在有的实施例中，再生气体是由普通压力空气和上述净化气组成的混合气体，上述净化气的输送管道与再生气体的输送管道间设有带有流量阀的连接管道。

作为该系统中的一些辅助，在一些实施例中，废气经增压风机1增压后输入冷凝器4，冷凝水和解吸气分别通过循环泵5和循环风机6输送至吸收塔7，上述净化气通过排气筒3排空。

在至少一个实施例中，如图1所示，废气经过增压和冷却后送入吸收塔7被吸收，冷却过程产出的冷凝水送入吸收塔7用作吸收液。然后，再通过变温吸附装置2吸附未在吸收塔7内被吸收的NO_x，使其重新返回吸收塔7进行再利用。吸收塔7在一定范围的中低压下操作，得到的副产稀硝酸浓度可以达到50％以上。塔排尾气经变温吸附装置2吸附除去NO_x后，NO_x浓度<50mg/Nm³，可以达标排放，通过排气筒3排空。

现结合附图提供至少一个示例性实施例，附图中提供的示例性实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，仅仅表示本实用新型中提供的示例性实施例而已。

示例性实施例1

本示例性实施例中，含NO_x废气的体积组成如下：

H₂O 0.352

NO₂ 0.350

N₂ 0.121

O₂ 0.131

CO₂ 0.046

以上组成的含NO_x废气，含体积浓度约为35％的NO₂，以及空气(N₂，O₂)和少量CO₂，经过增压机1加压到一定压力再经冷却后送吸收塔7。

在吸收塔7内，用一定量的工艺水并辅以一定量的冷凝水，吸收废气中的NO_x并生成稀硝酸。采用常规循环水冷装置9移除吸收塔内的热量。吸收塔7产出的稀硝酸直接流入吸收塔7下方的漂白塔8，利用少量空气脱去稀硝酸中的NO_x后，得到浓度约为52％副产稀硝酸。吸收塔7可在2～5bar的较低压力下操作，也可提高到更高压力操作。不同压力下处理一定量气体的氧化空间的设计也可不同。

塔排尾气中NO_x浓度仍较高，约1000～3000PPM，送至变温吸附装置2，大部分NO_x被吸附，少量的CO₂也会被吸附，输出的净化已达排放标准，经排气筒3排放至大气。净化气中NO_x<50mg/Nm³，含未被吸附的空气和大部分CO₂。

一定量的再生气体送至变温吸附装置2，被吸附的NO_x解吸出来，解吸气经过循环风机6增压后返回至吸收塔7继续被吸收，以增产稀硝酸。其中，少量的CO₂气体也会解吸出来，在系统中循环。

示例性实施例2

本示例性实施例中，含NO_x废气的体积组成如下：

H₂O 0.146

NO 0.215

NO₂ 0.389

O₂ 0.250

以上组成的含NO_x废气，含体积浓度约为38％的NO₂，21％的NO，以及氧气和水分，经过增压机加压到一定压力(如3.5 BAR)经过冷却后送吸收塔。

在吸收塔7内，用一定量的工艺水并辅以一定量的冷凝水，吸收废气中的NO_x并生成稀硝酸。采用常规循环水冷装置9移除吸收塔7内的热量。吸收塔7产出的稀硝酸直接流入吸收塔7下方的漂白塔8，利用少量空气脱去稀硝酸中的NO_x后，得到浓度约为56％副产稀硝酸。吸收塔7可在2～5bar的较低压力下操作，也可提高到更高压力操作。不同压力下处理一定量气体的氧化空间的设计也可不同。

塔排尾气中NO_x浓度仍较高，约1000～2000PPM，送至变温吸附装置2，大部分NO_x被吸附，少量的CO₂也会被吸附，输出的净化已达排放标准，经排气筒3排放至大气。净化气中NO_x<50mg/Nm³，含未被吸附的空气和大部分CO₂。

一定量的再生气体送至变温吸附装置2，被吸附的NO_x解吸出来，解吸气经过循环风机6增压后返回至吸收塔7继续被吸收，以增产稀硝酸。其中，少量的CO₂气体也会解吸出来，在系统中循环。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。例如，不同组成的废气，操作塔的变压力范围等，均不应视为对本实用新型的限制。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种含NO_x废气处理系统，其特征在于，包括：

吸收塔，用于吸收输入的废气中的NO_x，并输出塔排尾气和稀硝酸，其采用的吸收液部分或全部来自于输入的工艺水；以及

变温吸附装置，用于吸附塔排尾气中的NO_x并输出达标的净化气，及采用再生气体使被吸附的NO_x解吸并输出用于返回至吸收塔的解吸气。

2.根据权利要求1所述的含NO_x废气处理系统，其特征在于：所述吸收塔连接有冷凝器，用于预处理所述废气，使其中的水蒸气冷凝，并输出溶解有NO_x的冷凝水。

3.根据权利要求2所述的含NO_x废气处理系统，其特征在于：所述废气经增压风机增压后输入所述冷凝器。

4.根据权利要求2所述的含NO_x废气处理系统，其特征在于：所述吸收液部分来自于所述冷凝水。

5.根据权利要求4所述的含NO_x废气处理系统，其特征在于：所述工艺水在所述吸收塔内的喷出位置高于所述冷凝水的喷出位置，所述废气在所述吸收塔内的进气位置高于所述解吸气的进气位置。

6.根据权利要求5所述的含NO_x废气处理系统，其特征在于：所述吸收塔连接有循环水冷装置，所述吸收塔内设有若干塔盘，所述循环水冷装置以冷却盘管形式设于塔盘之间。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的含NO_x废气处理系统，其特征在于：所述吸收塔下方设有与其一体化设置的漂白塔，用于漂白从所述吸收塔排出的稀硝酸。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的含NO_x废气处理系统，其特征在于：所述再生气体来自于普通压力空气和/或所述净化气。

9.根据权利要求8所述的含NO_x废气处理系统，其特征在于：所述净化气的输送管道与所述再生气体的输送管道间设有带有流量阀的连接管道。

10.根据权利要求2-6中任一项所述的含NO_x废气处理系统，其特征在于：所述冷凝水和解吸气分别通过循环泵和循环风机输送至所述吸收塔，所述净化气通过排气筒排空。

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