TW202110526A - 一種氮氧化物吸收劑漿液及其製備和使用方法 - Google Patents

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Abstract

一種氮氧化物吸收漿液及其製備和使用方法，用於去除氣流中的一氧化氮氣體，屬大氣污染控制和相關環境保護技術領域，其特徵在於所述的吸收劑漿液含有無水氯化鐵、一水氯化鐵、二水氯化鐵和氯化鐵與氯離子的絡合物的一種或任意兩種及以上的化合物，所述的吸收劑漿液在一定溫度下與氣流中的一氧化氮氣體發生化學反應，使氣流中的一氧化氮被漿液吸收而得到去除，從而達到氣體淨化目的，吸收劑經再生後可循環利用。

Description

一種氮氧化物吸收劑漿液及其製備和使用方法
本發明涉及一種氮氧化物吸收劑漿液及其製備和使用方法，用於吸收去除氣流中一氧化氮氣體，屬大氣污染控制和相關環境保護技術領域。
人類活動產生的氮氧化物(NOx)主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），其中燃料燃燒產生的氮氧化物中NO一般占95%以上，濃度一般為數十mg/m3到數千mg/m3。其它如硝酸生產、建材冶金、化工製藥、金屬表面處理和半導體生產等工業過程也會產生和排放含氮氧化物廢氣，有些氣體的排放濃度還要高。NOx對人有致毒作用，大量的氮氧化物排放還是引起大氣光化學霧和酸雨的主要原因之一。
本發明的發明人已公開了採用固體氯化鐵作為脫硝劑，通過氯化鐵與一氧化氮之間的化學吸附反應去除氣流中的氮氧化物的方法(CN105032163)，由於在脫氮反應器中直接投放固體氯化鐵顆粒或粉劑時，吸收劑利用效率低，且易被氣流帶走，導致吸收劑的流失和隨後二次處理困難。本發明針對上述問題，提出了一種氮氧化物吸收劑漿液及其製備和使用方法，以克服所碰到的技術問題。
本發明所採用的技術方案為：一種氮氧化物吸收劑漿液（簡稱吸收劑），用於吸收去除氣流中的一氧化氮氣體，其特徵在於所述吸收劑漿液中水分與氯化鐵的質量比為0.005～0.55，且含有無水氯化鐵、一水氯化鐵、二水氯化鐵、或氯化鐵與鹽酸的絡合物的任意一種或兩種及以上的化合物。其中所述吸收劑漿液中水分含量越小，無水氯化鐵晶體越多，吸收劑對NO的吸收效果越好，優選水分與氯化鐵的質量比約為0.01－0.11，但水分含量少，同溫度下物料的流動性就差，需要較高的製備和工作溫度來保證吸收劑的流動性。當水分與氯化鐵的質量比小於0.005時，在本發明的溫度範圍內得不到所述的吸收劑漿液，大於0.55時，所述的漿液中不含有無水氯化鐵、一水氯化鐵、二水氯化鐵、或氯化鐵與鹽酸的絡合物的任意一種或兩種及以上的化合物，對氮氧化物無吸收效果。
本發明所述的吸收劑的製備方法是把物料無水氯化鐵和水，或無水氯化鐵與一水、二水、六水氯化鐵或其他含結晶水氯化鐵按所述比例和一定步驟加入混合反應器（一般密閉），在一定溫度和氣氛下充分混合反應，最終得到的溶融狀態漿液，即為所述的氮氧化物吸收劑。所得到的吸收劑漿液可以直接作為一氧化氮吸收劑使用，也可冷卻凝固儲存待用（使用時再加熱融化）。
本發明所述的吸收劑，也可以通過對氯化鐵溶液經脫水濃縮後製備得到，脫水可通過加熱或其他化學物理等方法進行，最終得到的所述配比含量的氮氧化物吸收劑漿液。
本發明所述的吸收劑的製備溫度一般為35℃以上，製備溫度越高，製備得到的吸收劑漿液的水分就可少，有效氯化鐵的含量就高，但溫度過高時，氯化鐵可能會發生水解而釋放出氯化氫氣體，不利於吸收劑的製備，因此在較高溫度製備所述吸收劑時，可在氯化氫保護氣氛以及密閉環境中進行，以防止氯化鐵在製備過程中分解。通常製備溫度為200℃以下，但無限制，優選65～130℃。
採用無水氯化鐵和水混合製備所述的吸收劑時可按如下步驟進行：
先按預定比例分別稱取無水氯化鐵粉劑和清水，優選氯化鐵和水質量比為9：1～25：1，一般先把所述清水全部加入密閉混合反應器（下同）中，在空氣或氮氣等惰性氣體或有氯化氫保護氣體存在下（一般製備溫度在60℃以上可採用氯化氫保護氣體，下同），逐步加入無水氯化鐵粉劑，攪拌混合和升溫到預定溫度，待所有固體氯化鐵與水完全混合均勻形成溶融態漿液後，所述的氮氧化物吸收劑的製備完成。
採用無水氯化鐵與六水氯化鐵混合製備所述氮氧化物吸收劑時可按如下步驟：
先按預定比例分別稱取無水氯化鐵粉劑和六水氯化鐵固體，優選無水氯化鐵與六水氯化鐵質量比約為3.5：1～12：1，先把所述六水氯化鐵全部加入混合反應釜中，在空氣或氮氣等惰性氣體或有氯化氫保護氣體存在下，升溫到預定溫度，使固體六水氯化鐵全部得到溶解，然後逐步加入無水氯化鐵粉劑，同時攪拌使物料充分混合，待所有物料完全混合均勻形成溶融漿液後，所述氮氧化物吸收劑的製備完成。採用其他氯化鐵水合物如一水或二水氯化鐵等為物料製備時步驟相同，氯化鐵和各物料質量比按可相應比例換算。
本發明所述的吸收劑漿液製備時，也可用鹽酸溶液代替所述的物料水，以提高漿液中無水氯化鐵的含量和漿液的流動性。這是因為鹽酸溶液中的氯離子具有配位性，在漿液中無水氯化鐵晶體除了以游離態形式存在，還可與鹽酸溶液中的氯離子形成絡合物，從而提高了氯化鐵在漿液中的含量。吸收劑工作時，氯化鐵和氯化氫的絡合物隨著氯化氫從漿液中揮發而分解，從而增加了漿液中無水氯化鐵晶體的含量，提高了漿液對一氧化氮的持續吸收能力。所述吸收劑的製備可以是固體氯化鐵與鹽酸混合配比，也可以是氯化鐵溶液經氯化氫氣體或鹽酸酸化和脫水後制得。
本發明所述的吸收劑漿液中的鹽酸的含量無特殊要求，視實際需要而定，可採用市售30～38％的濃鹽酸作為物料。採用的鹽酸物料濃度越高，在相同溫度下，制得的吸收劑漿液流動性越好，氯化鐵的含量也越多，脫氮效果就好。與採用清水相比，相同水分條件下採用鹽酸溶液得到的吸收劑漿液中氯化鐵含量（含相關絡合物）可至少提高1倍以上，並與鹽酸的濃度成正比，吸收劑漿液中氯化鐵與水分的質量比也可達0.99以上。同樣，製備溫度越高，制得的吸收劑中氯化鐵的含量也越高。同時，吸收劑漿液的工作溫度（吸收劑與氮氧化物的反應溫度）也得到了提高，有利於在較高溫度下脫除氣流中的一氧化氮氣體。與溫度相比，鹽酸濃度對提高氯化鐵在吸收劑漿液中含量的影響更大一些。
採用鹽酸溶液代替清水製備吸收劑的方法大致相同，採用無水氯化鐵和鹽酸溶液混合製備所述的氮氧化物吸收劑時可按如下步驟進行：先按預定比例分別稱取氯化鐵粉劑和預定濃度的鹽酸溶液，氯化鐵與鹽酸溶液（以30％鹽酸為例，下同）的質量比一般為3以上，具體可根據鹽酸濃度，參考吸收劑中水的含量選擇氯化鐵的劑量。隨著鹽酸濃度的提高，氯化鐵的配比量增加，優選氯化鐵與鹽酸溶液的質量比為10～100，具體可根據鹽酸濃度確定。具體製備過程可把所述鹽酸溶液加入密閉混合反應器中，在空氣或氮氣等惰性氣體或有氯化氫保護氣體存在下，逐步加入無水氯化鐵粉劑，混合攪拌和升溫到預定溫度，待所有固體氯化鐵與鹽酸溶液完全混合均勻後形成溶融態漿液後，所述氮氧化物吸收劑的製備完成。
採用含氯化鐵水合物（以六水氯化鐵為例）與鹽酸溶液製備所述的氮氧化物吸收劑時可按如下步驟：先按一定比例分別稱取六水氯化鐵固體和預定濃度的鹽酸溶液，然後把所述鹽酸溶液加入密閉混合反應器中，然後把六水氯化鐵溶於鹽酸溶液中，在有氯化氫保護氣體存在下（可向溶液中通入氯化氫氣體或相關混合氣體）進行加熱脫水，待物料中各組分含量達到預定所需配比後，所述氮氧化物吸收劑的製備完成。一般加熱脫水溫度為65℃以上，加熱溫度高脫水快，優選110～200℃，但無限制。
本發明所述的氮氧化物吸收劑漿液製備時，也可以用具有鹽效應或氯離子配位性的鹽溶液溶液代替所述的清水物料，以提高漿液中無水氯化鐵的含量。所述的鹽溶液主要為鹼金屬、鹼土金屬或過渡金屬的鹽酸和硫酸鹽及其酸式鹽，包括氯化鈉、氯化鉀、氯化鋰、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋅、氯化錳、氯化鈷、氯化銅、氯化鎳、氯化鋁等鹽酸鹽和所述金屬相應的硫酸鹽，所述鹽的效果大體相當。另外，所述鹽溶液大多為高沸點鹽，能在一定程度上提高吸收劑漿液的工作溫度，吸收劑的工作溫度可提高約10℃左右。採用鹽溶液的製備所述吸收劑漿液時，所述鹽溶液的濃度無特殊要求，視實際需要採用，最大濃度通常為相應工作溫度下的飽和濃度，其他製備過程與採用鹽酸的製備方法大體相同。所述的鹽酸和鹽溶液也可一併使用，效果比單一更好。
本發明製備得到的氮氧化物吸收劑漿液的使用方法，是把所述吸收劑漿液導入氮氧化物吸收反應器，氣流中的一氧化氮氣體在反應器內與所述吸收劑漿液中的氯化鐵發生化學反應而被吸收，從而達到氣體淨化目的。採用清水與氯化鐵混合製備的吸收劑，吸收氮氧化物的工作溫度一般為35℃～110℃，優選65℃～100℃。採用鹽酸或鹽溶液替代清水製備得到的吸收劑的工作溫度一般為35℃～130℃，優選70℃～115℃。漿液中的鹽酸或鹽濃度高，氯化鐵含量高，工作溫度就可以高些。所述的工作溫度大致與被處理的氣流溫度相當。在工作溫度較高時將有部分氯化氫氣體逸出，可採用後續水或堿液吸收處理。
本發明所述的氮氧化物吸收劑漿液，吸收一氧化氮起主要作用的為吸收劑中存在的無水氯化鐵晶體，一水、二水氯化鐵晶體以及相關氯化鐵鹽酸絡合物等也有一定的吸收效果，反應產物為一氧化氮與氯化鐵相關的絡合物或鹽類。可能的反應有：
FeCl3 + mNO + nH2O → Fe(H2O)n(NO)mCl3                               （1）
FeCl3 + H2O + mNO → Fe(NO)m (OH) Cl2 + HCl                          （2）
Fe(H2O)nCl3 + mNO +  → Fe(H2O)n(NO)mCl3                             （3）
其中， m + n ≤ 6（一般≤3，具體取決於反應條件）。
所述吸收劑漿液的投加量與被吸收的一氧化氮的質量比，主要取決於吸收劑漿液中的無水氯化鐵的含量，反應理論摩爾比約為0.5～1（鐵氮比），具體可根據吸收劑漿液的含水率、反應溫度、以及實際去除率要求和再生週期等因素確定，無特殊要求，一般可取10～1000。
採用本發明所述吸收劑的氮氧化物吸收反應器可採用化工單元操作通用的回轉式、噴淋式、鼓泡式和移動床式等氣－液（固）接觸反應器，可採用順流、逆流和錯流等多種形式，效果大體相當，具體設計參數可參看相關化工設備設計手冊。
一種用於氮氧化物吸收的回轉式反應器包括臥式放置的反應器筒體，反應器筒體的一端為氣體進口，另一端為氣體出口，所述反應器筒體上部設置有物料加入口，下部設置有物料排出口，反應器筒體由傳動系統帶動回轉。 其處理工藝流程是把一定溫度的氮氧化物吸收劑漿液通過所述物料加入口加入反應器筒體內，把需處理的含一氧化氮的氣流由氣體進口導入反應器，同時通過傳動系統帶動反應器筒體回轉，使反應器內的吸收劑漿液沿反應器筒體內壁面流動，並與氣體充分接觸，氣流中的一氧化氮被吸收劑漿液吸收，淨化後的氣流從反應器另一端的氣體出口排出，吸收飽和後的溶融態產物可由物料排出口排出。
一種用於氮氧化物吸收的逆流噴淋吸收塔，包括吸收塔塔體，塔體的下端為氣體進口，上端為氣體出口，吸收塔上部設置有吸收劑漿液物料入口和漿液噴淋器，下部設置有物料循環槽，物料循環槽通過吸收劑漿液循環泵和連接管路與吸收塔物料入口連通，吸收飽和後的漿液可經旁通口送再生處理單元處理後循環利用。
本發明所述的吸收劑漿液與一氧化氮反應後在工作溫度下仍是漿液狀態，冷卻到常溫後一般是固體，應密封保存，與空氣接觸易潮解並釋放出被吸收的一氧化氮氣體。對產物可通過加熱和/或加濕脫除被吸收的一氧化氮氣體，加熱溫度在一般為65℃以上，優選110℃－180℃，負壓或真空下加熱溫度可低一些，解吸也快些。產物加熱過程中也會有水分和氯化氫氣體產生，可回收一氧化氮氣體或進一步製備硝酸等副產品。脫除一氧化氮後的吸收劑可經過脫水和氯化（氯化氫或鹽酸酸化，下同）後再生，再生過程與上述吸收劑漿液的製備過程大致相同。所述吸收劑的再生也可把所述產物在濕空氣或水汽中潮解或溶解于清水或鹽酸等溶劑後放出被吸收的一氧化氮氣體後，再進行脫水和氯化過程再生。所述的脫水和氯化可在氯化氫氣流保護下加熱產物進行，與製備過程大致相同，加熱溫度一般為65℃以上，優選110～200℃，但無限制，具體視需要設定。加熱過程也可根據鐵鹽的濃度變化採用分段加熱的方法，濃度高，加熱溫度就高些。此外，吸收劑漿液也可通過加入氯化亞碸等脫水劑進行脫水和氯化再生。採用氯化亞碸作為脫水劑時，有氯化氫氣體產生，可同時起到氯化的效果，其反應式為:
SOCl2 + H2O → 2HCl + SO2                                             （4）
所述產物脫除一氧化氮氣體和吸收劑的再生也可同時進行，與前述吸收劑的製備過程類似，即在有氯化氫氣體保護下對吸收劑進行加熱脫吸，或加入氯化亞碸等脫水劑，在脫除被吸收的一氧化氮和水分的同時氯化，以防止鐵鹽的分解。
與現有技術相比，本發明的優點在於：採用吸收劑漿液替代固體氯化鐵顆粒吸收去除氣流中的一氧化氮氣體，漿液中具有與一氧化氮發生化學反應能力的氯化鐵可以極微小晶體形式存在，克服了氣－固反應效率低、吸附劑利用率低等缺點。採用鹽酸或鹽溶液與氯化鐵混合製備得到的吸收劑漿液後，進一步提高了氯化鐵在漿液中的含量和工作溫度和對一氧化氮的持續吸收能力，吸收劑經再生後循環利用。
以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細描述。
實施例 1 ： 一種所述氮氧化物吸收劑漿液的製備方法：按預定質量比分別稱取無水氯化鐵粉劑（工業級，淨含量≥97％，下同）、清水或六水氯化鐵等含結晶水物料，然後把所述清水或六水氯化鐵等物料加入密閉混合反應器，並升溫到預定溫度（使六水氯化鐵等溶化），在空氣或氮氣或在有氯化氫保護氣體（約10～30％，體積，下同）存在下，逐步加入無水氯化鐵粉劑，攪拌混合，待所有物料混合均勻形成溶融態漿液後，所述吸收劑的製備完成。具體物料配比和操作參數見下表1。
表1氮氧化物吸收劑製備物料配比和操作參數
吸收劑序號 物料質量比 製備溫度（℃） 保護氣體
1 FeCl3 :H2 O＝25:1 100~110 氯化氫
2 FeCl3 :H2 O＝9:1 35~45 空氣
3 FeCl3 :FeCl3 •6H2 O＝12:1 90~100 氮氣
4 FeCl3 :FeCl3 •6H2 O＝8:1 70~80 氮氣
5 FeCl3 :FeCl3 •6H2 O＝3.5:1 45~55 氮氣
6 FeCl3 :FeCl3 •H2 O＝1.5:1 85~95 氯化氫
7 FeCl3 :FeCl3 •2H2 O＝1:1 60~70 氮氣
實施例 2 ： 採用圖1所示反應器。反應器主要包括臥式放置的反應器筒體2，反應器筒體2的一端為氣體進口1，另一端為氣體出口4，所述反應器筒體上部設置有物料加入口3，下部設置有物料排出口5，反應器筒體2由傳動系統帶動回轉。
反應器筒體直徑為Φ300mm，長約為1500mm，兩端為圓錐體，進出氣口直徑為150mm，材料為哈氏合金。被處理氣體流量約120m3 /h，反應器內氣流溫度約為35～110℃之間，氣體在反應器內停留時間約為3s，筒體回轉速度約為45～60轉/min。氣體進口氣流中NO濃度約為500ppm，二氧化硫濃度約為300ppm，氧氣為約8％（體積，下同），水分含量約為10％，二氧化碳含量約為10％，其餘為氮氣。吸收劑加入量約30kg。
其處理工藝流程是把一定溫度的氮氧化物吸收劑漿液通過物料加入口3加入反應器筒體內，把需處理的含一氧化氮的氣流由氣體進口1導入反應器，同時通過傳動系統帶動反應器筒體2回轉，使加入反應器內的吸收劑物料沿反應器筒體內壁面回轉流動，使其與氣體充分接觸，氣流中的一氧化氮與吸收劑漿液發生化學反應而被吸收，淨化後的氣流從反應器另一端的氣體出口4排出，吸收飽和後的產物可定期由物料排出口5排出。持續一個小時氮氧化物的最大平均去除率見下表2所示。
表2 不同吸收劑對一氧化氮的去除效果
表1中吸收劑序號 氣流溫度（℃） NO平均去除率（％）
1 105~110 45
1 95~100 60
1 85~90 70
2 40~45 20
3 100~105 55
3 90~95 65
3 80~85 70
4 65~70 65
5 35~40 20
6 70~75 50
7 50~55 15
實施例 3 ： 採用圖2所示氮氧化物噴淋吸收塔反應器。反應器主要包括吸收塔塔體13，塔體上部設置有氣體出口4，吸收塔漿液進口11和漿液噴淋器12，側下部設置有氣體進口1，塔體下部為漿液循環槽8，漿液循環槽下部設置有物料排出口5，上部設置有吸收劑漿液物料加入口3，下部通過連接管7與吸收劑漿液泵6連通，漿液泵通過漿液輸送管10與吸收塔漿液進口11連通，漿液輸送管10上還設置有旁通口9用於吸收劑漿液的回收和再生。
所述吸收塔為空塔，材質為哈氏合金，塔徑為Φ300mm，塔總高度約3500mm，有效噴淋高度約2000mm，逆流吸收，管路全系統保溫。
其處理工藝流程是把一定溫度（與被處理氣流溫度大體相當）的氮氧化物吸收劑漿液通過漿液泵輸送到吸收塔上部，經漿液噴淋器由上而下噴淋，把需處理的含一氧化氮的氣流由吸收塔體下部氣體進口導入吸收塔，自下而上使其在塔內與漿液液滴充分接觸，氣流中的一氧化氮與吸收劑漿液中的氯化鐵發生化學反應而被吸收，淨化後的氣流從吸收塔上部排出。吸收劑漿液循環，吸收飽和後的漿液可通過旁通口送去再生。
實驗條件為：被處理氣體流量約150m3 /h，氣體組成同實施例2，吸收塔內氣流溫度約為80—90℃之間變化，漿液溫度與氣流溫度大體一致，氣體在反應器內停留時間約為2s。採用吸收劑序號為3的吸收劑，吸收劑加入量約50kg，漿液泵循環量約350kg/h，持續一個小時的氮氧化物最大平均去除率約為75％。
實施例 4 ： 一種所述氮氧化物吸收劑的製備方法：採用無水氯化鐵粉劑與不同濃度的鹽酸溶液混合，製備過程是先向密閉混合反應器中加入鹽酸溶液，然後逐步加入氯化鐵粉劑，攪拌混合，反應器溫度分別設為室溫至120℃不等，當溫度大於60℃時可向反應器內通入氮氣和氯化氫混合保護氣體（氯化氫約10～30%），待氯化鐵與鹽酸溶液充分混合形成漿液後，所述吸收劑的製備完成。具體物料配比和操作參數見下表3。
表3氮氧化物吸收劑製備物料配比和操作參數
吸收劑序號 鹽酸濃度（％） 氯化鐵與鹽酸的質量比 製備溫度（℃） 保護氣體
8 0 15 70~75 氮氣
9 5 20 75~80 氯化氫
10 10 35 80~85 氯化氫
11 20 45 90~95 氯化氫
12 30 70 100~105 氯化氫
13 34 80 85~90 氯化氫
14 36 50 35~40 氮氣
15 36 100 115~120 氯化氫
實施例 5 ： 採用圖2所示的反應器。吸收塔內氣流溫度約為65～120℃不等，其他條件同實施例3。持續一個小時氮氧化物的平均去除率見下表4所示。
表4不同吸收劑對一氧化氮的去除效果
表3中吸收劑序號 氣流溫度（℃） NO平均去除率（％）
8 70~75 50
8 80~85 35
9 75~80 60
10 100~105 65
11 90~95 70
11 115~120 40
11 120~125 25
12 90~95 75
13 95~100 80
14 80~85 75
14 100~105 65
15 125~130 20
實施例 6 ： 一種所述氮氧化物吸收劑的製備方法：按質量比分別稱取固體六水氯化鐵30份，36～38％鹽酸溶液1份，製備過程是先向密閉混合反應器中加入鹽酸溶液，然後把所述六水氯化鐵加入混合反應器中，攪拌混合並升溫到約50～60℃，使固體六水氯化鐵全部溶解，然後向反應器內液面下通入氮氣和氯化氫混合氣體（氯化氫約30～50%，下同），再升溫到約150～180℃進行脫水，當液相中水分為約4～5％時，所述氮氧化物吸收劑的製備完成。
實施例 7 ： 一種所述氮氧化物吸收劑的製備方法：採用無水氯化鐵與不同濃度鹽溶液混合製備，製備過程是先向密閉混合反應器中加入預定質量的清水和固體鹽，反應器溫度分別設為室溫至130℃不等，攪拌混合使鹽完全溶解後，然後逐步加入預定質量的氯化鐵，製備方式與前述實施例相同，待氯化鐵與鹽溶液充分混合形成漿液後，所述吸收劑的製備完成。具體物料配比和操作參數見下表5。
表5氮氧化物吸收劑製備物料配比和操作參數
吸收劑序號 鹽溶液 氯化鐵與鹽溶液質量比 製備溫度（℃） 保護氣體
16 5%NaCl 30 65~70 氮氣
17 25％NaCl 40 80~85 氯化氫
18 30%KCl 45 90~95 氯化氫
19 40%CaCl2 40 120~130 氯化氫
20 15%MgCl2 35 95~100 氯化氫
21 30%MgCl2 40 110~115 氯化氫
22 35%MnCl2 40 115~120 氯化氫
23 15%Na2 SO4 35 60~65 氮氣
24 35%ZnSO4 40 100~105 氯化氫
25 35%CuSO4 40 95~100 氯化氫
26 15%NaCl+10%HCl 40 95~100 氯化氫
27 15% Na2 SO4 +10％HCl 40 95~100 氯化氫
28 30% AlCl3 +20％HCl 50 90~95 氯化氫
29 60% ZnCl2 +20％HCl 45 95~100 氯化氫
實施例 8 ： 採用圖2所示的氮氧化物噴淋吸收塔反應器。吸收塔內氣流溫度約為65～130℃不等，其他條件同實施例3。持續一個小時氮氧化物的平均去除率見下表6所示。
表6不同吸收劑對一氧化氮的去除效果
表5中吸收劑序號 氣流溫度（℃） NO平均去除率（％）
16 70~75 55
17 80~85 75
18 75~80 85
19 100~105 65
20 90~95 70
21 115~120 45
22 120~125 40
23 65~70 60
24 100~105 65
25 125~130 25
26 85~90 80
27 70~75 65
28 90~95 70
29 100~105 75
實施例 9 ： 一種所述吸收劑的再生方法：把實施例2採用的序號為4的反應後的吸收劑漿液加入再生反應器（與混合反應器相同，下同），抽去空氣後加入濃度約20％的鹽酸溶液，加入量約為吸收劑體積的0.1～0.3，攪拌混合，並升溫到約90～110℃後保持一段時間，然後抽出釋放的一氧化氮氣體回收利用，待一氧化氮釋放完畢後，再向反應器內液面下通入氮氣和氯化氫的混合氣體，再升溫到約120～150℃進行脫水，當液相中的水分降到約5～7％時，所述氮氧化物吸收劑的再生完成。
實施例 10 ： 一種所述吸收劑的再生方法：把實施例5採用的序號為10的反應後的吸收劑漿液加入再生反應器，抽去空氣後，升溫到約150～160℃，待一氧化氮釋放完畢後，抽出一氧化氮氣體回收利用，然後再向反應器內液面下通入氮氣和氯化氫的混合氣體進行脫水和氯化，當液相中水分為約3～5％時，降溫到100～110℃，繼續氯化一段時間，所述氮氧化物吸收劑的再生完成。
實施例 11 ： 一種所述吸收劑的再生方法：把實施例8採用的序號為17的反應後的吸收劑加入再生反應器，抽去空氣後加入濃度約20％的鹽酸溶液，加入量約為吸收劑體積的0.1～0.3，攪拌混合，並升溫到約100～110℃，抽出一氧化氮氣體回收利用，待一氧化氮釋放完畢後，再向反應器內液面下通入氮氣和氯化氫的混合氣體，再升溫到約160～180℃進一步脫水，當液相中水分約為3～5％時，所述氮氧化物吸收劑的再生完成。
實施例 12 ： 一種所述吸收劑的再生方法：把實施例5採用的序號為11的反應後的吸收劑漿液加入再生反應器，抽去空氣後，保持溫度為95～100℃，然後向反應器內緩慢滴加氯化亞碸液體進行脫水和氯化，攪拌使反應器內漿液與氯化亞碸液體充分混合接觸，反應過程揮發出來的氯化亞碸氣體通過冷凝回流器回流到反應器內，反應過程產生的水汽、氮氧化物、氯化氫和二氧化硫氣體通過冷凝回流器的不凝氣體排出口排出後另行處理。氯化亞碸總投加量約為所去除水分的6-10倍,當吸收劑漿液中水分降到約2～3％時，所述氮氧化物吸收劑的再生完成。
應該說明的是，以上實施例僅用於說明本發明的技術方案，凡在本發明的精神和原則之內，對各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中的部分技術特徵進行任何等同替換、修改、變化和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
1:氣體進口 2:回轉式反應器 3:物料加入口 4:氣體出口 5:物料排出口 6:漿液泵 7:連接管 8:漿液循環槽 9:旁通口 10:漿液輸送管 11:吸收塔漿液進口 12:噴淋器 13:吸收塔塔體
圖1為一種回轉式氮氧化物吸收反應器的結構示意圖；
圖2為一種氮氧化物噴淋吸收塔反應器的結構示意圖。
1:氣體進口
2:回轉式反應器
3:物料加入口
4:氣體出口
5:物料排出口

Claims (10)

  1. 一種氮氧化物吸收劑漿液，用於去除氣流中的一氧化氮氣體，該吸收劑漿液中水分與氯化鐵的質量比為0.005～0.55，其中含有無水氯化鐵、一水氯化鐵、二水氯化鐵或氯化鐵與氯離子的絡合物的一種或任意兩種及以上的化合物。
  2. 根據請求項1所述的吸收劑漿液的製備方法，其為把無水氯化鐵和水，或無水氯化鐵和鹽酸，或無水氯化鐵和一水氯化鐵，或無水氯化鐵和二水氯化鐵，或無水氯化鐵和六水氯化鐵，或無水氯化鐵和一水氯化鐵和鹽酸，或無水氯化鐵和二水氯化鐵和鹽酸，或無水氯化鐵和六水氯化鐵和鹽酸按所述質量比，在一定溫度和氣氛下混合反應後制得。
  3. 根據請求項2所述的吸收劑漿液的製備方法，其中該吸收劑漿液的製備溫度範圍為35℃以上，該氣氛為惰性氣體或有氯化氫保護氣體存在。
  4. 根據請求項1所述的吸收劑漿液的製備方法，其為在於把氯化鐵溶液，或氯化鐵與鹽酸的混合溶液，在65℃以上和有惰性氣體或有氯化氫保護氣體存在下經過脫水後制得。
  5. 根據請求項2所述的吸收劑漿液的製備方法，其中該物料水可以鹽溶液或鹽與鹽酸混合溶液替代，該鹽可為鹼金屬、鹼土金屬或過渡金屬的鹽酸和硫酸鹽及其酸式鹽，包括氯化鈉、氯化鉀、氯化鋰、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋅、氯化錳、氯化鈷、氯化銅、氯化鎳、氯化鋁和所述金屬相應的硫酸鹽。
  6. 根據請求項1所述的吸收劑漿液的使用方法，其中該吸收劑漿液導入氮氧化物吸收反應器，氣流中的一氧化氮在一定溫度下與所述吸收劑漿液發生反應而被吸收。
  7. 根據請求項6所述的吸收劑漿液的使用方法，其中該氮氧化物吸收反應器可採用化工單元操作通用的回轉式、噴淋式、鼓泡式或移動床式氣－液接觸反應器，可採用順流、逆流或錯流形式；
  8. 根據請求項7所述的吸收劑漿液的使用方法，其為採用水與氯化鐵混合製備的漿液，該吸收劑漿液吸收去除一氧化氮氣體的反應溫度為35℃～110℃，採用鹽酸或/和鹽溶液替代水製備的吸收劑漿液的反應溫度為35℃～130℃。
  9. 根據請求項1所述的吸收劑漿液的再生方法，其中該吸收飽和後的吸收劑可通過加熱或潮解或溶解于水或鹽酸溶液後釋放出被吸收的一氧化氮氣體後，再進行脫水和氯化後再生，該吸收劑脫吸和脫水氯化可同時進行，所述加熱溫度為65℃以上。
  10. 根據請求項9所述的吸收劑漿液的再生方法，其中該脫水和氯化是在有氯化氫氣體存在下進行，脫水溫度在為65℃以上；該脫水和氯化可採用滴加氯化亞碸溶液的方式進行。
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