[发明专利]一种用于回收并纯化工业尾气中氧化亚氮的系统

说明书

技术领域

本发明属于化学物质回收设备技术领域，特别是涉及一种用于回收并纯化工业尾气中氧化亚氮的系统。 

背景技术

氧化亚氮又称笑气，为一种无色有甜味的气体氧化剂，沸点为-88.49℃，因为其在高温下能分解成氮气和氧气，因此在一定条件下能够支持燃烧，但在室温下稳定，具有轻微麻醉作用，并能致人发笑，现在主要用于表演。2009年8月份，美国一项最新研究显示，氧化亚氮已经成为人类排放的首要消耗臭氧层物质，其单分子增温潜势是二氧化碳的310倍，已成为《京都议定书》中规定的6种导致温室效应的气体之一。 

氧化亚氮主要来自于人类的生产、生活过程。其中最主要的来源是化学工业中的尾气，例如尼龙、硝酸生产过程，由于从这些生产装置中排出的尾气中含有大量的氧化亚氮，因此如果不能妥善地将其处理，势必会带来严重的环境问题。目前常用的处理方法是将上述这些尾气用活性炭吸附后排放，由于处理手段比较单一且不彻底，因此处理后的尾气中仍含有大量的氧化亚氮，所以无法解决破坏环境问题，而且不能将氧化亚氮加以回收利用，从而造成浪费。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够有效减少环境污染的用于回收并纯化工业尾气中氧化亚氮的系统。 

为了达到上述目的，本发明提供的用于回收并纯化工业尾气中氧化亚氮的系统包括依次设置的气体压缩机、两级洗涤塔、冷凝器、多级干燥塔、储罐、液体压缩机、两级精馏塔、碱液泵和汽化器；其中前一设备的出口与 后一设备的进口通过管路相连；精馏塔的塔顶为冷凝器，塔底为再沸器。 

所述的两级洗涤塔的结构相同，其中前一级为碱洗塔，塔内碱液浓度为10%～40%，碱为氢氧化钠，后一级为水洗塔。 

所述的冷凝器采用防冻液作为冷凝剂。 

所述的干燥塔的级数为三级，干燥剂为硅胶和分子筛。 

所述的两级精馏塔中前一级塔顶冷凝器温度为-30～-60℃，塔底再沸器温度为-20～-45℃；后一级塔顶冷凝器温度为-55～-80℃，塔底再沸器温度为-40～-60℃。 

所述的碱液泵为低温液体泵。 

本发明提供的用于回收并纯化工业尾气中氧化亚氮的系统是利用净化、干燥、精馏等方法连续处理含有氧化亚氮的工业尾气，将其中的氧化亚氮分离出来，并纯化、精制，进而得到纯度高于99.999%的氧化亚氮。由于本系统结构设置合理，因此分离彻底，所以能够大幅度减少因氧化亚氮排放而对环境造成的污染，并且可以将其回收利用，从而避免了浪费；另外，本系统自动化程度高，且能够连续生产，所以处理量大，因此具有广阔的应用前景。 

附图说明

图1为本发明提供的用于回收并纯化工业尾气中氧化亚氮的系统组成示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的用于回收并纯化工业尾气中氧化亚氮的系统进行详细说明。 

如图1所示，本发明提供的用于回收并纯化工业尾气中氧化亚氮的系统包括依次设置的气体压缩机1、两级洗涤塔2、冷凝器3、多级干燥塔4、储罐5、液体压缩机6、两级精馏塔7、碱液泵8和汽化器9；其中前一设备 的出口与后一设备的进口通过管路相连；精馏塔7的塔顶为冷凝器，塔底为再沸器。 

所述的两级洗涤塔2的结构相同，其中前一级为碱洗塔，塔内碱液浓度为10%～40%，碱为氢氧化钠，后一级为水洗塔。 

所述的冷凝器3采用防冻液作为冷凝剂。 

所述的干燥塔4的级数为三级，干燥剂为硅胶和分子筛。 

所述的两级精馏塔7中前一级塔顶冷凝器温度为-30～-60℃，塔底再沸器温度为-20～-45℃；后一级塔顶冷凝器温度为-55～-80℃，塔底再沸器温度为-40～-60℃。 

所述的碱液泵8为低温液体泵。 

现将本发明提供的用于回收并纯化工业尾气中氧化亚氮的系统工作过程阐述如下：首先由气体压缩机1将含有氧化亚氮且存放在储气罐10中的工业尾气压缩至0.4～0.8Mpa的压力，然后通过管路提供给第一级洗涤塔2上位于底部的进口，在第一级洗涤塔2即碱洗塔中，从下向上流动的工业尾气将与塔内的碱液，比如氢氧化钠溶液相接触，从而去除掉尾气中的酸性杂质，然后通过上部出口经管路进入第二级洗涤塔2，在第二级洗涤塔2即水洗塔中，从下向上流动的工业尾气将与塔内的水相接触，从而去除掉残留的碱液。经过上述洗涤的尾气将进入冷凝器3，在冷凝器3中利用防冻液作为冷凝剂采用热交换的方式将尾气冷凝成液态，之后经管路依次进入多级干燥塔4。在干燥塔4中液态尾气在通过硅胶和分子筛时将其中的水分去除。干燥后的液态尾气进入储罐5暂存，之后经过液体压缩机6压缩到2.0～4.0Mpa的压力后进入位于第一级精馏塔4中部的进口，第一级精馏塔4中塔顶冷凝器温度为-30～-60℃，塔底再沸器温度为-20～-45℃，在此装置内将沸点高于氧化亚氮的高沸点杂质从尾气中分离出去，并由塔底的高沸点杂质排出口排出，而分离出高沸点杂质的液态尾气则从塔顶的出口经管路进入第 二级精馏塔4。第二级精馏塔4中塔顶冷凝器温度为-55～-80℃，塔底再沸器温度为-40～-60℃，在此装置内将沸点低于氧化亚氮的低沸点杂质与氧化亚氮分离，并由塔顶的低沸点杂质排出口排出，而分离出低沸点杂质的液态氧化亚氮则从塔底的出口排出，最后由碱液泵8送入汽化器9内气化，并被罐装到钢瓶11中，从而实现了对工业尾气中氧化亚氮的分离、纯化与收集。