[发明专利]一种氮氧化物废气资源化处理装置及方法

说明书

本发明涉及一种氮氧化物废气资源化处理装置及方法，所述装置包括液环压缩机与吸收塔，将氮氧化物废气与氧化剂汇合后，经过液环压缩机加压后的混合气体进入吸收塔，在所述吸收塔上同时开设一级吸收液进口与二级吸收液进口，所述二级吸收液进口介于所述一级吸收液进口与所述进气口之间，位于所述吸收塔底部的排液管设置第一支路与第二支路，经第一支路将塔底吸收液导入吸收塔作为所述二级吸收液，经第二支路将塔底吸收液导入液环压缩机作为液环工作液，全程仅需补充水作为第一吸收液，就能将塔底吸收液的硝酸浓度提高至40～55wt％进行回收利用，不仅能够保证氮氧化物的达标排放，还能实现实现资源化治理。

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种氮氧化物废气资源化处理装置及方法。

背景技术

由于硝酸合成、硝基化合物合成、硝化反应及硝酸氧化反应等涉硝过程中，均会产生有大量的氮氧化物废气(NO_X)，是当今世界各国重点要治理的污染气体之一。氮氧化物废气不但造成酸雨、酸雾，还能破坏臭氧层，给自然环境和人类生产、生活带来严重危害。因此，氮氧化物废气的吸收与资源化是环境治理和各种硝酸工业生产中的重要组成部分，既是实现我国经济可持续发展的需要，也是为了人类自身健康的需要。

目前，对氮氧化物废气的处理方法主要包括催化还原法、溶剂吸收法、固体吸附法和生物处理法。催化还原法包括选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)，催化还原法中使用较多的还原剂是尿素和亚硫酸铵，这些还原剂能在一定温度和催化剂的作用下将NO_X还原为无害的氮气和其他不含氮的组分，多用于含有氮氧化物烟气的处理工艺中。溶剂吸收法包括溶剂直接吸收法，所用溶剂包括水、稀硝酸和碱性溶液(氢氧化钠、碳酸钠、氨水等碱性液体)等。固体吸附法通过吸附剂将NO_X进行吸附固定，从而防止其进入大气中造成污染，常用的吸附剂有分子筛、活性炭、硅胶等。生化处理法的实质是利用微生物的生命活动，将NO_X转化为无害的无机物及微生物的细胞质。

溶剂吸收法具有过程简单、投资较少、原料易得等优点，是化工生产过程中适用广泛的方法，其中，氢氧化钠溶液是最常用的吸收液，可以生成硝酸盐和亚硝酸盐两种副产无机盐进行回收利用。例如CN102078752A公开了一种多级氧化吸收氮氧化物废气制备亚硝酸钠的方法，所述方法将氮氧化物废气经过除水后，与配氧空气按一定比例混合，从第一级吸收塔塔底进入多级串联碱液吸收塔，净化后的气体从尾塔顶部达标排放，亚硝酸钠溶液在第一级吸收塔塔底采出，串联吸收过程中，前一级塔排出的NO_X气体经过除水后，根据在线氮氧化物分析仪测定的NO₂与NO浓度，通过PRC控制，输入配氧空气。吸收过程中每个吸收塔的循环吸收液首先输送到冷却装置降低温度，以控制吸收塔内的温度。所述方法采用常见低成本的塔器设备，获得硝酸钠/亚硝酸钠0.02的亚硝酸钠溶液，减少NO_X排放，达到节能减排和资源化的目的。

然而，一方面，将硝酸盐和亚硝酸盐进一步分离提纯的成本较高且不安全，易造成二次污染，另一方面，硝酸盐和亚硝酸盐的市场售价较低，经济效益较低，企业转而广泛采用将氮氧化物转化为硝酸进行资源化回收利用的处理方法。例如CN205832945U公开了一种回收氮氧化物废气制备稀硝酸的装置，包括空气净化器，空气加压装置，将低价氮氧化物氧化为高价氮氧化物的氧化塔，以水为吸收剂吸收氮氧化物生成稀硝酸的第一吸收塔、以氢氧化钠溶液为吸收剂的第二吸收塔，空气净化器通过管道连接空气加压装置和氧化塔下部，氮氧化物废气通过泵连接氧化塔下部，氧化塔上部通过管道连接第一吸收塔的下部，第一吸收塔的上部通过管道连接第二吸收塔下部，第二吸收塔上部连接排气管。所述装置具有结构紧凑、操作简单、吸收效率高的优点，且氮氧化物废气经处理可以达到国家排放标准，但是，第一吸收塔以水为吸收剂，作为产物的稀硝酸浓度较低，第二吸收塔以氢氧化钠溶液为吸收剂，会产生含有硝酸钠与亚硝酸钠的含盐废水，造成二次污染。