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硝酸工业含氮氧化物工艺尾气处理方案

来源: 作者: 发布时间:2011-12-25  

当前对含NOX废气的处理方法主要有干法和湿法两大类,干法由于不能有效回收氮氧化物资源,多用于汽车尾气处理,而很少用于硝酸工业尾气治理;湿法一般是将尾气中的NO首先氧化成活性更高的NO2,然后通过水、或稀酸、碱溶液吸收NOX。由于氮氧化物的吸收过程,在气相和液相中都存在着数种可逆与不可逆反应,使得处理难度较大,目前国外一般采用中压或高压吸收来实现,但加压处理除了必然要对设备提出更高的要求外,操作费用也会随着压力的提高而直线上升。本技术采用填料塔技术在常压下实现对硝酸酸工业含NOX尾气处理,处理结果完全达到国家环保要求。
  本技术采用多塔串联处理含氮氧化物硝酸工业工艺尾气,其中前部分为水吸收,后部分采用碱吸收。从硝酸工业生产工段出来的工艺尾气,混入一定量的富氧空气后,首先进入水吸收塔,一方面氮氧化物迅速被液相吸收形成稀酸,另一方面吸收过程生成的稀硝酸会对氮氧化物起到氧化作用,提高氮氧化物的氧化度,使其更加利于吸收。从水洗塔出来的尾气依次进入碱吸收塔,此时由于氧化度已经很低,有利于价值较高的亚硝盐生成。当尾气从系统出来后,已经达到了国家排放标准的净化气体经过引风机排空。在整个过程中,可以从水洗塔得到稀硝酸,经混入一定比例的浓硝酸后,可返回生产工段继续使用;从碱吸收塔可以得到硝酸盐和亚硝酸盐母液,去结晶工段经结晶分离最终得到硝酸盐、和亚硝酸盐副产品。既避免了氮氧化物资源的损失,又减少了氮氧化物对大气的污染。

工业塔填料塔内充高效规整填料,型号为250Y波纹板聚丙烯塑料填料。由草酸反应釜出来的氮氧化物,通入足量空气经缓冲罐后,由不锈钢风机塔底引入塔内。塔顶的吸收剂自上而下流动,逐步与气体接触,进行气液反应吸收。在塔底产生的稀硝酸溶液由硝酸循环泵运送到换热器中进行换热,降温后的硝酸溶液重新被打入塔顶,在塔底累计达到设计浓度后再进行出料,这样共经历四个类似过程的吸收塔。在进入第五个塔前,需要用捕沫器将雾沫夹带或是气流中的酸雾捕集下来,将这部分液体返回到酸塔底部。穿过捕沫器的气体再次由底部进入碱吸收塔内,此时塔顶下降的是循环的碱液,经过三个碱吸收后,气体由60米的烟囱排出。
  根据国家最新标准,60米烟囱的氮氧化物的排放浓度为≤240ppm,而本装置的尾气为178ppm,已完全符合国家规定。根据厂方反馈的信息表明在正常操作条件下,不会出现所谓的黄龙现象,而且尾气达标,吸收塔设备运行可靠,此外每小时可以副产硝酸钠0.5吨,亚硝酸钠1.5吨。所有这些指标均显示本技术已可作为一项成熟技术向外推广。该项目所实施的研究开发圆满地完成了各项指标。经过生产运行实践考核,系统性能稳定,特别是大幅度地削减氮氧化物排放量,社会效益和经济效益突出。

立项情况

化学工业如何实施减少废料、防止污染,向洁净化工转化,已成为社会关注的焦点。在水环境、生态环境遭到人类生产活动严重破坏的同时,大气环境也日趋恶化,历史上世界各地曾多次发生大气污染公害事件,对人类的生存环境构成了极大的威胁。在各种硝酸工业中会产生大量的含NOX工艺尾气,NOX的排空即引起了严重的环境污染又造成了NOX资源的浪费。为此,对硝酸工业工艺尾气中的NOX进行回收利用,既是洁净化工生产的要求,又是厂家降低生产成本,提高产品市场竞争力的必然选择。
  草酸作为一种基本的化工原料,在国民生产中具有重要的地位。硝酸氧化法生产草酸是目前最具有市场竞争力,前景最好的一种方法,但该法的生产过程中,会产生大量的含氮氧化物尾气,如不对该部分进行回收利用,在造成环境污染的同时,也大大的提高了草酸生产的成本。
  工业中,控制氮氧化物的排放的方法一般有干法和湿法两种,干法一般是将NOX分解或者用还原性气体对NOX进行选择性或非选择性还原,因此,实质上干法并没有降低N排放量,此为消极的方法,限制了干法不能大规模应用在各种硝酸工业中;湿法既在特定的工艺条件和特定设备下,采用一定的吸收剂来吸收处理NOX是目前工业中最常用的方法。但NOX气体的吸收过程在气相和液相中都存在数种可逆与不可逆反应,同时,加上NOX吸收是放热过程,不利于吸收过程的进行,使其处理难度较大,目前国外多采用高压法来解决此问题。但高压法必然带来较高的能量消耗,和对设备的强度、制造、控制、安全等等提出更高的要求。为此能在常压下实现对含NOX废气处理的技术,则必然会受到各个生产厂家的青睐。

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