《多级氧化吸收氮氧化物废气制备亚硝酸钠的方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多级氧化吸收氮氧化物废气制备亚硝酸钠的方法.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN102078752A43申请公布日20110601CN102078752ACN102078752A21申请号201010606805222申请日20101227B01D53/56200601B01D53/75200601B01D53/76200601B01D53/7820060171申请人南京大学地址210093江苏省南京市汉口路22号72发明人耿皎张锋彭璟马少玲张志炳74专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人黄嘉栋54发明名称多级氧化吸收氮氧化物废气制备亚硝酸钠的方法57摘要一种工业过程低氧化度氮氧化物废气制备亚硝酸钠的方法，它是将氮氧化物废气经过除水后，与配氧空气。
2、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，吸收液温度为50以下，塔内压强为00308MPA，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NOX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。本发明采用常见低成本的塔器设备，获得硝酸钠/亚硝酸钠04，则先采用水吸收除去部分NO2。权利要求书CN102078752ACN102078755A1/4页4多级氧化吸收氮氧化物废气制备亚硝酸钠的方法技术领域0001。
3、本发明涉及氮氧化物废气的治理和资源化利用，具体地说，是多级氧化吸收氮氧化物废气制备亚硝酸钠的方法。背景技术0002氮氧化物（主要指NO和NO2，通称NOX）废气不但会造成酸雨、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。大气中的氮氧化物主要来自硝酸工业的生产废气、燃油锅炉的燃料燃烧废气和机动车尾气等。因此，对减少氮氧化物排放、加强氮氧化物污染的治理，已成为环境保护工作中的一项非常紧迫的任务。0003氮氧化物脱除过程的技术主流大致可分为四类即催化还原法、溶剂吸收法、固体吸附法和生物处理技术。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。
4、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NOX还原为无害的氮气和其他不含氮的组分。溶剂吸收技术按照酸气与溶剂结合方式的不同，分为直接吸收法、氧化吸收法、氧化还原吸收法、液相吸收还原法和络合吸收法等。其中直接吸收法按所使用主要溶剂的不同，可分为水吸收、硝酸吸收、碱性溶液（氢氧化钠、碳酸钠、氨水等碱性液体）吸收和浓硫酸吸收等几小类。传统的溶剂吸收脱硝技术工艺过程简单，投资较少，因此在企业中广泛应用。固体吸附法采用吸附剂吸附氮氧化物的方法防其污染，目前常用的吸附剂有分子筛、活性炭、硅胶等。生化法处理氮氧化物废气技术只是近10年才逐步发展起来的，生物法处理的实质是利用微。
5、生物的生命活动将NOX转化为无害的无机物及微生物的细胞质蒋然,黄少斌,范利荣,在有氧条件下用生物过滤系统去除NOX环境科学学报,20070914691475。此外，国外还开发了等离子法烟气脱硝技术，如电子束照射法、脉冲电流晕放电法等，这些方法较为先进，但是存在技术复杂、成本高的问题魏恩宗,林赫,高翔,煤锅炉烟气氮氧化物污染等离子体治理技术环境污染治理技术与设备,2003415862。用水或稀硝酸吸收氮氧化物是国内常用的氮氧化物治理方法，这种方法能同时得到硝酸等化工原料，这种方法一般要求氮氧化物废气具有较高的浓度和氧化度。专利（ZL100396360C）提出一种工业过程氮氧化物废气治理及资源化方。
6、法，既保证了NOX的环保排放，又能有效回收肺气肿的NOX，产生的硝酸可供工业循环使用。用碱液吸收处理技术也是氮氧化物处理中常用的环保工艺，这种方法具有吸收速度快，废气净化率高的优点，其不仅能够实现NOX废气的达标排放，还能将废气中的绝大部分的NOX转化为硝酸盐和亚硝酸盐供企业循环利用。0004碱液吸收氮氧化物与水吸收氮氧化物的机理相同，反应异常复杂，在吸收过程中包含多个可逆和不可逆的化学反应以及学术界存在争议的氮氧化物中间产物，由于各个反应相互影响关联，很难弄清楚其中的每个步骤环节，因此在研究过程通常将之简化为两步第一步为气相氧化反应向含有氮氧化物的废气中补充空气，使NO氧化成为能被水吸收的N。
7、O22NOO22NO2（1）；第二步为液相吸收反应，NO2和NO在液相中与碱反应可生成硝酸钠和亚硝酸钠3NO22NAOH2NANO3NOH2O（2）；NO2NO2NAOH2NANO2H2O（3），生成的NO再说明书CN102078752ACN102078755A2/4页5与O2重新反应生成NO2，从而循环反应吸收制备硝酸盐和亚硝酸盐。碳酸钠与氮氧化物气体的反应与此类似，只是在反应过程中有二氧化碳放出。一般地，NO2能与水或碱液发生快速的不可逆反应（2），因此简单的碱液吸收氮氧化物最终获得硝酸盐和亚硝酸盐的混合物。传统提高亚硝酸盐比例的方法为采用较低的NOX氧化度和较大的喷淋量（姜燕,浅谈提高碱。
8、液吸收NOX所得中和液NANO2与NANO3比例的途径,氮肥情报,199421113）。单独的NO不与水或碱液反应，而当NO2/NO为1时，反应（3）能很快发生。由于目前亚硝酸钠的价格远高于硝酸钠，因此，碱液吸收氮氧化物最好能够在吸收液中获得较高的NANO2/NANO3，然后浓缩，利用NANO2的溶解度小的特点，结晶过滤除去硝酸钠。国内有报道采用硝酸尾气制取亚钠工艺，采用了较高的吸收温度，NOX的吸收效率不高。由于浓缩结晶工序所要较多的设备投资，因此企业一般倾向于获得硝酸钠含量较低的亚硝酸钠溶液。由于NOX吸收过程中，NO2在液相中与碱反应放出NO并发出大量的热，吸收过程中有部分水进入气相，这。
9、部分水极易与NO2反应，形成硝酸，在吸收过程中增大了硝酸盐含量，因此为控制硝酸盐的含量，必须保证两方面气相中NO2/NO的比例；严格控制气相中的水分。发明内容0005本发明的技术方案如下一种工业过程低氧化度氮氧化物（NOX）废气制备亚硝酸钠的方法，流程如图1所示，它是一种多级串联碱液吸收塔组合的氧化吸收制备亚硝酸钠的方法，它包括如下步骤步骤1将低氧化度氮氧化物废气经过除水装置除水后，以保持氮氧化物废气中的水和硝酸的含量在1以下，然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，输入配氧空气以控制氮氧化物的氧化度，以保证NO2/NO的比例在041之间，优选的NO2/NO的比例小于。
10、08；步骤2将配氧后的低氧化度氮氧化物废气从第一级吸收塔的底部通入第一级吸收塔，从第一级吸收塔的顶部喷淋吸收碱液，吸收碱液可以是NAOH或NA2CO3溶液，吸收塔内吸收液温度保持在50以下，以控制气相中水分的量，吸收液温度可以通过吸收液在塔外循环冷却或在塔内安装冷却换热装置，带出塔内吸收反应放出的热量，以控制吸收塔内的温度，塔内压强在00308MPA之间，最佳吸收压强为0208MPA；步骤3经过第一级吸收从第一级吸收塔顶部排出的低氧化度氮氧化物废气再次经过除水装置除水后，根据在线氮氧化物分析仪测定的NO2与NO浓度，通过PRC控制，输入含氧量大于40的配氧空气以控制氮氧化物的氧化度，以保证NO。
11、2/NO的比例在021之间；步骤4将步骤3输入配氧空气的混合气从第二级吸收塔的底部通入第二级吸收塔，从第二级吸收塔的顶部喷淋吸收碱液，吸收碱液可以是NAOH或NA2CO3水溶液，吸收塔内吸收液温度保持在50以下，以控制气相中水分的量，吸收液温度可以通过吸收液在塔外循环冷却或在塔内安装冷却换热装置，带出塔内吸收反应放出的热量，以控制吸收塔内的温度，塔内压强在00308MPA之间，最佳吸收压强为0208MPA；如此重复步骤3和步骤4，往下一级吸收塔继续进行吸收，直至从第N级吸收塔顶部排出的低氧化度氮氧化物废气中的氮氧化物的浓度至达标排放。0006上述的方法，步骤2所述的氮氧化物废气吸收塔可以是填料。
12、塔或泡罩塔，优选的是填料塔。说明书CN102078752ACN102078755A3/4页60007上述的方法，步骤2所述的吸收碱液可以是质量百分浓度为530的NAOH或NA2CO3溶液。0008上述的方法，步骤2所述的吸收塔顶部喷淋吸收碱液的喷淋密度为220。0009上述的方法，所述的下一级吸收塔塔底排出的吸收碱液可以作为上一级吸收塔的吸收碱液，如此，第一级吸收塔塔底产出的是含有质量1050的亚硝酸钠溶液。0010上述的方法，所述的吸收塔的理论塔板数为530，第一级塔理论塔板数在15以下，随着级数的增加，氮氧化物的氧化度和塔板数都相应增大。0011上述的方法，适合处理所述的原始废气中氮氧化物。
13、浓度在200MG/M3以上，NO2/NO的摩尔比小于04的氮氧化物废气，若NO2/NO04，则先采用水吸收除去部分NO2。0012本发明采用碱液多级氧化吸收低氧化度氮氧化物气体能够极大地提高NOX的吸收效率，采用常见低成本的塔器设备，能够获得硝酸钠/亚硝酸钠002的亚硝酸钠溶液，可以实现废气治理的收益，减少NOX排放，达到节能减排的目的。0013本发明专利的优点在于1氮氧化物碱液吸收前，针对NO2极易与水发生不可逆反应的问题，采用干燥除水和除液的方式，减少吸收液中硝酸盐的含量；2采用冷却吸收液或塔内设置换热器的方法，使吸收液温度控制在50以内，以减少水分的挥发。00143在氮氧化物废气进入每级。
14、吸收塔以前，采用在线氮氧化物分析仪测定其中NO2和NO的浓度，然后根据NO2/NO的摩尔比，通入配氧空气以调节氮氧化物的氧化度在021之间。00154尾气中的NOX被回收并转变为一定浓度的亚盐硝酸钠，可出售获得收益或循环利用。00165治理过程中不产生二次废酸、废水，绿色环保。00176排放尾气由氮氧化物分析仪器检测，可确保达标排放。00187本发明产出/投资比高，采用常见的塔器吸收工艺，特别适合于低氧化度，NO浓度高的NOX废气，符合环保以及资源利用的原则。附图说明0019图1为本发明实施例1的流程图，其中1、2和3为气相除水/除液装置；4、5、6为氧化箱；7、8、9为吸收塔；10为NOX在。
15、线分析设备；11、12、13分别为塔7、8、9的储液罐；14、15、16分别为塔7、8、9的冷凝器。具体实施方式0020采用三塔串联吸收，吸收剂为NAOH溶液，浓度为20，配氧空气中氧气含量为40，进气为NOX混合气，气量为600NM3/H，压强为03MPA，NO2/NO为02。采用三级塔吸收操作以获得亚硝酸钠溶液，三塔均采用350Y型规整填料。氮氧化物原气首先进入分子筛固定床进行去湿干燥，干燥后水分含量08PPM，在氧化箱4内，配氧空气的输入量为125NM3/H，氧化箱出口气体压强为05MPA，吸收塔7的填料高度为4M，操作压强06MPA，吸收温度40，NAOH液体的喷淋密度为86M3/M2。
16、H，冷凝面积为20M2；吸收塔7塔顶气体进入说明书CN102078752ACN102078755A4/4页7分子筛固定床进行去湿干燥，干燥后水分含量08PPM，NO2/NO为003，氧化箱5内，配氧空气的输入量为250NM3/H，氧化箱出口气体压强为06MPA，第二级吸收塔8的填料高度为6M，操作压强07MPA，吸收温度45，NAOH液体的喷淋密度为72M3/M2H，冷凝面积为20M2。吸收塔8塔顶气体进入分子筛固定床进行去湿干燥，干燥后水分含量08PPM，NO2/NO为001，氧化箱6内，配氧空气的输入量为125NM3/H，氧化箱出口气体压强为06MPA，第三级吸收塔9的填料高度7M，操作压强07MPA，吸收温度45，NAOH液体的喷淋密度为72M3/M2H，冷凝面积20M2。尾气中NOX排放浓度68PPM，速率0085KG/H。从第一级吸收塔底部流出质量浓度为35的亚硝酸溶液，其中硝酸钠/亚硝酸钠为0015。说明书CN102078752ACN102078755A1/1页8图1说明书附图CN102078752A。