专利名称：一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置及工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置及工艺，属于防止氮 氧化物造成大气污染、保护环境的技术领域。
背景技术：
氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。通常所说的氮氧化物(NOx)主 要包括N0、 N02、 N203、 N20、 NA等几种、其中污染大气的主要是NO和N02。 N0X 的排放会给自然环境和人类生产生活带来严重的危害。
随着经济的不断发展，工厂的不断增加，有很多企业在生产过程中会排放 出有毒的氮氧化物。氮氧化物处理是一个难题，尤其是处理高含量的氮氧化物。 目前处理氮氧化物的方法主要有还原法和氧化法。其中还原法是利用各种还 原性气体如H2、 C0、 NH3、烃类或尿素等同N0反应使之转化为N2的方法，其缺点 之一就是还原剂容易泄露造成二次污染，且操作成本高。氧化法是利用氧化剂 将N0氧化后，生成的物质或用生物脱除或者碱吸收，但是技术经济指标和效果 都不太理想。当氮氧化物废气含有尘或酸性气体时，上述方法都有一定的局限 性。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种含酸性气体的氮氧化 物废气处理装置及工艺。该装置及工艺应采用氧化和碱吸收相结合，来清除含 酸性气体废气中的氮氧化物。即利用03、 02或空气将废气中的N0氧化后用碱液 吸收。酸性的组份可以在氧化前或氧化后吸收；对于含有灰尘的气体，也有一 定的适应性。该装置及工艺简单，安装方便，操作容易，反应条件温和，脱氮 效率高。
本发明的技术解决方案是 一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，它主 要包括一个碱液配置及分配系统、 一个除尘碱液循环吸收系统、 一个一级碱液 循环吸收系统、 一个臭氧氧化反应系统、 一个二级碱液循环吸收系统、 一个废液回收处理系统和一个臭氧发生系统；碱液配置及分配系统把配制好的碱液分 配到除尘碱液循环吸收系统、 一级碱液循环吸收系统和二级碱液循环吸收系统 中，在除尘碱液循环吸收系统、 一级碱液循环吸收系统和二级碱液循环吸收系 统中的碱液循环采用由上向下喷淋的闭环液路，碱液经使用后其pH值低于7时 就被送入废液回收处理系统，处理废气采用由下向上的开环气路；臭氧发生系 统向臭氧氧化反应系统供给氧化反应所需要的臭氧；从焙烧废气进口进入的含 酸性气体的氮氧化物处理废气经夹套换热器冷却后，从除尘吸收塔的下部进上 部出，同时碱液由上向下喷淋，再由碱吸收引风机送入一级碱吸收塔，也从一 级碱吸收塔的下部进上部出，同时碱液也由上向下喷淋，再由一级碱吸引风机 送入气体混合器，与来自新风引风机供给的新鲜空气和来自臭氧发生器的臭氧 混合后进入臭氧反应器，在臭氧反应器内臭氧使含酸性气体的氮氧化物处理废 气中的一氧化氮氧化成二氧化氮，再从二级碱吸收塔的下部进上部出，还有喷 雾干燥废气引风机送入喷雾干燥处理废气也从二级碱吸收塔的下部进上部出， 同时碱液也由上向下喷淋，最后达标处理废气从二级碱吸收塔上部的达标废气 排放口排出。
所述碱液配置及分配系统主要设有一个配碱池，在配碱池中设有一个由搅 拌机驱动的搅拌器和一个向除尘碱液循环吸收系统、 一级碱液循环吸收系统和 二级碱液循环吸收系统分配碱液的碱液提升泵。
所述除尘碱液循环吸收系统主要设有一个除尘吸收塔，除尘吸收塔与第一 循环碱液罐、第一碱液循环泵、袋式过滤器、第一液液换热器和第一螺旋喷淋 嘴依次采用管道连接构成闭环液路，在除尘吸收塔中设有一个焙烧废气喷头。
所述一级碱液循环吸收系统主要设有一个一级碱吸收塔， 一级碱吸收塔与 第二循环碱液罐、第二碱液循环泵、第二液液换热器和第二螺旋喷淋嘴依次采 用管道连接构成闭环液路，在一级碱吸收塔中设有一个"鲍尔环"和一个处理 废气喷头。
所述二级碱液循环吸收系统主要设有一个二级碱吸收塔，还设有一个饱和 碱液罐和饱和液输送泵；二级碱吸收塔与第三碱液循环泵、第三液液换热器、一级螺旋喷淋嘴和二级螺旋喷淋嘴依次采用管道连接构成闭环液路，在二级碱 吸收塔中设有一级"鲍尔环"、二级"鲍尔环"、第一处理废气喷头和第二处 理废气喷头。
所述废液回收处理系统主要设有一个与饱和液输送泵连接的废液贮液槽、 一个与配碱池连接的三鼎式脱水机和一个一级蒸发器， 一个蒸发器液料泵把废 液贮液槽与三鼎式脱水机和一级蒸发器连接在一起。
所述臭氧发生系统主要设有一个臭氧发生器，臭氧发生器设有一个由空气 压縮机、储气罐、第一除油水过滤器、冷冻式干燥机、第二除油水过滤器和吸 附式干燥机依次连接的空气处理系统。
使用上述含酸性气体的氮氧化物废气处理装置的工艺，采用下列步骤
(1) 在配碱池中加入水，然后投入片状氢氧化钠，氢氧化钠与水的比值为 1: 10，启动搅拌机搅拌均匀，最终溶液的pl^7.5 8.5;
(2) 当第一循环碱液罐、第二循环碱液罐和二级碱吸收塔的液位变送器数 值液位小于lm时，电动阀打开，碱液提升泵启动向第一循环碱液罐、第二循环 碱液罐和二级碱吸收塔添加吸收液，当上述的液位变送器数值液位达到1. 8m时， 相应的电动阀关闭，随后碱液提升泵也关闭；
(3) 同时启动第一碱液循环泵、第二碱液循环泵和第三碱液循环泵，使除 尘吸收塔的碱液闭环液路、 一级碱吸收塔的碱液闭环液路和二级碱吸收塔的碱 液闭环液路投入工作；
(4) 让含酸性气体的氮氧化物处理废气在进入除尘吸收塔前，由夹套换热 器进行降温处理，将大于30(TC的处理废气温度降至15(TC以下后进入除尘吸收 塔经闭环碱液洗涤，然后再进入一级碱吸收塔经闭环碱液洗涤；
(5) 从一级碱吸收塔排出的处理废气汇同新风引风机引入的新鲜空气冷却 后和由臭氧发生器供给的臭氧一起进入臭氧反应器，在臭氧反应器内处理废气 中的一氧化氮被臭氧氧化为成二氧化氮， 一氧化氮与氧化剂03的摩尔比例为 3:1 0.5:1，氧化反应发生的温度和压力范围分别是4 11(TC和0. 1 0.8MPa， 反应时间为27秒到50分钟；(6)最后处理废气再进入二级碱吸收塔经闭环碱液洗涤后，达标处理废气 排入大气。
上述技术方案应用到的化学方程式主要有
3N0+03— N02+N2+202 (1) 2N0+02— 2N02 (2) 2N02+2Na0H — NaN03+NaN02+H20 (3) HX+NaOH — NaX+ +H20 (X = Cl—， N03—) (4)
上述技术方案所采用的碱性的吸收液可以同时处理废气中的其他酸性组份 (如氯化氢和硝酸气体)，提高该方法的适用领域。
本发明的有益效果是这种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置采用碱液配 置及分配系统把配制好的碱液分配到除尘碱液循环吸收系统、 一级碱液循环吸 收系统和二级碱液循环吸收系统中，在上述系统中的碱液循环采用由上向下喷 淋的闭环液路，碱液经使用后其pH值低于7时就被送入废液回收处理系统，处 理废气采用由下向上的开环气路。处理工艺采用让处理废气从除尘吸收塔、一 级碱吸收塔和二级碱吸收塔的下部进上部出，同时碱液由上向下喷淋。在臭氧 反应器内臭氧使含酸性气体的氮氧化物处理废气中的一氧化氮氧化成二氧化 氮，最后达标处理废气从二级碱吸收塔上部的达标废气排放口排出。该装置采 用的废气处理工艺简单，安装方便，操作容易，反应条件温和，脱除氮氧化物 的效率高，自动化程度高。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。
图1是一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置系统图。
图2是碱液配置及分配系统图。
图3是除尘碱液循环吸收系统图。
图4是一级碱液循环吸收系统图。
图5是二级碱液循环吸收系统图。
图6是废液回收处理系统图。图中1、碱液配置及分配系统，la、自来水进口， lb、搅拌机，lc、搅拌
器，2、除尘碱液循环吸收系统，2a、焙烧废气进口， 2b、夹套换热器，2c、第 一螺旋喷淋嘴，2d、焙烧废气喷头，2e、第一液液换热器，2f、袋式过滤器，3、 一级碱液循环吸收系统，3a、第二螺旋喷淋嘴，3b、"鲍尔环"，3c、处理废 气喷头，3d、第二液液换热器，4、臭氧氧化反应系统，4a、新鲜空气进口， 4b、 气体混合器，5、 二级碱液循环吸收系统，5a、 一级螺旋喷淋嘴，5b、 一级"鲍 尔环"，5c、 二级螺旋喷淋嘴，5d、 二级"鲍尔环"，5e、第一处理废气喷头， 5f、第二处理废气喷头，5g、喷雾干燥废气进口， 5h、达标废气排放口， 5i、 第三液液换热器，5j、去生活污水或直排，6、废液回收处理系统，6a、 二次蒸 汽排空口， 6b、蒸汽进口， 6c、冷凝水出口， 7、臭氧发生系统，7a、空气进口， 7b、空气压縮机，7c、储气罐，7d、第一除油水过滤器，7e、冷冻式干燥机， 7f、第二除油水过滤器，7g、吸附式干燥机，7h、臭氧发生器；Fl、碱吸收引 风机，F2、 一级碱吸引风机，F3、新风引风机，F4、喷雾干燥废气引风机；VI、 配碱池，V2、第一循环碱液罐，V3、第二循环碱液罐，V4、废液贮液槽，V5、 饱和碱液罐；Pl、碱液提升泵，P2、第一碱液循环泵，P3、第二碱液循环泵， P4、第三碱液循环泵，P5、饱和液输送泵，P6、蒸发器液料泵；Sl、除尘吸收 塔，S2、一级碱吸收塔，S3、臭氧反应器，S4、 二级碱吸收塔，S5、 一级蒸发 器，S6、三鼎式脱水机；A、冷却出口， B、冷却水进口 (<30°C)。
具体实施例方式
图1示出了一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置系统图。图中，用 虚线框出7个系统，它们分别为碱液配置及分配系统1 (图2)、除尘碱液循环 吸收系统2 (图3)、 一级碱液循环吸收系统3 (图4)、臭氧氧化反应系统4、 二 级碱液循环吸收系统5 (图6)、废液回收处理系统6 (图5)和臭氧发生系统7。
图2所示的碱液配置及分配系统1主要设有一个配碱池VI，在配碱池V1中 设有一个由搅拌机lb驱动的搅拌器lc和一个碱液提升泵Pl。经自来水进口 la 在配碱池V1中加入水，然后投入片状氢氧化钠，氢氧化钠与水的比值为l: 10, 启动搅拌机lb搅拌均匀即可。
图3所示的除尘碱液循环吸收系统2主要设有一个除尘吸收塔Sl，除尘吸
权利要求
1、一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，其特征在于它主要包括一个碱液配置及分配系统(1)、一个除尘碱液循环吸收系统(2)、一个一级碱液循环吸收系统(3)、一个臭氧氧化反应系统(4)、一个二级碱液循环吸收系统(5)、一个废液回收处理系统(6)和一个臭氧发生系统(7)；碱液配置及分配系统(1)把配制好的碱液分配到除尘碱液循环吸收系统(2)、一级碱液循环吸收系统(3)和二级碱液循环吸收系统(5)中，在除尘碱液循环吸收系统(2)、一级碱液循环吸收系统(3)和二级碱液循环吸收系统(5)中的碱液循环采用由上向下喷淋的闭环液路，碱液经使用后其pH值低于7时就被送入废液回收处理系统(6)，处理废气采用由下向上的开环气路；臭氧发生系统(7)向臭氧氧化反应系统(4)供给氧化反应所需要的臭氧；从焙烧废气进口(2a)进入的含酸性气体的氮氧化物处理废气经夹套换热器(2b)冷却后，从除尘吸收塔(S1)的下部进上部出，同时碱液由上向下喷淋，再由碱吸收引风机(F1)送入一级碱吸收塔(S2)，也从一级碱吸收塔(S2)的下部进上部出，同时碱液也由上向下喷淋，再由一级碱吸引风机(F2)送入气体混合器(4b)，与来自新风引风机(F3)供给的新鲜空气和来自臭氧发生器(7h)的臭氧混合后进入臭氧反应器(S3)，在臭氧反应器(S3)内臭氧使含酸性气体的氮氧化物处理废气中的一氧化氮氧化成二氧化氮，再从二级碱吸收塔(S4)的下部进上部出，还有喷雾干燥废气引风机(F4)送入喷雾干燥处理废气也从二级碱吸收塔(S4)的下部进上部出，同时碱液也由上向下喷淋，最后达标处理废气从二级碱吸收塔(S4)上部的达标废气排放口(5h)排出。
2、 据权利要求1所述的一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，其特征 在于所述碱液配置及分配系统(1)主要设有一个配碱池(VI )，在配碱池(VI) 中设有一个由搅拌机(lb)驱动的搅拌器(lc)和一个向除尘碱液循环吸收系 统(2)、 一级碱液循环吸收系统(3)和二级碱液循环吸收系统(5)分配碱液 的碱液提升泵(Pl)。
3、 据权利要求1所述的一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，其特征在于所述除尘碱液循环吸收系统(2)主要设有一个除尘吸收塔(Sl)，除尘吸收塔(Sl)与第一循环碱液罐(V2)、第一碱液循环泵(P2)、袋式过滤器(2f)、 第一液液换热器(2e)和第一螺旋喷淋嘴(2c)依次采用管道连接构成闭环液 路，在除尘吸收塔(Sl)中设有一个焙烧废气喷头(2d)。
4、 据权利要求l所述的一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，其特征 在于所述一级碱液循环吸收系统(3)主要设有一个一级碱吸收塔(S2)， 一 级碱吸收塔(S2)与第二循环碱液罐(V3)、第二碱液循环泵(P3)、第二液液 换热器(3d)和第二螺旋喷淋嘴(3a)依次采用管道连接构成闭环液路，在一 级碱吸收塔(S2)中设有一个"鲍尔环"(3b)和一个处理废气喷头(3c)。
5、 据权利要求l所述的一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，其特征 在于所述二级碱液循环吸收系统(5)主要设有一个二级碱吸收塔(S4)，还 设有一个饱和碱液罐(V5)和饱和液输送泵(P5); 二级碱吸收塔(S4)与第三 碱液循环泵(P4)、第三液液换热器(5i)、 一级螺旋喷淋嘴(5a)和二级螺旋 喷淋嘴(5c)依次采用管道连接构成闭环液路，在二级碱吸收塔(S4)中设有 一级"鲍尔环"(5b)、 二级"鲍尔环"(5d)、第一处理废气喷头(5e)和第 二处理废气喷头(5f)。
6、 据权利要求1所述的一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，其特征 在于所述废液回收处理系统(6)主要设有一个与饱和液输送泵(P5)连接的 废液贮液槽(V4)、 一个与配碱池(VI)连接的三鼎式脱水机(S6)和一个一级 蒸发器(S5)， 一个蒸发器液料泵(P6)把废液贮液槽(V4)与三鼎式脱水机(S6) 和一级蒸发器(S5)连接在一起。
7、 据权利要求1所述的一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，其特征 在于所述臭氧发生系统(7)主要设有一个臭氧发生器(7h)，臭氧发生器(7h) 设有一个由空气压縮机(7b)、储气罐(7c)、第一除油水过滤器(7d)、冷冻式 干燥机(7e)、第二除油水过滤器(7f)和吸附式干燥机(7g)依次连接的空气 处理系统。
8、 使用上述含酸性气体的氮氧化物废气处理装置的工艺，其特征在于采用下列步骤(1) 在配碱池(VI)中加入水，然后投入片状氢氧化钠，氢氧化钠与水的 比值为l: 10，启动搅拌机(lb)搅拌均匀，最终溶液的pl^7.5 8.5;(2) 当第一循环碱液罐(V2)、第二循环碱液罐(V3)和二级碱吸收塔(S4) 的液位变送器数值液位小于lm时，电动阀打开，碱液提升泵(Pl)启动向第一 循环碱液罐(V2)、第二循环碱液罐(V3)和二级碱吸收塔(S4)添加吸收液， 当上述的液位变送器数值液位达到1.8m时，相应的电动阀关闭，随后碱液提升 泵(Pl)也关闭；(3) 同时启动第一碱液循环泵(P2)、第二碱液循环泵(P3)和第三碱液 循环泵(P4)，使除尘吸收塔(Sl)的碱液闭环液路、 一级碱吸收塔(S2)的碱 液闭环液路和二级碱吸收塔(S4)的碱液闭环液路投入工作；(4) 让含酸性气体的氮氧化物处理废气在进入除尘吸收塔(Sl)前，由夹 套换热器(2b)进行降温处理，将大于30(TC的处理废气温度降至15(rC以下后 进入除尘吸收塔(Sl)经闭环碱液洗涤，然后再进入一级碱吸收塔(S2)经闭 环碱液洗涤；(5) 从一级碱吸收塔(S2)排出的处理废气汇同新风引风机(F3)引入的 新鲜空气冷却后和由臭氧发生器(7h)供给的臭氧一起进入臭氧反应器(S3)， 在臭氧反应器(S3)内处理废气中的一氧化氮被臭氧氧化为成二氧化氮， 一氧 化氮与氧化剂03的摩尔比例为3:1 0.5:1，氧化反应发生的温度和压力范围分 别是4 110。C和0. 1 0. 8 MPa，反应时间为27秒到50分钟；(6) 最后处理废气再进入二级碱吸收塔(S4)经闭环碱液洗涤后，达标处 理废气排入大气。
全文摘要
一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置及工艺，属于环保技术领域。该装置采用碱液配置及分配系统把配制好的碱液分配到除尘碱液循环吸收系统、一级碱液循环吸收系统和二级碱液循环吸收系统中，在上述系统中的碱液循环采用由上向下喷淋的闭环液路，碱液可送入废液回收处理系统，处理废气采用由下向上的开环气路。处理工艺采用让处理废气从除尘吸收塔、一级碱吸收塔和二级碱吸收塔的下部进上部出，同时碱液由上向下喷淋。在臭氧反应器内臭氧使处理废气中的一氧化氮氧化成二氧化氮，最后达标处理废气从二级碱吸收塔上部的排放口排出。该装置采用的废气处理工艺简单，安装方便，操作容易，反应条件温和，脱除氮氧化物的效率高，自动化程度高。
文档编号B01D53/74GK101543723SQ20091001148
公开日2009年9月30日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者吕志辉, 吴宗斌, 汪前军, 沈苏伟, 健 童 申请人:大连汪洋环境工程有限公司;正大能源材料(大连)有限公司