一种氮氧化物废气处理方法及其处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氮氧化物废气处理方法以及实现该方法的处理系统。
【背景技术】
[0002]氮氧化物主要包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)，在20世纪60年代被确认为大气的主要污染物之一。氮氧化物的处理(treatment of nitrogen oxides)是指通过改进燃烧过程和设备或采用催化还原、吸收、吸附等排烟脱氮的方法，达到控制、回收或利用废气中氮氧化物(NO2),或对氮氧化物进行无害化处理的目的。其处理途径主要包括排烟脱氮和控制氮氧化物的产生。
[0003]目前，排烟脱氮法主要包括干法和湿法两类。干法处理技术包括催化还原法、吸附法等。催化还原法是在催化剂的条件下，将氮氧化物还原成无害的氮气。这种方法多用在锅炉烟气的治理上，其催化温度一般需要300°C以上，投资运行费用较高，难以推广应用，而且无法对氮氧化物废气中的粉尘等细小颗粒达到一个净化处理。湿法处理氮氧化物的方法相对多一些，主要是采用填料塔、筛板塔灯单级或两级吸收工艺。在吸收剂选择方面，根据不同的生产特点，常选择清水、稀硝酸等进行物理吸收；或者采用碳酸钠、氢氧化钠灯碱性溶液作为吸收剂进行化学吸收处理。湿法处理具有工艺和设备简单、投资少等优点，但也存在净化效率低的缺点，尤其是，现行湿法洗涤塔处理后排出的气体常常是“黄烟”，这是因为NO气体的溶解度极低，微溶于水，其在洗涤塔中很难被吸收液吸收，当带有NO的气体进入大气时，会与空气中的氧气发生化学反应生成红棕色带刺激性气味的NO2。基于NO难以被吸收液吸收，相关技术人员会预先将NO氧化成NO2后再进行后续处理，如中国发明专利申请《含氮氧化物废气的处理方法及装置》(公开号CN101036851A)公开的一种含氮氧化物废气的处理方法，包括将含氮氧化物废气通入一个氮氧化物氧化器中，与来自臭氧发生器的臭氧混合并发生氧化作用，将废气中的氮氧化物全部氧化成二氧化氮，进而采用相关的吸收液吸收二氧化氮，以实现氮氧化物废气的处理。然而，实践表明，现有技术中基于一氧化氮氧化不完全、氮氧化物吸收率低等因素的影响，氮氧化物废气处理的尾气排放仍难以达标，因此，对氮氧化物湿法处理的工艺进行改进仍然需要研究人员进一步努力探究。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种含氮氧化物废气的处理方法，该方法通过改进处理工艺能够提高氮氧化物的脱除率，使废气处理排放的尾气能够达到排放标准。
[0005]本发明所要解决的另一技术问题是提供一种用于实现本发明含氮氧化物废气处理方法的处理装置。
[0006]本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种氮氧化物废气处理方法，其特征在于:包括以下步骤:
[0007](I)向氮氧化物废气喷洒氧化剂和碱液，将氮氧化物废气中的一氧化氮全部氧化.20成二氧化氮，反应pH值保持在11?13 ;
[0008](2)向步骤(I)处理后的废气喷洒还原剂和碱液,将氮氧化物废气中的二氧化氮还原成氮气，反应PH值保持在11?13 ;
[0009](3)向步骤(2)处理后的废气喷洒碱液，用于吸收剩余的二氧化氮，反应pH值保持在11?13，并吸收后的尾气放空。
[0010]优选地，所述步骤(I)中的氧化剂为亚氯酸盐，碱液为氢氧化钠；所述步骤(2)中的还原剂为硫代硫酸钠或硫化钠，碱液为氢氧化钠；所述步骤(3)中的的碱液为氢氧化钠。本发明步骤(I)中采用亚氯酸钠作为氧化剂时，不仅氧化效率高，而且氧化产物中的酸性物质能够与二氧化氮一起被氢氧化钠中和、吸收，而避免在氮氧化物废气中弓I入二次污染物。步骤(2)采用硫代硫酸钠或硫化钠作为还原剂，并控制反应条件为碱性，在生成氮气的同时能够减少副反应产物的生成，特别是在使用硫化钠作为还原剂时，将体系PH值控制在12左右，能够避免硫化氢废气的生成，减小二次污染，并利于废液的回收。步骤(3)中采用氢氧化钠作为二氧化氮和可能存在于废气中的硫化氢气体的吸收液，具有吸收效率快、尾气排放容易达标的优点。
[0011]优选地，所述步骤(2)中还原剂硫化钠的加入量与二氧化氮的质量比为1.7?4，并且，实践中发现，当计量泵将还原剂硫化钠的加入量设置成每公斤二氧化氮加入3公斤的硫化钠的时候，具有最佳的还原反应效率。
[0012]本发明针对的氮氧化物废气主要由一氧化氮和二氧化氮组成，本发明从废气产生源连接排气管抽取废气，经排气管道引至废气处理系统，达到环保排放标准后再排入大气中。基于上述氮氧化物废气处理方法，本发明还将提供实现该废气处理方法的处理系统，具体结构如下:
[0013]包括:一级洗涤塔，用于向氮氧化物废气喷洒氧化剂和碱液；二级洗涤塔，用于向一级洗涤塔排放出的废气喷洒还原剂和碱液；三级洗涤塔，用于向二级洗涤塔排放出的废气喷洒碱液；所述一级洗涤塔、二级洗涤塔和三级洗涤塔分别具有位于塔底的进气口和位于塔顶的排气口，且前一级洗涤塔的排气口通过管道与后一级洗涤塔的进气口相连接，同时，所述三级洗涤塔的排气口连接有风机，所述风机上安装有用于放空经三级洗涤塔排出的尾气的放空管。通过风机在三级洗涤塔的排气口处形成负压，为废气提供一部分流动的动力，这样，可以避免风机安装在一级洗涤塔的进气口处时直接与待处理的废气接触，从而避免了废气中原先携带的颗粒物质卷入风机中造成破外，而延缓了风机的使用寿命。
[0014]较合理的是，各级洗涤塔采用的是改良后的泡罩塔，所述一级洗涤塔、二级洗涤塔或三级洗涤塔内由下往上依次设置有两组以上的气液混合层，和位于所述的两组以上的气液混合层上方且靠近排气口设置的去雾层。废气于各级洗涤塔中的气液混合层内与试液反应，分别实现氧化、还原或吸收作用。同时，废气在由相应洗涤塔顶部的排气口出去之前，在去雾层内脱除水分，以不影响废气在下一级洗涤塔中的气液混合处理。
[0015]洗涤塔中，气液的混合效率对气液混合层中废气处理的实际效果有直接影响，为了确保塔内废气均匀分布且气液完全接触，塔内的填充滤材应具有疏松的表面、较大的自由表面积，可以让气液停留接触时间增长，同时，选用的填充滤材应具有适当的填充空隙，以减小气体上升的阻力，减少洗涤塔压损。综上，上述方案进一步改进为，所述的气液混合层包括由下往上依次设置的旋流层、填充层和喷水层，所述填充层内填充有多孔拉西环，所述喷水层内安装有液体喷嘴，该液体喷嘴与用于向塔内输送试液的计量泵的出口相连。
[0016]进一步地，所述一级洗涤塔、二级洗涤塔和三级洗涤塔内设置有pH控制器，以实时监测各级洗涤塔内的反应pH条件。
[0017]为了提高一级洗涤塔、二级洗涤塔内的氧化反应和还原反应的处理效率，所述一级洗涤塔和二级洗涤塔内分别设置有第一 ORP控制器和第二 ORP控制器，以对应监测一级洗涤塔内氧化反应的进程和二级洗涤塔内还原反应的进程。ORP控制器是通过计算反应体系内电子的得失情况来监测反应的快慢和程度。
[0018]较合理的是，所述一级洗涤塔、二级洗涤塔和三级洗涤塔的塔身上分别对应每组气液混合层开设有观测窗口，以方便作业人员操作观察记录。
[0019]另外，本发明中各级洗涤塔中填料层的支撑板或开口应预留调整或补充填充滤料的空间，洗涤塔底部应开设备用排液孔，以及时排出处理液、避免其腐蚀洗涤塔。而且，洗涤塔本体材料应满足接缝处密合、整体牢固美观及耐压，喷嘴的材质应具有耐磨性及耐腐性，以及填充滤材应选择质量较轻、坚固耐用，且不与废气或试液发生化学反应的材料。
[0020]与现有技术相比，本发明的优点在于:采用三级处理工艺，依次对氮氧化物废气进行氧化、还原和吸收处理，提高了废气的处理效率，且副产物少，避免了二次污染。另外，与本发明提供的氮氧化物废气处理方法对应的处理系统，通过合理配制洗涤塔的处理级别以及各级洗涤塔内气液混合层的各项设置参数，能够使各级洗涤塔保持最佳的处理效率，从而使氮氧化物废气在通过本发明的处理系统能够完全达到国家尾气排放标准。
【附图说明】
[0021]图1为本发明实施例中氮氧化物废气处理系统的装置示意图；
[0022]图2为本实施例中氮氧化物废气处理系统的系统流程图；
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0024]如图1至2所示，本实施例中的含氮氧化物废气处理系统的结构主要由依次串联的一级洗涤塔1、二级洗涤塔2、三级洗涤塔3以及风机