CN101428195B - 利用氯化钠治理烟气氮氧化物并回收亚硝酸盐的*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用氯化钠治理烟气氮氧化物并回收亚硝酸盐的***，包括，氧化***、吸收***、电解***和亚硝酸盐回收***，以次氯酸钠溶液作为氧化液，氢氧化钠溶液作为吸收液，除尘、脱硫后的烟气在氧化***中氧化后，通入吸收***反应，达标排放，与烟气反应后富集亚硝酸根的吸收液通入亚硝酸盐回收***回收亚硝酸盐；氧化***内被烟气还原的氧化液通入电解***电解，必要时向电解***内补充氯化钠，产生氢氧化钠、氢气和氯气，部分氢氧化钠回用至吸收***，部分氢氧化钠与氯气反应后生成次氯酸钠，回用至氧化***。本发明方法利用价格较低的氯化钠作为原料进行脱硝，不仅能有效脱除NOx，还能有效回收亚硝酸盐。
Description
技术领域
本发明涉及大气污染控制技术领域，具体为一种利用氯化钠治理烟气氮氧化物并回收亚硝酸盐的***，适用于锅炉产生的烟气、硝酸生产尾气、冶炼烟气等气体的脱硝。
背景技术
目前的一种对烟气中氮氧化物的治理方法通常为先利用氧化剂将烟气中的NO氧化，再利用吸收剂进行吸收，比如：
公开号为CN1768902和CN1923341的中国发明专利分别提出了一种锅炉烟气臭氧氧化脱硝方法和燃煤锅炉烟气臭氧氧化同时脱硫脱硝装置及其方法，采用喷入臭氧将NO氧化成易溶于水的高价态氮氧化物NO2、NO3或N2O5，然后再用碱液将氧化后的NOx吸收，吸收过程中生成硝酸盐和亚硝酸盐的混合物。
公开号为CN101053747的中国发明专利公开了一种同时脱硫脱硝的湿式氨法烟气洁净工艺及其***，其采用双氧水或者臭氧作为氧化剂将NO氧化，然后再用氨水将NOx吸收。
公开号为CN100366325的中国发明专利公开了一种含氯强氧化剂吸收液湿法联合脱硫脱硝工艺，将待处理的烟气进入吸收反应器，与含有含氯强氧化剂的吸收液充分接触，烟气中的SO2、NOx被吸收后净化排放。本发明结构简单，操作方便，可达60-95％的脱硝效率和90％以上的脱硫效率。
以上现有技术有如下特点：1、采用氧化-吸收法脱硝能达到较高的去除效率；2、常用的氧化剂尤其气相氧化剂投加量大，来源有限，成本高；3、液相氧化剂也能很好地将NO氧化并脱除；4、目前的湿法脱硝方法对产物的资源化利用考虑较少。
由此可见，为了满足未来的脱硝要求，实现烟气中氮元素的资源化利用，需要一种更为经济可行的脱硝方法。
发明内容
针对湿法脱硫后的***，本发明提出一种利用氯化钠治理烟气氮氧化物并回收亚硝酸盐的方法。该工艺能利用价格较低的氯化钠作为原料进行脱硝，不仅能有效脱除NOx，还能有效回收亚硝酸盐，具有广阔的推广应用前景。
一种利用氯化钠治理烟气氮氧化物并回收亚硝酸盐的方法，包括，氧化***、吸收***、电解***和亚硝酸盐回收***；所述的氧化***以次氯酸钠溶液作为氧化液，除尘、脱硫后的烟气在氧化***中氧化；所述的吸收***以氢氧化钠溶液作为吸收液，经氧化***氧化的烟气通入吸收***进行吸收，烟气达标排放；氧化***内被烟气还原的氧化液通入电解***电解，必要时向电解***内补充氯化钠，电解产生氢氧化钠、氢气和氯气，部分氢氧化钠回用至吸收***，部分氢氧化钠与氯气反应后生成次氯酸钠，回用至氧化***；与烟气反应后富集亚硝酸根的吸收液通入亚硝酸盐回收***回收亚硝酸盐。
具体实现方法包括：
1、氧化工序
烟气经过除尘、脱硫后进入一氧化氮NO氧化塔，用0.01％～20％(质量百分浓度)的次氯酸钠溶液在30～85℃下氧化，氧化后烟气中NO2体积占总氮氧化物的比例约为30％～75％，若控制NO2体积占总氮氧化物的40％～60％时，可以有效减少后续回收亚硝酸盐工序产物中硝酸盐的比例。反应如下：
NO+HClO→NO2+HCl
NO+NaClO→NO2+NaCl
在塔中液气体积比为1～10L/m3，氧化塔中气体操作速度0.6～2m/s，氧化液pH控制在6最优。
2、吸收工序
氧化后的烟气进入吸收塔，用0.5％～35％(质量百分浓度)的氢氧化钠溶液做为吸收液在30～50℃下吸收，达标排放，吸收效率可达50～80％。吸收液中的氢氧化钠与氮氧化物发生如下反应：
NO2+NO+2NaOH→2NaNO2
2NO2+2NaOH→NaNO2+NaNO3+H2O
在塔中液气体积比为1～10L/m3，吸收塔中气体操作速度0.6～2m/s。
3、电解工序
将氧化工序后的氯化钠溶液采用隔膜法或者离子交换膜法电解，电解温度为70～95℃，电解槽中发生如下反应：
2NaCl+H2O→2NaOH+Cl2个+H2个
产生的Cl2和NaOH反应生成次氯酸钠NaClO和氯化钠NaCl：
Cl2+2NaOH→NaClO+NaCl+H2O
由于吸收工序需消耗NaOH，因此反应后氢气与氯气体积比为2～2.2，回收氢气和氯气。
4、亚硫酸盐回收工艺
随着吸收液中亚硝酸根离子浓度的提高，浓度较大的亚硝酸盐溶液蒸发结晶后回收硝酸钠和亚硝酸钠。氧化后二氧化氮体积占总氮氧化物的40％～60％时，可以减少产物中硝酸盐的比例，最大程度地选择性生成高经济价值的亚硝酸盐，有利于副产物的回收和资源化利用。
本发明适用于各种炉型烟气脱硝，烟气中NOx含量500ppm至5％(体积)均能处理，尾气容易达到环保要求，不产生二次污染；烟气中的氮资源能得到充分回收利用，生产出价值高、用途广的工业原料产品；工艺能连续稳定运行，不存在诸如结垢、堵塞和短周期更换材料与设备等因素；具有良好的经济性，适合当期我国的国情，值得推广运用。
附图说明
图1为本发明方法的一种可行的流程图。
具体实施方式
采用如图1所示的工艺流程，脱硫除尘后的烟气由风机1送入氧化塔2，烟气中的NO部分被氧化成NO2，循环池3中的氧化剂次氯酸钠溶液由循环泵4输送至氧化塔，次氯酸钠与氮氧化物反应后生成氯化钠，通至电解槽8中进行电解；氧化塔2排出的烟气进入吸收塔5，氧化后的NOx在吸收塔2中被氢氧化钠吸收，净化后达标排放，循环池6的吸收液由循环泵7输送至吸收塔；氯化钠加入到电解槽8中进行电解，产生的氢气回收，部分氯气通入反应器9，剩余的氯气回收，电解产生的氢氧化钠一部分输送至循环池6用于氧化后NOx的脱除，另一部分通入反应器9与氯气反应生成次氯酸钠；随着吸收液中亚硝酸根离子浓度的提高，浓度较大的亚硝酸盐溶液由循环池6底部送入蒸发结晶***回收硝酸钠和亚硝酸钠。
应用例：
脱硫除尘后含NOx的烟气，NOx浓度1200ppm，气量10万Nm3/h，气体由风机1送入氧化塔2，用循环泵4循环输送质量分数5％、pH值为6的次氯酸钠溶液进行氧化，循环泵的输送量为200m3/h，氧化塔内气体操作速度为1m/s、液气比3L/m3、氧化温度为70℃，氧化后烟气中NOx中NO2体积占总NOx的49％；氧化塔排出的NOx送入吸收塔5，循环泵7输送10％的氢氧化钠溶液100m3/h进行吸收，吸收塔气体操作速度为1.5m/s、液气比5L/m3，吸收温度为40℃，吸收后的NOx≤200ppm，达标排放。次氯酸钠氧化NO后生成氯化钠，从循环槽3输送至电解槽8重复利用；氢氧化钠吸收氧化后的NOx后生成硝酸钠和亚硝酸钠，经过蒸发、结晶、过滤后回收；氯化钠补充投加至电解槽8中，电解温度为80℃；电解生成的氢气回收，生成的氯气部分用于生成次氯酸钠，剩余的氯气回收，生成的氢氧化钠部分用于制备次氯酸钠，另一部分作为吸收液脱除氧化后的NOx。
Claims (4)
1.一种利用氯化钠治理烟气氮氧化物并回收亚硝酸盐的***，包括，氧化***、吸收***、电解***和亚硝酸盐回收***；所述的氧化***以次氯酸钠溶液作为氧化液，除尘、脱硫后的烟气在氧化***中氧化；所述的吸收***以氢氧化钠溶液作为吸收液，经氧化***氧化的烟气通入吸收***进行吸收，烟气达标排放；氧化***内被烟气还原的氧化液通入电解***电解，向电解***内补充氯化钠，电解产生氢氧化钠、氢气和氯气，部分氢氧化钠回用至吸收***，部分氢氧化钠与氯气反应后生成次氯酸钠，回用至氧化***；与烟气反应后富集亚硝酸根的吸收液通入亚硝酸盐回收***回收亚硝酸盐。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于：所述氧化***的氧化条件为：次氯酸钠溶液的质量百分浓度为0.01％～20％，氧化温度30～85℃，液气体积比为1～10L/m3，气体操作速度0.6～2m/s。
3.如权利要求1所述的***，其特征在于：所述吸收***的吸收条件为：氢氧化钠溶液的质量百分浓度为0.5％～35％，吸收温度30～50℃，液气体积比为1～10L/m3，气体操作速度0.6～2m/s。
4.如权利要求1所述的***，其特征在于：所述电解***采用隔膜法或者离子交换膜法电解，电解温度为70～95℃。
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