CN204824173U - 一种烟气中氮氧化物制硝酸*** - Google Patents

一种烟气中氮氧化物制硝酸*** Download PDF

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张学杨
张茹
刘天翔
倪振威
周世杰
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杨宇轩
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Abstract

本实用新型涉及一种烟气中氮氧化物制硝酸***，由NOx吸附床、NOx脱附***、NOx氧化***和NOx吸收***组成；NOx氧化***由氧化反应器和臭氧发生器通过管道串联组成，NOx吸附床由两组或两组以上并列组成，吸附床内填充杂多酸吸附剂，每组吸附床的入口经三通阀连接至NOx脱附***和烟气输入管道，出口经三通阀连接至烟气排放口和氧化反应器入口，氧化反应器出口通过管道与NOx吸收***入口连接，NOx吸收过程所产生的含NO尾气经管道输送至烟气输入管道。本实用新型所用各种原料价格低廉，烟气脱硝成本低并可以实现废气资源化，工艺设备简单，易操作便于推广使用。

Description

一种烟气中氮氧化物制硝酸***
技术领域
本实用新型涉及一种烟气中氮氧化物制硝酸***。
背景技术
氮氧化物(NOx)是大气中主要污染物之一，其中燃煤电厂烟气是NOx的主要排放源。电厂烟气具有体积大、NOx浓度低、NOx总量大的特点，因此烟气脱硝是一个棘手的难题。为了降低烟气净化的成本、提高脱硝效率、实现NOx资源化，国内外在烟气脱硝方面进行了广泛研究。其中，ZL200810120645.3对烟气直接氧化并以碱液吸收氧化后的NOx制成亚硝酸盐，该方法虽然可实现NOx的资源化，但以臭氧或双氧水对大流量烟气直接氧化，氧化剂耗量大且效率低。ZL200810120647.2以紫外光活化后的臭氧O3或双氧水H2O2等氧化剂将烟气中的一氧化氮NO氧化成NO2，而后使用碱液水洗烟气脱除NOx，该方法虽然提高了氧化剂的氧化效率但氧化对象仍为大流量烟气，因此运行能耗过高。ZL200610039814.1将含NOx的废气与空气混合后，通过多级串联吸收制硝酸，实现了工业过程NOx废气的治理及资源化，该技术虽然工艺简单，但吸收设备过于庞大，对低浓度大流量的电厂烟气不适用。
综上所述，困扰烟气中NOx资源化的最主要原因是其浓度过低，为解决烟气中NOx浓度过低问题，对烟气中NOx进行吸附富集，而后将浓缩后的NOx进行脱附并氧化，氧化后以水溶液吸收制硝酸。该工艺简单、运行成本低，且能够实现烟气中NOx的资源化利用，具有良好的应用前景。
发明内容
为了克服烟气中氮氧化物资源化利用途径少的问题，本实用新型提供一种烟气中NOx制硝酸***。本实用新型的总体构思为：为了克服烟气中NOx浓度低的问题，本发明使用杂多酸对烟气中NOx吸附富集，而后对吸附的NOx进行脱附以实现NOx的浓缩；为了解决NOx中NO2含量过低影响后续制硝酸效率的问题，采用臭氧氧化的方式对NOx进行氧化，以提高NO2在NOx中的比重；针对水溶液吸收NOx制硝酸会产生NO这一实事，制硝酸尾气再返回至杂多酸吸附器进口，使尾气循环进行吸附-脱附-氧化-制硝酸工序，以实现制酸尾气的零排放。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种烟气中氮氧化物制硝酸***，由NOx吸附床、NOx脱附***、NOx氧化***和NOx吸收***组成；NOx氧化***由氧化反应器和臭氧发生器通过管道串联组成，NOx吸附床由两组或两组以上并列组成，吸附床内填充杂多酸吸附剂，每组吸附床的入口经三通阀连接至NOx脱附***和烟气输入管道，出口经三通阀连接至烟气排放口和氧化反应器入口，氧化反应器出口通过管道与NOx吸收***入口连接，NOx吸收过程所产生的含NO尾气经管道输送至烟气输入管道；NOx脱附***所用的脱附剂为水蒸气；NOx氧化***所用的氧化剂为臭氧，由臭氧发生器产生；NOx吸收***为鼓泡塔，所用的吸收剂为稀硝酸。
前述的烟气中氮氧化物制硝酸***，所述的杂多酸吸附剂包括磷钨酸H3PW12O40、锗钨酸H4GeW12O40、硅钨酸H3SiW12O40、磷钼酸H3PMo12O40，吸附温度为105～200℃，烟气空速为500～10000h-1。
前述的烟气中氮氧化物制硝酸***，所述的水蒸汽由蒸气发生器产生，水蒸汽含量为3.1～83.4vol.％，脱附温度为25～95℃，空速为50～1000h-1。
前述的烟气中氮氧化物制硝酸***，所述的臭氧浓度为10～120mg/L。
前述的烟气中氮氧化物制硝酸***，所述的稀硝酸浓度为2～10％。
本实用新型工艺设备简单易操作，所用各种原料价格低廉，烟气脱硝成本低并可以实现废气资源化，便于推广使用。
附图说明
附图1是本实用新型的结构示意图。
其中，1、烟气输入管道；2-1、三通阀；2-2、三通阀；2-3、三通阀；2-4、三通阀；2-5、三通阀；2-6、三通阀；3-1、吸附床；3-2、吸附床；4、水蒸汽发生器；5、氧化反应器；6、臭氧发生器；7、吸收塔；8、制酸尾气管道；9、单向阀；10、烟气排放口。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
实施例1：
图1是本实用新型的结构示意图，如图1所示，脱硫除尘后的烟气经入口管道1通过三通阀2-1进入吸附床3-1，净化后的烟气经三通阀2-4通过排放口10排出。NOx穿透吸附床3-1时，切换三通阀2-1使烟气进入吸附床3-2进行吸附净化，净化后的烟气经三通阀2-5通过排放口10排出。启动蒸气发生器4，使水蒸气通过三通阀2-2进入吸附床3-1脱附NOx。脱附后的NOx混合气通过三通阀2-4、2-6进入氧化反应器5，NOx被臭氧发生器6产生的臭氧氧化。氧化后的NOx混合气进入吸附塔7，NOx被稀硝酸吸收并产生硝酸，同时产生的含NO尾气经过管道8通过单向阀9返回烟气入口管道1。所产生的硝酸经排放口11排出。
在该实施例中，烟气量为500ml/min，NOx浓度为1000ppm，吸附床3-1中所用的吸附剂为磷钨杂多酸H3PW12O40，吸附温度为150℃、空速为5000h-1。蒸气发生器4产生的水蒸气含量为8％，脱附温度为50℃、空速为500h-1。臭氧发生器6产生臭氧浓度为60mg/L。吸收塔7所用的吸收液为5％稀硝酸100ml，运行2h后，硝酸浓度变为6.2％。
实施例2-6区别于实施例1所采用的吸附剂及各步骤的工艺参数，其余条件同实施例1。实施例2-6工艺参数与性能考核见表1：
其中，所采用吸附剂的中文表述如下：H4GeW12O40：锗钨酸；H3SiW12O40：硅钨酸；H3PMo12O40：磷钼酸；H3PW12O40：磷钨酸。
表1

Claims (1)

1.一种烟气中氮氧化物制硝酸***，其特征在于由NOx吸附床、NOx脱附***、NOx氧化***和NOx吸收***组成；NOx氧化***由氧化反应器和臭氧发生器通过管道串联组成，NOx吸附床由两组或两组以上并列组成，吸附床内填充杂多酸吸附剂，每组吸附床的入口经三通阀连接至NOx脱附***和烟气输入管道，出口经三通阀连接至烟气排放口和氧化反应器入口，氧化反应器出口通过管道与NOx吸收***入口连接，NOx吸收过程所产生的含NO尾气经管道输送至烟气输入管道；NOx脱附***所用的脱附剂为水蒸气；NOx氧化***所用的氧化剂为臭氧，由臭氧发生器产生；NOx吸收***为鼓泡塔，所用的吸收剂为稀硝酸。
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