本发明专利技术公开一种含氮氧化物废气的处理方法及装置，该方法利用Ｆｅ↑［２＋］易于与ＮＯ形成较稳定的Л－酸位配合物，以及Ｆｅ↑［２＋］易于被ＮＯ↓［２］氧化的性质，采用亚铁盐溶液作为吸收剂，通过吸收－氧气氧化的二段循环方法，对氮氧化物进行净化处理，经处理后废气中氮氧化物达到排放标准，且处理过程中得到混凝剂三价铁盐或聚合铁盐产品，可用于水的混凝净化处理，真正实现了“以废治废、变废为宝”的目的。本发明专利技术的装置包括通过管道在流程上依次连接的吸收塔、第一循环泵、氧化反应塔和第二循环泵，形成循环，该装置中亚铁溶液对氮氧化物进行二次吸收处理，且亚铁溶液也得到了两次氧化，从而保证了好的吸收效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大气环境污染治理领域，具体涉及废气中氮氧化物污 染的治理和装置。
技术介绍
氮氧化物(NOx)污染物主要是指NO和N02的混合物，其来源 广泛煤炭、重油和柴油等化石染料的燃烧，是大气中氮氧化物污染 物的最大来源，硝酸、氮肥、火药等工业中排放的废气也是大气氮氧 化物污染物的重要来源之一，此外在金属表面硝化处理及有机物硝化 过程中，也排放浓度不等的含氮氧化物的废气。由于NOx特殊的化 学特性，采用一般的吸收法对其处理，往往不能将其完全吸收，效果 不佳，总存在一定浓度的NOx随尾气排放。不同过程中排放的氮氧 化物废气中，其浓度相差较大，从几百 几千mg/n^不等，这些含氮 氧化物的废气排放到大气中，对大气环境的污染和对人体健康的危害 很大。目前我国对于大气中氮氧化物NOx污染物的排放标准已经定位 于20(T300mg/m3，因此对于含氮氧化物废气的处理问题，是企业必 须解决的重要问题。目前国内外对氮氧化物的治理方法，主要有吸收法(包括化学吸 收和延长吸收等)、吸附法和催化法(包括选择性催化、非选择性催 化等)。化学吸收法有碱吸收法、氧化吸收法和还原吸收法三种，其中，碱吸收法存在吸收不完全的问题，其排放尾气中的氮氧化物浓度仍然较高， 一般维持在800~ 1500mg/m3，甚至更高；氧化吸收法是用浓硫 酸、H202、重铬酸钾、高锰酸钾等具有强氧化性的溶液将NOx中的 NO氧化为N02或HN03而被进一步吸收，但因H202、高锰酸钾等价 格昂贵以及需要加设回收设备等，运行费用高，难以在工业上得到广 泛应用；还原吸收法主要采用尿素吸收硝酸尾气中的NOx，生成N2 直接排放。延长吸收法利用N02与H20反应生成硝酸的原理，在原 吸收塔的后面增加一个吸收塔，增大尾气的氧化空间，延长NO的氧 化时间和N02的吸收时间，从而达到消除尾气中NOx的目的，但是 该方法的吸收效果不明显，无法达到排放要求。常规吸附法利用多孔吸附剂吸附硝酸尾气中的NOx，以达到净化 的目的，具有净化效率高、资源回收利用、设备简单、操作方便等特 点，但是所需吸附剂量多，设备庞大，要进行连续操作则要至少两套 以上的吸附设备，增加了投资费用和运行费用。变压吸附法具有工艺 简单，操作方便，整个装置的运行可实现自动控制等优点，但是变压 吸附工艺的广适性较差，受硝酸生产工艺的影响较大，不同的硝酸生 产尾气需要采用不同的变压吸附工艺。选择性催化还原法能够使废气中的NOx含量降至600mg/m3以下, 但也存在操作条件严格，需要消耗大量的氨气，需要严格控制尾气中 氨气的含量等问题。非选择性催化还原法对还原剂的选择范围较宽, 反应温度较高(一般为550—85(TC)，可回收余热，但是对废气的组 成较为敏感，消除NOx效果不好，且需要催化剂的量很大，容易生成氰化物等二次污染物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种对氮氧化物吸 收速率快、吸收量大、工艺简单、操作要求低、运行费用低、不会产 生二次污染，且可得到高附加值的化工产品的，针对废气中氮氧化物 进行处理的方法。本专利技术的另一个目的在于提供利用上述方法对含氮氧化物废气 进行处理的装置。本专利技术的上述目的是通过如下方案予以实现的-一种含氮氧化物废气的处理方法，该方法包括吸收反应和氧化反 应两个步骤，其中吸收反应是指采用亚铁盐溶液作为吸收溶液，对含氮氧化物废气 中的氮氧化物进行吸收，其中各物质所发生的化学反应如方程式(1) -(3)所示。Fe2+ + NO o [Fe(NO)产 (1)2Fe2+ + N02 + 2H+ = 2Fe3+ + NO + H20 (2 )3N02 + H20 = 2HN03 + NO (3 )由于含氮氧化物的废气中，主要是含有NO，因此上述反应方程 式中，以化学方程式(1)中的反应为主；如果废气中含有过剩的氧 气，则也会发生如下式(4)所示反应2NO + 02= 2N02 (4) 上述化学反应方程式中，式(1)的反应为一个可逆反应，当亚 铁溶液不断吸收氮氧化物，使得式(1)中的反应产物[Fe(NO)产在吸收液中的浓度达到一定值时，(1)式将处于一种动态平衡，此时吸收 液对氮氧化物的吸收去除效果变差。因此，为了让式(1) 一直保持向右进行，保证亚铁溶液对氮氧化物的稳定高效的吸收效果，就必须要使得2+ + 02 + 4H+ = Fe3+ + NO + 2H20 (5 )2NO + 02= 2N02 (6) 3N02 + H20 = 2H+ + 2N03_ + NO (7 )由上述式(5)、 (6)和(7)可以看出，[Fe(NO)产在氧化剂的作 用下生成了三价铁盐，而上述各反应式中新产生的NO也在氧化剂的 作用下逐渐转化为N03—，由此就保证了亚铁溶液不断吸收氮氧化物， 并保持稳定的吸收效果，同时生成的三价铁以及硝酸根离子，还可以 制备成高效无机净水剂环保产品。上述处理方法中，所用的亚铁溶液可以选择任何一种常用的亚铁 溶液，如硫酸亚铁溶液、氯化亚铁溶液、硝酸亚铁溶液或磷酸亚铁等 任意一种，或者两种以上的混合溶液；亚铁溶液中的亚铁离子浓度可 选择0.5 16%的质量百分比。上述处理方法中，为提高吸收反应和氧化反应的速度，还可以在 这两步反应中加入一些催化剂，如二价锰盐、二氧化锰或碘化物等。 上述处理方法中，吸收反应和氧化反应的反应温度均控制在5 ll(TC以内。上述处理方法中，吸收反应和氧化反应的压力均控制在0 10个 大气压以内。上述处理方法中，待处理的含氮氧化物废气中，氮氧化物的浓度7范围为50 10000mg/m3。本专利技术还提供用于上述方法对氮氧化物进行处理的装置。该装置 包括通过管道在流程上依次连接的吸收塔、第一循环泵、氧化反应塔 和第二循环泵，其中，吸收塔底部的排液口与第一循环泵的输入端连 接，第一循环泵的输出端与氧化反应塔上部的进液口连接，氧化反应 塔底部的排液口与第二循环泵的输入端连接，第二循环泵的输出端与 吸收塔上部的进液口连接。此外，吸收塔的下部和上部分别设有用于 输入含氮氧化物废气的进气口和排气口 ，氧化反应塔的上部和下部分 别设有用于输入氧气的氧气进气口和排气口 。上述吸收塔采用逆流操作，气体从塔体下方进入吸收塔，向上流 动从塔顶排出。上述吸收塔的中部设有填料或塔板，填料或塔板的下部设有用于 储存吸收液(亚铁溶液)的吸收室，含氮氧化物废气的进气口设置在 塔体的吸收室部位，当含氮氧化物的废气从进气口进入时，就进入到 吸收室中，吸收室中的亚铁溶液和氮氧化物迅速发生吸收反应，然后 含氮氧化物的废气向上运动进入填料或塔板中，而吸收室中的液体则 从吸收塔排液口流出由第一循环泵引入氧化反应塔。上述氧化反应塔的中部设有填料或塔板，塔体上部设有氧气进气 口，当吸收液从氧化反应塔上部的进液口进入时，氧气也从进气口进 入，在填料或塔板处就发生气-液的氧化反应，通过填料或塔板的氧 化反应液从塔底的排液口排出，由第二循环泵引入吸收塔，从吸收塔 上部的进液口进入，然后通过吸收塔的填料或塔板，与经过吸收液净化的含氮氧化物废气相遇，此时氧化反应液中依然含有大量的亚铁离 子，于是和氮氧化物发生第二次吸收反应，当含氮氧化物的废气达到 塔顶的时候已经经过了两次本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含氮氧化物废气的处理方法，其特征在于该方法采用亚铁盐溶液作为吸收剂，对含氮氧化物废气中的氮氧化物进行吸收净化处理，具体包括如下步骤： （１）含氮氧化物废气通入亚铁盐溶液中； （２）亚铁溶液和氮氧化物进行吸收净化反应； （３）将经吸收反应处理后的气体排入空气中。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李明玉，唐启红，陆哲维，钟少芬，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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