專利名稱：一種氮氧化物廢氣處理裝置及氮氧化物廢氣處理方法
一種氮氧化物廢氣處理裝置及氮氧化物廢氣處理方法技術領域
本發明屬于廢氣處理技術領域，尤其涉及一種氮氧化物廢氣處理裝置及氮氧化物廢氣處理方法。
背景技術：
質子泵抑制劑廣泛用于治療消化系統類疾病，是近年來治療消化道潰瘍療效較好的藥物，例如奧美拉唑、埃索美拉唑、雷貝拉唑、泮托拉唑等的主要成分，但在質子泵抑制劑的工業化生產過程中會產生大量的氮氧化物(NOx)廢氣，污染環境，難吸收，制約了該類產品的工業化生產。
氮氧化物廢氣對環境的損害作用極大，既是形成酸雨的主要物質之一，也是形成大氣中光化學煙霧的重要物質和消耗臭氧(O3)的一個重要因子。氮氧化物包括多種化合物，如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮 (N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等，除NO2以外，其他氮氧化物均極不穩定，遇光、濕或熱變成 NO2和NO，NO遇到氧氣又變為NO2。
目前主要是利用堿液吸收法處理氮氧化物廢氣，堿液吸收法存在的不足是不能吸收NO，僅僅能夠吸收NO2,而且產生大量的工業廢鹽，如NaNO2等，造成二次污染。發明內容
本發明的目的在于提供一種氮氧化物廢氣處理裝置及氮氧化物廢氣處理方法，旨在解決現有技術提供的氧化物廢氣處理裝置不能吸收NO，僅僅能夠吸收NO2,以及廢氣處理過程中產生大量的工業廢鹽造成二次污染的問題。
本發明是這樣實現的，一種氮氧化物廢氣處理裝置，所述氮氧化物廢氣處理裝置包括酸洗單元，所述酸洗單元包括若干串聯的酸洗吸收塔；設置在所述酸洗單元后工位并與其串聯的水洗單元，所述水洗單元包括水洗吸收塔；以及設置在所述水洗單元后工位并與其串聯的堿洗單元，所述堿洗單元包括堿洗吸收塔；所述酸洗單元、所述水洗單元以及所述堿洗單元的每個吸收塔的底部分別設有廢氣進口、出液口，每個吸收塔的頂部分別設有廢氣排出口、進液口 ；至少在所述酸洗單元的第一個酸洗吸收塔的頂部設有空氣進口 ； 所述酸洗單元、所述水洗單元以及所述堿洗單元的每個吸收塔均設置有抽吸泵，所述抽吸泵的進口與所述吸收塔的出液口連接，所述抽吸泵的出口與所述吸收塔的進液口連接；引風機，所述引風機的進口與所述堿洗吸收塔的廢氣排出口連接，所述引風機的出口連接氣液分離器的進口；所述氣液分離器的排氣口連接干式吸附塔的進氣口。
作為一種改進，所述酸洗吸收塔為四個。
作為一種改進，所述酸洗吸收塔內部設有填料帶，所述填料帶包括若干層上下設置的網狀結構的金屬篦子。
作為一種改進，每層所述金屬篦子均由空心銅管縱橫交叉而成。
作為一種改進，每個所述酸洗吸收塔上設有的抽吸泵的進口均與其后一吸收塔的排液口通過管道連接。
本發明實施例提供的氮氧化物廢氣處理裝置包括酸洗單元，所述酸洗單元包括若干串聯的酸洗吸收塔，所述酸洗單元的第一個酸洗吸收塔的下部設有廢氣進口 ；設置在所述酸洗單元后工位并與其串聯的水洗單元，所述水洗單元包括水洗吸收塔；以及設置在所述水洗單元后工位并與其串聯的堿洗單元，所述堿洗單元包括堿洗吸收塔；所述酸洗單元、所述水洗單元以及所述堿洗單元的每個吸收塔的底部分別設有廢氣進口、出液口，每個吸收塔的頂部分別設有廢氣排出口、進液口 ；至少在所述酸洗單元的第一個酸洗吸收塔的頂部設有空氣進口 ；所述酸洗單元、所述水洗單元以及所述堿洗單元的每個吸收塔均設置有抽吸泵，所述抽吸泵的進口與所述吸收塔的出液口連接，所述抽吸泵的出口與所述吸收塔的進液口連接；引風機，所述引風機的進口與所述堿洗吸收塔的廢氣排出口連接，所述引風機的出口連接氣液分離器的進口；所述氣液分離器的排氣口連接干式吸附塔的進氣口 ；從空氣進口通入空氣，氮氧化物廢氣中的NO與O2反應生成NO2，解決了現有技術提供的氧化物廢氣處理裝置不能吸收NO，僅僅能夠吸收NO2,不能達到國家廢氣排放標準，以及廢氣處理過程中產生大量的工業廢鹽造成二次污染的問題。
本發明是這樣實現的，一種氮氧化物廢氣處理方法，所述氮氧化物廢氣處理方法包括以下步驟
步驟一在所述酸洗單元和所述水洗單元的每個吸收塔內均注入清水，啟動所述抽吸泵，清水自所述吸收塔頂部的進液口噴灑下落、循環；
步驟二 自所述酸洗單元的第一個酸洗吸收塔頂部的空氣進口通入空氣，自所述酸洗單元的第一個酸洗吸收塔下部的廢氣進口通入氮氧化物廢氣，對氮氧化物廢氣進行酸洗處理；
步驟三將步驟二酸洗處理后得到的氣體通入所述堿洗單元的堿洗吸收塔，進一步進行堿洗處理；
步驟四將步驟三堿洗處理后得到的氣體通入氣液分離器，進行氣液分離；
步驟五將步驟四分離得到的氣體通入干式吸附塔；
步驟六把經過干式吸附塔處理后的氣體排入大氣。
本發明提供的氮氧化物廢氣處理方法，從空氣進口通入空氣，氮氧化物廢氣中的 NO與O2反應生成NO2，解決了現有技術提供的氧化物廢氣處理裝置不能吸收NO，僅僅能夠吸收NO2，不能達到國家廢氣排放標準；采用多級堿洗處理，只有極少量的氮氧化物廢氣進入堿洗單元，這樣生成的工業廢鹽就會大大減少，解決了廢氣處理過程中產生大量的工業廢鹽造成二次污染的問題。
圖I是本發明實施例提供的氮氧化物廢氣處理裝置的結構示意其中，I、酸洗單元，la、酸洗吸收塔，2、水洗單元，2a、水洗吸收塔，3、堿洗單元，3a、 堿洗吸收塔，4、廢氣進口，5、出液口，6、廢氣排出口，7、進液口，8、空氣進口，9、抽吸泵，10、 引風機，11、氣液分離器，12、干式吸附塔，13、填料帶。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
圖I示出了本發明實施例提供的氮氧化物廢氣處理裝置的結構示意圖，該氮氧化物廢氣處理裝置包括酸洗單元1，該酸洗單元I包括若干串聯的酸洗吸收塔la，在本實施例中，酸洗吸收塔Ia為四個；水洗單元2，該水洗單元2包括水洗吸收塔2a，該水洗吸收塔 2a設置在酸洗單元I的后工位，并與最后一級酸洗吸收塔Ia串聯；以及堿洗單元3，該堿洗單元3包括堿洗吸收塔3a，該堿洗吸收塔3a設置在水洗吸收塔2a的后工位，并與水洗吸收塔2a串聯；該酸洗單元I、水洗單元2以及堿洗單元3的每個吸收塔分別在底部設有廢氣進口 4、出液口 5，在頂部設有廢氣排出口 6、進液口 7，該酸洗單元I的第一個酸洗吸收塔Ia的頂部設有空氣進口 8，當然其余吸收塔的頂部也可設有空氣進口 8 ;抽吸泵9，該抽吸泵9的進口、出口分別與酸洗單元I、水洗單元2以及堿洗單元3的吸收塔的出液口 5、進液口 7連接；引風機10，該引風機10的進口與堿洗吸收塔3a的廢氣排出口 6連接，該引風機10的出口與氣液分離器11的進口連接；干式吸附塔12，該干式吸附塔12的進氣口與氣液分離器11的排氣口連接。
圖I中箭頭所示方向為氣體的流向。
在本發明實施例中，氮氧化物廢氣通過廢氣進口 4進入酸洗單元I的第一個酸洗吸收塔la，并與通過空氣進口 8進入的空氣混合，然后依次經過后工位的酸洗吸收塔la，其中大部分氮氧化物廢氣都會被酸洗單元I吸收，然后依次通過水洗單元2的水洗吸收塔2a 以及堿洗單元3的堿洗吸收塔3a，引風機10是處理裝置氣體流動的動力源，使裝置中的氣體流動，氣體通過引風機10進入氣液分離器11，氣液分離器11把氣體中的水蒸氣與氣體分離，液體經氣液分離器11的液體排出口排出，氣體則進入干式吸附塔12，干式吸附塔12可把未被吸收的少量氮氧化物廢氣完全吸收，處理后達到排放標準的氣體排入大氣，解決了現有技術提供的氧化物廢氣處理裝置不能吸收NO，僅僅能夠吸收NO2,不能達到國家廢氣排放標準，以及廢氣處理過程中產生大量的工業廢鹽造成二次污染的問題。
在本發明實施例中，酸洗吸收塔la、水洗吸收塔2a以及堿洗吸收塔3a的內部分別設有填料帶13，該填料帶13包括若干層上下設置的網狀結構的金屬篦子，每層金屬篦子均為空心銅管縱橫交叉而成的網狀結構。該填料帶13通透量大，氣體阻力小能夠對O2和NO 的反應起催化作用，除去廢氣中的NO氣體，該金屬篦子由銅支撐。
在本發明實施例中，酸洗吸收塔Ia上設有的抽吸泵9的進口均與其后一酸洗吸收塔Ia的排液口通過管道連接。這樣抽吸泵9可以把后一吸收塔內的工作介質抽到前一酸洗吸收塔Ia中。
酸洗吸收塔Ia中的硝酸濃度會逐漸增大，生成的硝酸可以作為原料進一步利用， 并且只需向水洗吸收塔2a中注入清水即可，既能夠把氮氧化物廢氣中的氮元素重新利用， 也能夠降低生產成本。
為了便于理解，下面給出本發明實施例提供的氮氧化物廢氣處理裝置的工作原理及步驟
首先，分別在酸洗吸收塔Ia及水洗吸收塔2a中注入一定量的清水，清水的上液面低于廢氣進口 4所在的平面，在堿洗吸收塔3a中注入一定量的堿液，堿液的上液面低于廢5氣進口 4所在的平面；啟動抽吸泵9，啟動抽吸泵9把吸收塔中的工作介質從出液口 5中抽出，從進液口 7中噴出，每個吸收塔分別實現的工作介質的循環；從設置在酸洗單元I的第一個酸洗吸收塔Ia頂部的空氣進口 8通入空氣，然后從酸洗單元I的第一個酸洗吸收塔Ia 的廢氣進口 4通入氮氧化物廢氣開始處理，依次通過酸洗吸收塔la，大量氮氧化物廢氣被吸收，只有少部分氮氧化物廢氣未被吸收，經過水洗吸收塔2a后又有部分廢氣被處理掉， 然后廢氣進入堿洗吸收塔3a，這樣生成的工業廢鹽就很少，減少了大量工業廢鹽造成的二次污染，剩余的極少部分氮氧化物廢氣經過氣液分離器11進行氣液分離后進入干式吸附塔12處理，干式吸附塔12中的堿性吸附材料會把未處理的廢氣完全處理，氣液分離器11 把氮氧化物廢氣中的水蒸汽除去以保護干式吸附塔12，經過干式吸附塔12處理的氮氧化物廢氣就可達到廢氣排放標準，通過連接在干式吸附塔12上的排氣管道排入大氣中。
酸洗單元I的第一個酸洗吸收塔Ia中生成的硝酸濃度達到一定程度后，把該酸洗吸收塔Ia中生成的硝酸抽出用作生產原料，把相鄰后一工位酸洗吸收塔中11的硝酸溶液抽到前一酸洗洗吸收塔中，然后依次把相鄰后一工位吸收塔中較低濃度的硝酸抽到前一洗吸收塔中，最后向水洗吸收塔2a中注入清水，繼續工作循環。
在本發明中還涉及一種氮氧化物廢氣處理方法，包括以下步驟
步驟一在酸洗單元I和水洗單元2的每個吸收塔內均注入清水，啟動抽吸泵9， 清水自吸收塔頂部的進液口 7噴灑下落、循環；
步驟二 自酸洗單元I的第一個酸洗吸收塔Ia頂部的空氣進口 8通入空氣，自酸洗單元I的第一個酸洗吸收塔Ia下部的廢氣進口 4通入氮氧化物廢氣，對氮氧化物廢氣進行酸洗處理；
在該步驟中，氮氧化物廢氣被水吸收，生成稀硝酸溶液，氮氧化物廢氣中的NO與空氣中的O2發生反應生成NO2, NO2也會被水吸收，生成稀硝酸溶液；當第一個酸洗吸收塔Ia 中的硝酸達到一定濃度時，抽出第一個酸洗吸收塔Ia中的硝酸用作生產原料，然后把相鄰后一酸洗吸收塔Ia中的低濃度硝酸溶液轉入前一酸洗吸收塔Ia中，然后依次把相鄰后一工位吸收塔中的硝酸溶液抽到前一洗吸收塔中，最后向水洗吸收塔2a中注入清水，繼續循環工作，以此周而復始，經本步吸收之后絕大部分氮氧化物廢氣被吸收再利用；
反應方程式如下
2N0+02=2N02 ；
2N02+H20=2HN03;
步驟三將步驟二酸洗處理后得到的氣體通入所述堿洗單元3的堿洗吸收塔3a， 進一步進行堿洗處理；
通過酸洗單元I的處理大量氮氧化物廢氣被吸收，只有少部分氮氧化物廢氣未被吸收，經過水洗單元2后又有部分廢氣被處理掉，這樣就只有很少的廢氣進入堿洗單元3， 生成的工業廢鹽就大大減少，避免生成大量工業廢鹽造成二次污染的問題，其反應方程式如下
2N02+2Na0H=NaN03+NaN02+H20 ；
步驟四將步驟三堿洗處理后得到的氣體通入氣液分離器11，進行氣液分離；
在該步驟中，氣液分離器11把氣體中的水蒸氣分離出來，使氣體變得干燥，以便保護后邊的干式吸附塔12;6
步驟五將步驟四分離得到的氣體通入干式吸附塔12 ；
在該步驟中，干式吸附塔12為干式吸收法的公知設備，干式吸附塔12內裝有專用的堿性吸附劑，酸氣被吸附固定在吸附劑上，并與其中的成分發生化學反應，生成新的中性物質而儲存于吸附劑結構中，經過本步處理，廢氣中的氮氧化物基本完全被吸收；
步驟六把經過干式吸附塔12處理后的氣體排入大氣。
氮氧化物廢氣經以上步驟的處理，使高濃度的氮氧化物廢氣達到高效凈化的目的、避免產生大量工業廢鹽造成二次污染的問題以及把氮氧化物廢氣轉換成為可回收利用的硝酸。
氮氧化物廢氣處理裝置包括酸洗單元，該酸洗單元包括若干串聯的酸洗吸收塔； 水洗單元，該水洗單元包括水洗吸收塔，該水洗吸收塔設置在酸洗吸收塔的后工位，并與酸洗吸收塔串聯，以及堿洗單元，該堿洗單元包括堿洗吸收塔，該堿洗吸收塔設置在水洗吸收塔的后工位，并與水洗吸收塔串聯，該酸洗單元、水洗單元以及堿洗單元的吸收塔分別在底部設有廢氣進口、出液口，在頂部設有廢氣排出口、進液口，該酸洗單元的第一個酸洗吸收塔的頂部設有空氣進口 ；抽吸泵，該抽吸泵的進口、出口分別與酸洗單元、水洗單元以及堿洗單元的吸收塔的出液口、進液口連接；引風機，該引風機的進口與堿洗吸收塔的廢氣排出口連接，該引風機的出口與氣液分離器的進口連接；干式吸附塔，該干式吸附塔的進氣口與氣液分離器的排氣口連接；氮氧化物廢氣經過該裝置的處理，能夠達到國家排放標準，同時減少了工業廢鹽的產生，解決了現有技術提供的氧化物廢氣處理裝置不能吸收NO，僅僅能夠吸收NO2，不能達到國家廢氣排放標準，以及廢氣處理過程中產生大量的工業廢鹽造成二次污染的問題。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種氮氧化物廢氣處理裝置，其特征在于，所述氮氧化物廢氣處理裝置包括酸洗單元，所述酸洗單元包括若干串聯的酸洗吸收塔；設置在所述酸洗單元后工位并與其串聯的水洗單元，所述水洗單元包括水洗吸收塔；以及設置在所述水洗單元后工位并與其串聯的堿洗單元，所述堿洗單元包括堿洗吸收塔；所述酸洗單元、所述水洗單元以及所述堿洗單元的每個吸收塔的底部分別設有廢氣進口、出液口，每個吸收塔的頂部分別設有廢氣排出口、進液口 ；至少在所述酸洗單元的第一個酸洗吸收塔的頂部設有空氣進口 ；所述酸洗單元、所述水洗單元以及所述堿洗單元的每個吸收塔均設置有抽吸泵，所述抽吸泵的進口與所述吸收塔的出液口連接，所述抽吸泵的出口與所述吸收塔的進液口連接；引風機，所述引風機的進口與所述堿洗吸收塔的廢氣排出口連接，所述引風機的出口連接氣液分離器的進口；所述氣液分離器的排氣口連接干式吸附塔的進氣口。
2.根據權利要求I所述的氮氧化物廢氣處理裝置，其特征在于，所述酸洗吸收塔為四個。
3.根據權利要求I所述的氮氧化物廢氣處理裝置，其特征在于，所述酸洗吸收塔內部設有填料帶，所述填料帶包括若干層上下設置的網狀結構的金屬篦子。
4.根據權利要求3所述的氮氧化物廢氣處理裝置，其特征在于，每層所述金屬篦子均由空心銅管縱橫交叉而成。
5.根據權利要求I至4任一項所述的氮氧化物廢氣處理裝置，其特征在于，每個所述酸洗吸收塔上設有的抽吸泵的進口均與其后一吸收塔的排液口通過管道連接。
6.權利要求I所述的一種氮氧化物廢氣處理方法，其特征在于，所述氮氧化物廢氣處理方法包括以下步驟 步驟一在所述酸洗單元和所述水洗單元的每個吸收塔內均注入清水，啟動所述抽吸泵，清水自所述吸收塔頂部的進液口噴灑下落、循環； 步驟二 自所述酸洗單元的第一個酸洗吸收塔頂部的空氣進口通入空氣，自所述酸洗單元的第一個酸洗吸收塔下部的廢氣進口通入氮氧化物廢氣，對氮氧化物廢氣進行酸洗處理； 步驟三將步驟二酸洗處理后得到的氣體通入所述堿洗單元的堿洗吸收塔，進一步進行堿洗處理； 步驟四將步驟三堿洗處理后得到的氣體通入氣液分離器，進行氣液分離； 步驟五將步驟四分離得到的氣體通入干式吸附塔； 步驟六把經過干式吸附塔處理后的氣體排入大氣。
全文摘要
本發明屬于廢氣處理技術領域，尤其涉及一種氮氧化物廢氣處理裝置及氮氧化物廢氣處理方法，包括設有若干串聯酸洗吸收塔的酸洗單元；設在其后工位并與其串聯的包括水洗吸收塔的水洗單元；設置在其后工位并與其串聯的包括堿洗吸收塔的堿洗單元；吸收塔的底部分別設有廢氣進口、出液口,頂部分別設有廢氣排出口、進液口，第一個酸洗吸收塔的頂部設有空氣進口；每個吸收塔均設有抽吸泵，其進出口分別與出液口、進液口連接；進口與堿洗吸收塔的廢氣排出口,出口與氣液分離器進口連接的引風機;氣液分離器的排氣口連接干式吸附塔的進氣口；解決了現有處理裝置不能吸收NO，僅能夠吸收N02，以及廢氣處理過程中產生大量的工業廢鹽造成二次污染的問題。
文檔編號B01D53/78GK102974200SQ20121051269
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月5日 優先權日2012年12月5日
發明者宋偉國, 苗雪鳳, 王耀鵬, 馮華華, 張燦亮, 夏艷 申請人:壽光富康制藥有限公司