含氮氧化物(NOx)废气的处理方法.docx

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1、含氮氧化物(NOx)废气的处理方法曹军(上鼻馥慎异条城器才根公司，上2O15O7)摘要：*攵介格了反H化物太毛的产金原叫处理方&,4兴合泰广网化及礼处以朱J：的改造过程的实例，对II1.IU(水吸收处理氮氧化物废气的方法进行了详细介绍，同时将该法与其他处理方法进行了比较.关键词.金瓦工化施展儿.如屋也Mta,摄出咽收格在硝化反应过程中会产生含有妞氧化物的废气,这些废气必须经过处理后才能排到大气.一套硝化装置原设计的碱吸收方法不能够达到环保要求，同时存在二次污染等问题.经过认真论证采用加压水吸收的方法处理硝化废气，最终换得了理想的效果，其原理及实践可供有关厂家参考借鉴1氯辄化物K介翅钝化物是指一

2、系列由叙元素和钝元素组成的化合物，包括有N?O.NO,N2O3、NO2、N204,N2Os.通常用分/式NoX来统一表示。大气中NOX主要以No、NO2的形式存在。NQX的危害早已被人们所认识到，主要体现在：氮氧化物对人体的危害很大，可直接导致人体的呼吸道损伤，而是一种致癌物，氮氧化物会使植物受损伤甚至死亡。在阳光的催化作用下，氮氧化物易与碳氢化物发生复杂的光化反应，产生光化学姻雾，导致严重的大气污染。氟氧化物会导致臭轨层的破坏：.氮氧化物也易与水气结合成为含有硝酸成分的酸雨1。以上光化学烟雾、酸雨及鬼毓问侬,近年来有逐渐恶化的趋势，己经成为政府及社会大众非常关心的问即.在化学工业的许多种产品

3、的生产过程中会产生含有氮氧化物的废气，例如硝酸，硝基米，,M,炸药工业等等,妥善处理这些废气，减少氮税化物的排放量，保护生态环境和人类自身，是有关企业不可推卸的贡任和必须履行的义务.同时，如何选用合理的处理方法,使经济效益和环境效益兼顾.也是有关企业和科研单位关心的问题。2硝化装置氮氧化物废气处理问题的产生某化工企业拥有一套年产3万吨二硝菸甲苯(DNT)的硝化装置.与之配套的还有一套3万吨/年的废酸回收装置“其工艺流程为：在正常运行的情况下，硝化及其配套的度酸网收装疑会产生大黄含有氮氧化物的废气，数据为：废气流量：400NM3h成分：空气，NOx,少盘有机物，其中NoX约40Kgh氮氧化物的来

4、源是：1）在稻化工艺系统中的硝酸是过量的.这样就会有一部分硝酸在温度比较恋的硝化条件下发生分解，产生氟钝化物.2）硝化反应中会发生一些氧化副反应.这些副反应会导致氢氧化物的生成。3）完成硝化反应的废酸被送到废酸浓缩装置中回收，这些废酸中含有亚稻基诡酸（NOHSO4）.在浓缩前亚硝基硫酸戢脱除抑，这个脱除过程会产生氟氧化物，其反应如下：2NO2+H2SO4-NOHSO4+HNO32NOHSO4+H20NO+NO2+2H2SO4为了吸收这些氮氧化物，该厂原来设计有一套喊液吸收装黄，装置的流程示意图如卜：其反应原理为：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO2+N

5、aNO3+H2O其中No不能单独被NaoH吸收，当硝烟中No含量高于NO2时.过量的NO不能被吸收破坏.因此必须首先将一半以上的NO氧化为NOx,NONO2=I效果最佳该套吸收装置在投入运行后暴露了很大的问题,具体有：1）排放废气不合格：吸收塔顶部经常目出大量棕黄色的尾气，其中翅氧化物的浓度达到2000mgM3-3（X）0mgM3,远超国家标准，2）废液处理困难：原来计划吸收之后的硝酸钠和亚稻酸钠可以作为副产品外卖.但实际情况是碱液中的硝酸钠及亚硝酸钠无法达到市场所能接受的浓度，而H.含有大量的为机物及碳酸钠等杂质。如果作为污水处理,则需要花费大地的资金.3）装置运转率低：由于吸收后的碱废液中

6、含有大量盐类，经常造成吸收塔和管线的堵塞.引发设得故障，需要不定期用去离子水清洗，从而影响正常运行。为解决减吸收装置效果不佳的问题,采取很多措施，但均未能有效解决问即，例如：1）在入1.J增加空气的补充量，将No氧化为NO2;但此法收效甚微，因为在硝化废气产牛.过程中和空气有充分的接触，氧化度较高，进入吸收塔的废气中氤氧化物已经以NO?为主，再补充空气意义不大。2）提高新鲜喊的浓度：提高浓度虽有利于加快氮K化物与碱的反应速度，但加快的反应速度导致放热量增加，从而提高了吸收液的温度，反过来又抑制了吸收反应的进行.两相抵消，收效很小.3）也曾经是怀锭是碱吸收塔的填料不够高导致吸收效果差，因此实施了

7、停工改造，将塔加高，将填料层由原来的两层增加到三层,事实证明情况只是略有好转，没有从根本上解决问题。3氯氧化物脱除技术选择实践证明僦吸收塔在氮氧化物废气处理中存在诸多问题，不能终完成这个任务，要彻底解决氮氯化物废气问题，必须另辟馍径.经调置，目前国内外使用比较广泛的含氮氧化原法，以及吸附法：湿法包括吸收法，吸收还原法物废气的处理方法可分为干法和湿法两大类，其中和络合吸收法等2。干法可以分为选择性触媒还原法和选择性非触媒还下面将各种方案的特点列表如下：1处理方法反应原理得注普选择性催化还原法选择性催化还原法(SCR)选择性若催化还原法(SNCR)用Hz,CO等其它可燃气体或暧气作为还原剂进行催化

8、还原使适用于废气址大或工艺中有合适NOX转化为N,.的废气产生的情况使用氨等还发剂在金网佛化剂的作用下将纵轨化物还晾为毓气zvr.op,.利公也S六和水5?属傕化剂价格，父岛以较跖的温度作为推动力，含凝的化合物与氮氧化物反应使其依“.还原为氯气和水能祗认吸收还原法使用尿素.高钻酸钾.亚成酸盐等还原剂还原氮氧化物能变消耗其它的化学品吸附法使用分子篇或活性炭等吸附适于鼠氧化物较少的情况吸收法使用水、酸，碱或烙融金属盐液吸收HI范倍广，儒根据具体情况选择从上表可以看出，以上所列的各种方法大部分都需要引入新的化学品，或使用催化剂、吸附剂等，造成处理过程的能耗和物耗较高。被处理后的氮氧化物或者被还原为了

9、氮气.不能够回收利用：或者成为其它的化学物质，有可能造成二次污染4加压水吸收IKH化物脱除技术的采用经过多方比较和论证，针对本厂废气流盘小、NOX含量高的特点,并参考国内外的有关经验.最终选择了加压水吸收法，即采用水作为吸收剂.在低温、加压的工艺条件下吸收废气中的氮氧化物，其工艺特色为：D直接采用去离子水作为吸收剂，不再引入其它的化学品,水吸收的反应原理为：2NO+O2TNo2:H0=-114kJ.mo1.-1.(1)3NO2+H2O2HNO3+NO;H0=-69.92U.mo1.-1(2)由于废气中足够过盘的空气存在，反应U)和反应(2)会连续发生,最终使氮氧化物基本上全部转化为硝酸3。水的

10、加入量决定了最终产品酸的浓度.为了保证足修的吸收效果，一般将浓度控制在40%左右，2)将废气的吸收压力提高到5barg,从而提高吸收效果根据气体吸收原理中的学利定律：溶质在气相中的平衡分压与其在液相中的浓度成正比，即：P*=Ex.其中E为亨利系数。由上式可以看出，提高吸收压力，即提iiP*.会引致X的增加，从而提高赳氧化物在水中的溶解度，反应物浓度的提高会加快氮弱化物与水的反应速度，从而提高吸收效率.3)采用带有冷却剂盘管的吸收塔，使吸收温度保持在25C以下从热化学方程式(1)和(2)的玷变可以看出，反应(1)和反应(2)均为放热反应，意味着随着吸收过程的进行，吸收液的温度会逐渐升高。享利定律

11、中的亨利系数E的变化规律，是防混度的升高而增大，这也就意味着气体溶解度防温度升高而减少，从而影响吸收过程的进行.为了将吸收过程产生的热量及时移走，采用了带有冷却剂就管的吸收塔，以降低吸收过程的温度。该吸收1：艺的主要设备介绍：*废气压缩机：为满足加压的需要，使用一台液环式压缩机以提高硝化废气的压力。该压缩机使用水/稀硝酸作为工作液，可以使流量为400NM3h的硝化废气从常化加压到5Barg.*水吸收塔：这是加压水吸收反应设备。该塔为不锈钢材质，高度为20米，设有10个塔盘，每一个塔盘上均设有冷却盘管，使用5度的冷却介质,使整个塔的吸收温度保持在25度以下。去陶子水从顶部加入,经过逐层塔盘的吸收

12、后，花底部转变为浓度40冬的稀酸，进入稀硝酸味储存。*稀硝酸楸：用于存储吸收后产生的稀硝酸，*去离子水泵：该泵将去离子永输送到吸收塔的顶端。为了满足去离子水小流量，高压力的要求，-一般采用往复泵。该方案的流程如下：在废气压缩机入口产生的负压的作用K来自硝化装置和废酸回收的含有大地氮氧化物的废气被收集到废气处理装Et在这里被压缩机加压到5barg.然后送入废气吸收塔.废气吸收塔是一个多层泡罩塔塔盘Jt带有冷却盘管.在吸收塔的顶部，使用去离子水泵，将定量的水被输送进来.通过对水量的控制,可以决定最终所吸收得酸的浓度.去离子水通过塔盘逐层流卜.，在每层塔盘匕与上升的废气接触,由于压缩机提供的压力S1

13、.辄化物的溶解度增大，与水的反应速度加快.反应所放出的热量由饵一层塔盘上的冷却盘管带走。由于段气中大量的空气的存在，使得叙氧化物与水的反应能够进行得很完全.通过监视塔盘上的温度，可以及时了解吸收反应进行的情况.经过吸收反应的废气中的忸氧化物已经很少，可以在塔顶且接排放.5实际使用效果评价经过相关设为选型制造和安装调试后，该装置投入试运行,经过一段时间的运行和调整，加压水吸收氟轨化物的装时.达到了预计的吸收效果，经过检测,塔顶尾气排放浓度降低到20OmgzM3以下.达到了国家规定的标准.吸收塔顶上的黄色烟翁再也看不到,该装置顺利通过了环保部门的验收，在新装置的使用过程中也发现了一个问题,就是放空

14、气体的流量较大，会造成相当大的噪音,形成新的污染源.后在放空口处增加了一个消音器来C：S）解决此问题根据以上对该工艺的分析和装褥的实际运转情况,可以总结出该工艺的优点是：1）吸收效率高，本厂NoX含量较高的氮轨化物废气经过此装置吸收后能够完全达到国家标准.2）使用水作为吸收剂，价值低廉，而且不必引入新的化学品，避免了新的化学品有可能造成的二次污染.3）吸收产物为稀硝酸，不产生含盐的废水，毋须处理，大大减轻了环境保护压力。而且产生的稀植险可回收利用，因此回收了废气中的氮氧化物,既减轻了污染，乂创造了价值，变废为宝。当然，与其他处理方法相比,该工艺也存在一些缺点，主要是：D需要一定的前期投资,用于

15、购买不锈钢材质的废气压缩机及吸收塔2）该吸收方法需要在技低的温度下进行，因此运行中需要消耗定的制冷IM对于整个工艺系统中没有足够制冷量的装置不宜采用此工艺。6结束语综上所述，采用加压水吸收的方式回收硝化装理产生的含有缸氧化物的废气，除前期投资稍大外（需要来购不锈钢材质的吸收塔及压缩机）,（F转第97页）变化趋势不明显。少雨的一季度、四季度晋江水系水质状况优下多雨的二季度、三季度。4.2 根据均值型指数评价法，13个省控断面的水痂优劣状况可定量排序：只要P大于020,则水旗必超I1.类水J贞标准：晋江水系的污染特征为有机污染型污染,在2003年之后，水痂污染呈加重趋势。4.3 单因子评价法的优点

16、是简单、直观、工作域小，适合管理需要：均值型指数评价法虽然工作量大,但可定量比较水质状况、确定污染特征和研究污染变化趋势，适合研尢需要。两种方法可相比补充.4.4 “十五”期间，晋江水系双氮基本呈上升趋势，而镭酸拙指数呈现下降趋势，高钵酸盐指数与包氟并不总是呈正相关关系。“十五”期间与“九五期间相比,晋1和晋10的氨氮污染明显改善,而晋2、晋3、晋11、晋12和晋13尤其是感潮河段则存在高铳酸盐指数与氨氮污染加剧的趋势。XStMI吴如诜.阵仪制依限AtIS放烫化均势及控刖对策,福也环境.2003.20(5):21-23.2环境版fit褥价M桂芬输苦.203,2O1.32001年2005年泉州市

17、环境监测年假.寂州市环境依测站编，11995年20。年泉州市环境陋M报告书.枭州市环境监测站编Anana1.ystsofwatTEVirOnmnUqu1.ityinJinjinnKRiVCrS)MCtnanditsJrvndHongXiaoqinXinQingtcng1HongShanshan(QuaiMhixienvirenU1.nNu1.ving1Ution(mz1.u362(XM)AbMiact:A(XC1.XIingtoIheWmiprehcnsiveana1.ysisofthenxnioringdaofWa1.efenvironmentqua1.ityinJinjiangri、VrS

18、yMCnuhCre*sShQWSt1.atduringIheperido1.,t1.etenthfiveWarCaIerqu1.r),inWJo1.,IheprvnceM1.r1.dnhugsectihasvadedI1.iethidCIaSSS1.aiiikiidA1.iewa1.erqua1.ityof1.ngStreu11isexce1.1.ent.t1.etida1.pintoft1.e1.iverisgd1.u:po1.1.utionwaic1.asite1.intuewaterqua1.ityin2003with1.essrain;irx1.IhcHrMax1.forthiMxfC

19、adIyeararcbetterthantheycxwithmorerainandtheWnndyKon;indtheIhin1.seasonofeachycur,ax1.thewaterqu1.ityWCnIdownafter2003JnUdiIin.aHnpara1.withtheSitUationintheperiodoftheninthIhvyeans,thevcrbn11enurc11d:(上接第I(H页)其处理效果，运行资用均较理想，其环保效益完全可以抵上前期投资，值得相关厂家学习和借鉴.境保护.1999.(1):47-51.2易红宏等.筑辄化物改气的治理技木J.环境科学动春.19

20、9X.14(4):17-20.3何争先主i.大气污染控制工程及吨用实例MJ.北京：化学工业出版社，2004:201-207.I忠宇含案Si化物(NoX)工业废气治理山.石油化工环TrwtnxnOfNOYcxUnintcff1.sAbWiiw1.:cmanexampkDfnMxfitca1.umofwasteUvent4un1.inanitrationp1.aX.U11M1.ucdI1.iegenera1.productionandIrva1.nieiHofNOxCKHiIainina1.edgac11iurdwithstnxrnrrpkCXPkXna1.wxi.APreVSUnZedMeraborpCiunPrCKx%、waxSiVennureCk1.1.kI1.KkUmparedwiththesortcr