本发明属于湿法磷酸尾气脱氟脱硝技术领域，具体涉及一种硝酸法磷酸尾气脱氟脱硝处理系统及处理方法。
背景技术：
硝酸法磷酸的生产大多采用磷矿作原料，而这种磷矿主要由氟磷酸钙(ca5f(po4)3)组成，还有部分二氧化硅。磷矿和硝酸在酸解槽反应后，气相中的氟主要以四氟化硅(sif4)形态存在，同时含有部分氟化氢(hf)，浓硝酸的分解也会产生二氧化氮(no2)气体，因此酸解槽尾气中主要含有sif4、hf、no2等有害气体。这些有害气体污染环境并对人体的健康造成了巨大的威胁，因此，在环保要求日趋严格的今天，对硝酸法磷酸尾气的处理和回收利用尤为重要。
目前硝酸法磷酸尾气的处理工艺方法主要有钙法、钠法和钾法，钙法主要是用碳酸钙和氢氧化钙做吸收剂，由于碳酸钙法吸收效率低、投资大，所以目前化工酸性尾气主要采用氢氧化钙为吸收剂，但是用氢氧化钙做吸收剂投资较大，结垢程度高，容易堵塞喷嘴，致使喷淋塔的脱除效率变低。钠法主要是用碳酸钠和氢氧化钠做吸收剂，但是钠法的原料成本太高，一般都不采用钠法来作为处理工艺。钾法主要是用碳酸钾和氢氧化钾做吸收剂，用钾法来处理硝酸法磷酸尾气投资费用较低，结垢程度也较低，可充分利用洗涤液中的有效养分来生产硝基复合肥。
专利申请号201520426447.5，名称为“一种高效磷酸尾气洗涤装置”的实用新型专利，其结构包括碱液配置槽、洗涤液循环槽和多个洗涤塔等，虽然能够通过阀门及循环泵来控制洗涤浆液浓度，减少了碱液的使用量，从而避免了一些浪费，但是不能保证洗涤浆液在多个洗涤塔内均匀分布，浪费了一部分洗涤塔的效能，并且多个洗涤塔串联使得占地面积大大增加，成本也相应增加。
技术实现要素：
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的问题和不足，提供一种硝酸法磷酸尾气脱氟脱硝处理系统及处理方法，以提高脱氟脱硝效率，喷淋用洗涤液在系统内的浓度均匀且可控，有效节约投资成本、运行成本和占地面积，经系统处理后的硝酸法磷酸尾气的脱氟效率≥80％、脱硝效率≥40％，达到国家排放标准。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案。
一种硝酸法磷酸尾气脱氟脱硝处理系统，包括一次文丘里洗涤分系统、喷淋塔洗涤分系统和二次文丘里洗涤分系统；所述喷淋塔洗涤分系统由喷淋洗涤塔和洗涤塔循环泵构成，所述喷淋洗涤塔内上部空间设计有喷淋器和位于喷淋器上方的除沫器，塔内下部空间设计有洗涤液积液室和位于积液室上方的气体分布器，洗涤塔循环泵的进口与积液室的循环洗涤液出口连通，经一次文丘里洗涤分系统脱氟脱硝处理后的尾气由位于积液室液面上方的进气口进入塔内，由气体分布器进入喷淋洗涤空间，与由喷淋器喷头喷洒下来的洗涤液接触反应脱出尾气中的氟和硝，脱氟脱硝后的净化气体经除沫器除沫后由塔顶端的排出口排出，通过管道进入二次文丘里洗涤分系统，吸附了氟、硝组分的洗涤液由气体分布器进入积液室；
所述一次文丘里洗涤分系统包括第一循环沉积槽，设置在第一循环沉积槽尾气进口上的第一文丘里洗涤器和出口上的直管洗涤器以及第一循环泵，所述第一循环沉积槽设计有与喷淋塔洗涤分系统积液室连通的管接口、洗涤液循环出口和沉淀排出口，第一循环泵的出口与两个洗涤器内设置的喷头连通，进口与第一循环沉积槽的洗涤液循环出口连通，第一文丘里洗涤器的进气口与待处理含氟尾气源连通，直管洗涤器的出气口通过管道与喷淋塔洗涤分系统积液室液面上方的尾气进口连通，待处理的含氟尾气经第一文丘里洗涤器一次初步洗涤脱氟脱硝后，由第一循环沉积槽进入直管洗涤器，经二次初步洗涤脱氟脱硝后进入喷淋塔洗涤分系统，洗涤后的洗涤液流入第一循环沉积槽；
所述二次文丘里洗涤分系统包括第二循环沉积槽，设置在第二循环沉积槽进气口上的第二文丘里洗涤器和出气口上的罐式洗涤器以及第二循环泵，所述第二循环沉积槽设计有与喷淋塔洗涤分系统积液室连通的管接口、洗涤液循环出口和沉淀排出口，第二循环泵的出口与两个洗涤器内设置的喷头连通，进口与第二循环沉积槽的洗涤液循环出口连通，第二文丘里洗涤器的进气口与喷淋塔洗涤分系统净化气排出口连通，来自喷淋塔洗涤分系统的净化气经第二文丘里洗涤器洗涤脱氟脱硝净化后由第二循环沉积槽进入罐式洗涤器，经再次洗涤脱氟脱硝净化后的净化气，由设置在罐式洗涤器喷头后方的除沫器除沫后排放大气。
上述处理系统还设置有由洗涤液配制槽和输送泵构成的洗涤液加入系统，输送泵的进口与洗涤液配制槽连通，出口与喷淋塔洗涤分系统积液室连通，或与二次文丘里洗涤分系统第二循环沉积槽连通。
上述第一文丘里洗涤器和直管洗涤器均竖立设置在第一循环沉积槽顶盖上。
上述第二文丘里洗涤器和罐式洗涤器均竖立设置在第二循环沉积槽顶盖上。
上述一次文丘里洗涤分系统中的第一循环沉积槽和二次文丘里洗涤分系统的第二循环沉积槽可为两个独立的循环沉积槽，也可为同一个循环沉积槽通过隔板分隔成的两个部分，甚至为同一个循环沉积槽通的两个部位。
上述喷淋塔洗涤分系统中的喷淋器由2—3层喷头层构成，每层喷头层均分别由若干均匀分布的喷头构成。相邻喷头层之间上下喷头相互错位设置。喷淋器各喷头层分别由各自配备的循环泵提供洗涤液。
本发明提供的以上述硝酸法磷酸尾气脱氟脱硝处理系统进行脱氟脱硝处理方法，是以氢氧化钾溶液为脱氟脱硝洗涤液，采取一次文丘里洗涤分系统、喷淋塔洗涤分系统和二次文丘里洗涤分系统对硝酸法磷酸生产过程产生的尾气进行脱氟脱硝；在一次文丘里洗涤分系统中，采用设置在第一循环沉积槽进口上的第一文丘里洗涤器和出口管道上的直管洗涤器，使用第一循环泵将洗涤液泵入两个洗涤器内设置的喷头循环对流经洗涤器来自硝酸法磷酸生产过程产生的含氟硝尾气进行洗涤；
在喷淋塔洗涤分系统中，来自一次文丘里洗涤分系统初步脱氟脱硝净化的尾气进入喷淋洗涤塔下部洗涤液积液室上方空间，洗涤液加入到位于塔内底部的洗涤液积液室内，进入喷淋洗涤塔下部积液室液面上方空间的尾气经位于积液室上方的气体分布器进入洗涤脱氟空间，洗涤液由洗涤塔循环泵泵入位于塔内上部空间的喷淋器，由构成喷淋器均匀分布的喷头喷洒下来，与进入洗涤脱氟空间的尾气充分接触反应，洗涤脱出尾气中的氟、硝，脱氟脱硝净化后的气体经喷淋器上方的除沫器除沫后由净化气排出口排出进入二次文丘里洗涤分系统，洗涤后的洗涤液由气体分布器进入积液室；
在二次文丘里洗涤分系统中，采用设置在第二循环沉积槽进口上的文丘里洗涤器和出口上的罐式洗涤器，使用第二循环泵将洗涤液泵入两个洗涤器内设置的喷头循环对流经洗涤器来自喷淋塔洗涤分系统净化后的气体进行进一步的脱氟净化，再次净化后的气体经除沫排放大气，洗涤液流入位于洗涤器下方的第二循环沉积槽。
当喷淋洗涤塔的洗涤液积液室内洗涤液的ph值小于5.2时，将循环脱氟脱硝后的洗涤液从脱氟脱硝处理系统排出，加入新鲜的洗涤液，以增强洗涤传质动力。
所述再次净化后的气体经除沫排放大气，是指将达到排放标准的尾气由风机送入尾气烟囱排放至大气中。
在洗涤液配制槽中配置的氢氧化钾洗涤液，其质量浓度一般控制在18～22％范围。
本发明利用氢氧化钾洗涤液对磷酸尾气进行脱氟脱硝的过程中，磷酸尾气中的hf与氢氧化钾反应生成氟化钾，磷酸尾气中的sif4与氢氧化钾反应生成氟硅酸钾沉淀，磷酸尾气中的no2与氢氧化钾反应生成硝酸钾和亚硝酸钾，亚硝酸钾在空气量较多的条件下会氧化生成硝酸钾。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明通过一次文丘里洗涤分系统、喷淋塔洗涤分系统和二次文丘里洗涤分系统对磷酸尾气进行脱氟脱硝处理，尾气经五次循环洗涤，使氮氧化物和氟化物处理的更加彻底，整个系统的处理效率也得到很大提升。
2.本发明喷淋塔洗涤分系统中洗涤器的喷淋器由2—3层喷头层构成，相邻喷头层之间上下喷头相互错位设置，各喷头层分别由各自配备的循环泵提供洗涤液，使洗涤液在洗涤塔内均匀分布且流经每个喷头层的流量相等，并且使洗涤塔断面上几乎完全均匀地进行喷淋，有效提高工作效率，提高洗涤液的利用率。
3.本发明提供的系统与多塔串联系统相比，减少占地面积大大的减少，节约了空间。
4.本发明处理方法中新鲜的氢氧化钾洗涤液添加是通过洗涤塔内洗涤液的ph值自动控制，使氢氧化钾洗涤液的供给量得到准确控制，可以保证系统稳定连续地进行，有效降低成本，提高洗涤液的利用率，减少动力消耗。
5.本发明处理方法中排出含氟硝洗涤液，可以用来生产硝基复合肥，实现资源的综合利用。
附图说明
图1为本发明所述硝酸法磷酸尾气脱氟脱硝处理系统的整体结构示意图。
图中，1-第一文丘里洗涤器，2a-第一循环沉积槽，2b-第二循环沉积槽，3-输送泵，4-洗涤液配制槽，4a-药剂添加口，5-喷淋洗涤塔，5a-气体分布器，5b-喷淋器，5c-除沫器，5d-洗涤塔循环泵，6-直管洗涤器，7-第二文丘里洗涤器，8-罐式洗涤器，9-风机，10-尾气烟囱，11-流量阀，12-工艺水添加口。
具体实施方式
下面结合附图给出实施例并通过实施例对本发明作进一步的详细说明。但需要指出的，具体实施方式并不意味着是对本发明保护范围的任何限定。
如图1所示，一种硝酸法磷酸尾气脱氟脱硝处理系统，包括一次文丘里洗涤分系统、喷淋塔洗涤分系统、二次文丘里洗涤分系统和由洗涤液配制槽4和输送泵3构成的洗涤液加入系统。
所述喷淋塔洗涤分系统由喷淋洗涤塔5和洗涤塔循环泵5d构成，所述喷淋洗涤塔5内上部空间设计有喷淋器5b和位于喷淋器上方的除沫器5c，塔内下部空间设计有洗涤液积液室和位于积液室上方的气体分布器5a，气体分布器5a与喷淋器5b之间设有供添加工艺水的工艺水添加口12；洗涤液积液室设计有新鲜洗涤液加入口，循环洗涤液出口，洗涤液沉淀排放口和在洗涤液液面上方空间设计有尾气进口；洗涤塔循环泵5d的进口与积液室的循环洗涤液出口连通，出口与喷淋器进口连通；喷淋塔洗涤分系统中的喷淋器5b由2层喷头层构成，每层喷头层均分别由若干均匀分布的喷头构成，相邻喷头层之间上下喷头相互错位设置，喷淋器各喷头层分别由各自配备的循环泵提供洗涤液，经一次文丘里洗涤分系统脱氟脱硝处理后的尾气由位于积液室液面上方的进气口进入塔内，由气体分布器进入喷淋洗涤空间，与由喷淋器5b喷头喷洒下来的洗涤液接触反应脱出尾气中的氟和硝，脱氟脱硝后的净化气体经除沫器5c除沫后由塔顶端的排出口排出，通过管道进入二次文丘里洗涤分系统，吸附了氟、硝组分的洗涤液由气体分布器进入积液室；
所述一次文丘里洗涤分系统包括第一循环沉积槽2a，设置在第一循环沉积槽尾气进口上的第一文丘里洗涤器1和出口上的直管洗涤器6以及第一循环泵，第一文丘里洗涤器1和直管洗涤器6均竖立设置在第一循环沉积槽2a顶盖上，所述第一循环沉积槽2a设计有与喷淋塔洗涤分系统积液室连通的管接口、洗涤液循环出口和沉淀排出口，第一循环泵的出口与两个洗涤器内设置的喷头连通，进口与第一循环沉积槽2a的洗涤液循环出口连通，第一文丘里洗涤器1的进气口与待处理含氟尾气源连通，直管洗涤器6的出气口通过管道与喷淋塔洗涤分系统积液室液面上方的尾气进口连通，待处理的含氟尾气经第一文丘里洗涤器1一次初步洗涤脱氟脱硝后，由第一循环沉积槽2a进入直管洗涤器6，经二次初步洗涤脱氟脱硝后进入喷淋塔洗涤分系统，洗涤后的洗涤液流入第一循环沉积槽2a；
所述二次文丘里洗涤分系统包括第二循环沉积槽2b，设置在第二循环沉积槽2b进气口上的第二文丘里洗涤器7和出气口上的罐式洗涤器8以及第二循环泵，第二文丘里洗涤器7和罐式洗涤器8均竖立设置在第二循环沉积槽2b顶盖上，所述第二循环沉积槽2b设计有与喷淋塔洗涤分系统积液室连通的管接口、洗涤液循环出口，且一次文丘里洗涤分系统中的第一循环沉积槽2a和二次文丘里洗涤分系统的第二循环沉积槽2b为同一个循环沉积槽的两个部位，共用一个沉淀排出口，第二循环泵的出口与两个洗涤器内设置的喷头连通，进口与第二循环沉积槽2b的洗涤液循环出口连通，第二文丘里洗涤器7的进气口与喷淋塔洗涤分系统净化气排出口连通，来自喷淋塔洗涤分系统的净化气经第二文丘里洗涤器7洗涤脱氟脱硝净化后由第二循环沉积槽2b进入罐式洗涤器8，经再次洗涤脱氟脱硝净化后的净化气，由设置在罐式洗涤器8喷头后方的除沫器除沫后排放大气。
由洗涤液配制槽4和输送泵3构成的洗涤液加入系统，输送泵3的进口与洗涤液配制槽4连通，出口与喷淋塔洗涤分系统积液室连通且设有流量阀11；洗涤液配制槽4上设有药剂添加口4a。
上述硝酸法磷酸尾气脱氟脱硝处理系统进行脱氟脱硝处理方法，是以氢氧化钾溶液为脱氟脱硝洗涤液，采取一次文丘里洗涤分系统、喷淋塔洗涤分系统和二次文丘里洗涤分系统对硝酸法磷酸生产过程产生的尾气进行脱氟脱硝；在一次文丘里洗涤分系统中，采用设置在第一循环沉积槽2a进口上的第一文丘里洗涤器1和出口管道上的直管洗涤器6，使用第一循环泵将洗涤液泵入两个洗涤器内设置的喷头循环对流经洗涤器来自硝酸法磷酸生产过程产生的含氟硝尾气进行洗涤；
在喷淋塔洗涤分系统中，来自一次文丘里洗涤分系统初步脱氟脱硝净化的尾气进入喷淋洗涤塔5下部洗涤液积液室上方空间，新鲜洗涤液加入到位于塔内底部的洗涤液积液室内，进入喷淋洗涤塔5下部积液室液面上方空间的尾气经位于积液室上方的气体分布器5a进入洗涤脱氟空间，洗涤液由洗涤塔循环泵5d泵入位于塔内上部空间的喷淋器5b，由构成喷淋器5b均匀分布的喷头喷洒下来，与进入洗涤脱氟空间的尾气充分接触反应，洗涤脱出尾气中的氟、硝，脱氟脱硝净化后的气体经喷淋器5b上方的除沫器5c除沫后由净化气排出口排出进入二次文丘里洗涤分系统，洗涤后的洗涤液由气体分布器进入积液室，经由洗涤塔循环泵供给的洗涤液循环量为28～30m3/h；
在二次文丘里洗涤分系统中，采用设置在第二循环沉积槽2b进口上的文丘里洗涤器7和出口上的罐式洗涤器8，使用第二循环泵将洗涤液泵入两个洗涤器内设置的喷头循环对流经洗涤器来自喷淋塔洗涤分系统净化后的气体进行进一步的脱氟净化，再次净化后的气体经除沫由风机9送入尾气烟囱10排放至大气中，洗涤液流入位于洗涤器下方的第二循环沉积槽2b。
当喷淋洗涤塔5的洗涤液积液室内洗涤液的ph值小于5.2时，将循环脱氟脱硝后的洗涤液从脱氟脱硝处理系统排出，加入新鲜的洗涤液，以增强洗涤传质动力，氢氧化钾洗涤液浓度为18～22％，通入量为9～11kg/h。