一种电弧风洞高浓度大排量氮氧化物尾气的吸收装置及吸收方法与流程

本发明涉及热防护试验设备电弧风洞技术领域，尤其涉及一种电弧风洞高浓度大排量氮氧化物尾气的吸收装置及吸收方法。

背景技术：

电弧风洞将空气在高电压下击穿形成等离子体，经过试验后等离子体冷却复合形成氮氧化物尾气。尾气中nox浓度较高，气体颜色为红棕色，对人体、设备及环境有一定危害。尾气中的nox主要包含no、no2，一般情况下no比no2多2倍，但no微溶于水，因此很难将电弧风洞尾气中nox高效的脱除。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的是如何对电弧风洞排出的高浓度大排量氮氧化物尾气进行高效、有效地处理。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

1、一种电弧风洞高浓度大排量氮氧化物尾气的吸收装置，所述装置包括缓冲罐、一号吸收塔、内置有氧化剂的氧化塔、二号吸收塔和尾气排放装置；

缓冲罐底部设置有进气口，顶部通过第一输送管道与一号吸收塔的底部连通；一号吸收塔的顶部通过第二输送管道与氧化塔的底部连通；氧化塔的顶部通过第三输送管道与二号吸收塔的底部连通；二号吸收塔的顶部设置有尾气排放装置；

一号吸收塔和二号吸收塔的以喷淋的方式向塔内加入碱液。

2、根据技术方案1所述的装置，氧化剂为可氧化一氧化氮的氧化剂，优选为高价锰酸盐或高价氯酸盐。

3、根据技术方案1所述的装置，所述碱液为氢氧化物强碱或者碳酸盐弱碱。

4、根据技术方案3所述的装置，以质量分数计，所述碱液的浓度为10％-30％。

5、根据技术方案1至4任一项所述的装置，第一输送管道上设置有阀门。

6、根据技术方案1至4任一项所述的装置，一号吸收塔和二号吸收塔的外壁为不锈钢或碳钢，内壁为玻璃钢。

7、根据技术方案1至4任一项所述的装置，尾气排放装置包括烟囱和用于将二号吸收塔顶部排出的尾气输送至烟囱的风机。

8、根据技术方案1至4所述的装置，缓冲罐的容积为10至50立方米。

9、根据技术方案1至4所述的装置，所述氮氧化物包含一氧化氮和二氧化氮。

10、一种利用技术方案1至9任一项所述装置吸收电弧风洞高浓度大排量氮氧化物尾气的方法，所述方法包括如下步骤：

将电弧风洞排气口排出的尾气从缓冲罐底部的进气口输送至缓冲罐中；

利用第一输送管道将缓冲罐内的尾气输送至一号吸收塔内，同时以喷淋的方式向一号吸收塔内加入碱液；

将经过一号吸收塔处理后的尾气通过第二输送管道输送至氧化塔内进行氧化处理；

将经过氧化处理后的尾气通过第三输送管道输送至二号吸收塔内，同时以喷淋的方式向二号吸收塔内加入碱液；

将从二号吸收塔顶部排出的尾气通过尾气排放装置排至空气中。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

由于电弧风洞尾气中氮氧化物浓度高，且no比例大，no微溶于水，很难被吸收，使用氧化剂可以将no氧化成易溶于水的高价氮氧化物，实现no快速、高效吸收；吸收工艺按照一号吸收塔、氧化塔、二号吸收塔的顺序依次处理，一号吸收塔吸收尾气中no2的同时促进no向no2的转化，大大降低氧化塔中氧化剂的消耗，提高效率降低运行成本；二号吸收塔设置在氧化塔后，可以将氧化塔生成的高价氮氧化物快速、高效脱除。

附图说明

图1是本发明提供的电弧风洞高浓度大排量氮氧化物尾气的吸收装置的结构示意图。

图中：1：缓冲罐；2：一号吸收塔；3：氧化塔；4：二号吸收塔；5：尾气排放装置；6：第一输送管道；7：第二输送管道；8：第三输送管道；9：烟囱；10：风机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种电弧风洞高浓度大排量氮氧化物尾气的吸收装置，氮氧化物包含一氧化氮(no)和二氧化氮(no2)，该吸收装置的结构可以参考图1，包括缓冲罐1、一号吸收塔2、内置有氧化剂的氧化塔3、二号吸收塔4和尾气排放装置5；缓冲罐1可以为不锈钢材质，容积可以为10至50立方米；一号吸收塔2和二号吸收塔4的外壁可以为不锈钢或碳钢，内壁可以为玻璃钢；

缓冲罐1底部设置有进气口，顶部通过第一输送管道6与一号吸收塔2的底部连通，第一输送管道6上可以设置阀门，用于控制尾气输送；一号吸收塔2的顶部通过第二输送管道7与氧化塔3的底部连通；氧化塔3的顶部通过第三输送管道8与二号吸收塔4的底部连通；二号吸收塔4的顶部设置有尾气排放装置5；

一号吸收塔2和二号吸收塔4的以喷淋的方式向塔内加入碱液。

在一些实施方式中，氧化塔内的氧化剂为可氧化一氧化氮的氧化剂，优选为高价锰酸盐或高价氯酸盐。

在一些实施方式中，所述碱液为氢氧化物强碱(如氢氧化钠、氢氧化钾)或者碳酸盐弱碱。更优选地，所述碱液的浓度(以质量分数计)为10％-30％，例如，可以为10％、15％、20％、25％、30％。

在一些实施方式中，尾气排放装置5包括烟囱9和用于将二号吸收塔4顶部排出的尾气输送至烟囱9的风机10。

本发明还提供了一种利用该吸收装置吸收电弧风洞高浓度大排量氮氧化物尾气的方法，所述方法包括如下步骤：

将电弧风洞排气口排出的尾气从缓冲罐1底部的进气口输送至缓冲罐1中；

利用第一输送管道6将缓冲罐1内的尾气输送至一号吸收塔2内，同时以喷淋的方式向一号吸收塔2内加入碱液；

将经过一号吸收塔2处理后的尾气通过第二输送管道7输送至氧化塔3内进行氧化处理；

将经过氧化处理后的尾气通过第三输送管道8输送至二号吸收塔4内，同时以喷淋的方式向二号吸收塔4内加入碱液；

将从二号吸收塔4顶部排出的尾气通过尾气排放装置5排至空气中。

工作原理：

将电弧风洞排气口排出的氮氧化物尾气输送至缓冲罐1内，然后尾气再经过第一输送管道6从一号吸收塔2底部进入吸收塔内，同时以喷淋的方式向一号吸收塔2内加入碱液，尾气中大部分氮氧化物与碱液反应生成硝酸盐溶液；

经过一号吸收塔2处理后的尾气通过第二输送管道7从氧化塔3的底部进入氧化塔3内部，氧化塔3使用氧化剂，将尾气中的no氧化为易溶于水的高价氮氧化物；

然后，尾气通过第三输送管道8从二号吸收塔4底部进入二号吸收塔4内，同时以喷淋的方式向二号吸收塔4内加入碱液，二号吸收塔4内喷淋的碱液将尾气中高价氮氧化物反应生成硝酸盐溶液；

最后，在二号吸收塔4设置的尾气排放装置5将处理后的尾气排出到大气中。

以下是本发明列举的实施例。

实施例1

一种电弧风洞高浓度大排量氮氧化物尾气的吸收装置，氮氧化物包含一氧化氮(no)和二氧化氮(no2)，该吸收装置的结构参考图1，包括缓冲罐1、一号吸收塔2、内置有氧化剂(该实施例所用的氧化剂为高价氯酸钠)的氧化塔3、二号吸收塔4和尾气排放装置5；缓冲罐1为不锈钢材质，容积为50立方米；一号吸收塔2和二号吸收塔4的外壁为不锈钢或碳钢，内壁为玻璃钢；

缓冲罐1底部设置有进气口，顶部通过第一输送管道6与一号吸收塔2的底部连通，第一输送管道6上设置有阀门，用于控制尾气输送；一号吸收塔2的顶部通过第二输送管道7与氧化塔3的底部连通；氧化塔3的顶部通过第三输送管道8与二号吸收塔4的底部连通；二号吸收塔4的顶部设置有尾气排放装置5；

一号吸收塔2和二号吸收塔4的以喷淋的方式向塔内加入碱液；所述碱液为氢氧化钠水溶液，浓度为质量分数20％；

尾气排放装置5包括烟囱9和用于将二号吸收塔4顶部排出的尾气输送至烟囱9的风机10。

实施例2

实施例2利用实施例1提供的吸收装置吸收电弧风洞高浓度大排量氮氧化物尾气，包括如下步骤：

将电弧风洞排气口排出的氮氧化物尾气输送至缓冲罐1内，然后打开第一输送管道6上的阀门，将缓冲罐1内的尾气经过第一输送管道6从一号吸收塔2底部进入吸收塔内，同时以喷淋的方式向一号吸收塔2内加入碱液，尾气中大部分氮氧化物与碱液反应生成硝酸盐溶液；

将经过一号吸收塔2处理后的尾气通过第二输送管道7从氧化塔3的底部输送至氧化塔3内部，氧化塔3使用氧化剂，将尾气中的no氧化为易溶于水的高价氮氧化物；

然后，将尾气通过第三输送管道8从二号吸收塔4底部输送至二号吸收塔4内，同时以喷淋的方式向二号吸收塔4内加入碱液，二号吸收塔4内喷淋的碱液将尾气中高价氮氧化物反应生成硝酸盐溶液；

最后，将经二号吸收塔4处理后的可排放尾气从二号吸收塔4顶部输送至风机10内，风机10的出口端通过与烟囱9的底部连接，尾气从烟囱9底部进入烟囱9内，然后排出到大气中。

经检测，经实施例2吸收后，尾气中的氮氧化物的去除率在90％以上。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。