一种氮氧化合物废气处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及氮氧化合物废气处理技术领域，特别涉及一种氮氧化合物废气处理装置。


背景技术：

2.氮氧化合物对大气造成的污染，其中nox（n2o、no、no2、n2o3、n2o4和n2o5）就是主要的大气污染物之一，与空气中o2以及水h2o反应产生酸雨，在光化学反应条件下产生光化学烟雾，影响可见度；nox是形成酸雨和破坏大气臭氧层的重要因素。当nox的浓度过高时对人或者动物的呼吸系统有强烈的刺激性作用；工业废气中nox主要成分是no和no2。no2是有刺激性、毒性很强的棕黄色气体，对人体健康、植物生长、材料腐蚀有严重危害。
3.常见的硝酸生产使用领域，如金属表面处理行业，需大量使用硝酸，特别是不锈钢酸洗工艺多采用硝酸氢氟酸混酸酸洗，常规采用密闭酸洗工艺中，虽然解决了酸洗槽废气外逸的问题，但没有解决废气达标排放或资源化利用问题。由于密闭体系中缺氧，no不会被氧化，且no难溶于水，无色，碱洗吸收效果差。也有在喷淋水中加双氧水氧化的办法，将no氧化成no2，达到脱硝的目的，但效果不佳，且成本高。废气处理化学方程式如下：
4.2no＋o2== 2no
2 或no＋h2o2==no2＋h2o
5.3no2＋h2o== 2hno3＋no
6.或3no2＋2naoh== 2nano3＋no＋h2o
7.在no2被水吸收生成硝酸时，发生歧化反应，有三分之二的no2生成硝酸或硝酸钠，三分之一的no2生成no，造成废气很难通过简单水洗或碱洗使nox达标排放的原因，同时由于密闭空间内氧气的消耗，降低了氧气分压，使得氧化反应缓慢，降低了nox脱除效率。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是提供一种氮氧化合物废气资源化利用方法及处理装置，该装置既能有效处理氮氧化合物废气，实现超低排放，又可以将nox生成硝酸，变废为宝，实现资源化再生利用。
9.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
10.一种氮氧化合物废气处理装置，包括酸洗槽、循环泵、文丘里气液反应器和氧气罐，所述循环泵包括进液口和泵出液口，所述泵进液口与酸洗槽连接，所述泵出液口与反应器进液口连接，所述酸洗槽包括酸洗室和废气室，所述废气室位于酸洗槽上部空间，所述文丘里气液反应器包括反应器进液口，反应器喷射口和反应器低压进气口，所述反应器低压进气口连接有反应器进气管道，所述反应器进气管道连接有三通管一，所述三通管一连接有三通管二，所述三通管一第三端连接有废气循环管，所述反应器喷射口连接有酸液循环管与酸洗槽连接，所述废气循环管与废气室连接，所述氧气罐与三通管二之间连接有氧气管道。所述所氧气罐配备减压阀和流量控制阀。
11.采用上述技术方案，酸洗槽内金属与酸液反应进行酸洗，产生nox废气进入废气室
内，循环泵、文丘里气液反应器和酸洗槽形成酸液循环，废气与氧气一道被循环吸入文丘里反应器，并在酸洗槽中混合，生成硝酸和no，在酸洗槽上部空间，no和过量的o2反应，同时被吸入文丘里反应器，循环往复，采用这种方法彻底将no氧化吸收为硝酸，实现nox废气的治理和资源化利用。
12.作为优选，所述三通管二第三端连接有废气处理系统。
13.采用上述技术方案，反应器低压进气口用于控制气体运动方向，废气循环管用于运输气体，废气处理系统用于处理开盖放料时及最终结束酸洗后取料时的废气。
14.作为优选，所述三通管二与废气处理系统之间固定连接有废气管道阀门，所述三通管二与氧气罐连接之间安装有减压阀与开关阀，所述减压阀较开关阀更靠近氧气罐。
15.采用上述技术方案，废气管道阀门用于控制气体是否进入废气处理系统内，开关阀控制氧气是否进入文丘里气液反应器内，减压阀用于控制氧气罐前方的压力，防止压力过大。
16.作为优选，所述废气管道阀门只有在酸洗槽进料或出料时打开。
17.采用上述技术方案，防止在酸洗过程中废气进入到废气处理系统中，浪费资源。
18.作为优选，所述废气室内设有压力传感器和低压阀。
19.采用上述技术方案，废气室在酸洗过程中处于微负压状态，压力传感器实时监控废气室内压强，防止废气室内压强过高，低压阀用于控制废气室内的压力。
附图说明
20.图1 为实用新型的一种实施例的立体图。
21.附图标记：1、酸洗槽；2、循环泵；3、文丘里气液反应器；4、氧气罐；5、泵进液口；6、泵出液口；7、酸洗室；8、废气室；9、反应器喷射口；10、反应器低压进气口；11、三通管一；12、酸液循环管；13、废气循环管；14、废气处理系统；15、废气管道阀门；16、减压阀；17、流量控制阀；18、压力传感器；19氧气管道；20、低压阀；21、三通管二；22、反应器进气管道；23、反应器进液口。
具体实施方式
22.以下所述仅是本实用新型的优选实施方式，保护范围并不仅局限于该实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案应当属于本实用新型的保护范围。同时应当指出，对于本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
23.如图，一种氮氧化合物废气处理装置，包括酸洗槽1、循环泵2、文丘里气液反应器3和氧气罐4，循环泵2包括泵进液口5和泵出液口6，泵进液口5与酸洗槽1连接，泵出液口6与文丘里气液反应器3的反应器进液口23连接，酸洗槽1包括酸洗室7和废气室8，废气室8位于酸洗槽1上部空间，为了开盖取工件方便，废气循环管道开口固定在废气室侧面，压力传感器固定安装在废气室远离废气出口远端，废气室侧面安装，酸洗槽闭密封盖是独立的，不与其他设备或仪表连接。文丘里气液反应器3包括反应器进液口23、反应器喷射口9和反应器低压进气口10，反应器低压进气口10连接有反应器进气管道22，反应器进气管道22连接有三通管一11，分别连接废气循环管13，三通管二21连接氧气管道19以及废气处理系统14，在
废气循环吸入处理过程中，废气处理系统通过废气管道阀门15关闭，废气不进入废气处理系统，此时废气处理系统处于暂停状态，废气被循环吸入文丘里气液反应器，nox被多次转化为no2，被酸液中水分吸收转化成硝酸，反应器喷射口9连接的酸液循环管12与酸洗槽1连接，处于酸洗液液面以下，废气室8连接有废气循环管13，废气循环管13另一端与三通管11，三通管21连接，反应器进气管22与三通管11连接，氧气罐4与三通管21连接，废气主管13形成废气循环吸收系统。酸洗槽1内金属与酸液反应进行酸洗，产生nox废气进入废气室8内。酸洗室7、循环泵2、文丘里气液反应器3和酸洗槽1形成酸液循环系统；废气室8内废气、氧气罐4中氧气、循环泵2、文丘里气液反应器3和酸洗槽1形成废气循环吸收系统，并在酸洗槽1中混合，生成硝酸和no，在酸洗槽1上部空间废气室8，no和过量的o2反应，生成no2，同时被吸入文丘里反应器，循环往复，采用这种方法彻底将no氧化吸收为硝酸，nox浓度不断降低，通过氧气流量控制阀17信号流量监控，可以推测出废气室8中nox的含量状况，实现nox废气的治理和资源化利用，同时减少nox对废气处理系统14冲击负荷，在取工件开盖时，开启废气管道阀门15，废气处理系统14启动，既减少废气处理药剂，处理的废气容易做到达标排放，大大节约废气处理成本。
24.废气循环管13与废气处理系统14之间固定连接有废气管道阀门15，废气循环管13与反应器进气口10通过三通管11及管道22连接，氧气罐4通过三通管二21连接，之间安装有流量控制阀17与减压阀16，减压阀16较流量控制阀17更靠近氧气罐4，废气管道阀门15只有在酸洗槽1进料或出料时打开，废气管道阀门15用于控制废气是否进入废气处理系统14内，流量控制阀17控制氧气是否进入文丘里气液反应器3内，减压阀16用于调节氧气罐4的进入废气循环管13时的压力，防止压力过大废气外逸或造成废气室8内氧气量过低。废气室8侧面内设有压力传感器18和低压阀20，压力传感器18实时监控废气室8内微负压状况，防止废气室8内压力过高，造成废气外逸污染环境，低压阀用于营造废气室内的微负压环境。
25.将生产过程中产生的nox废气控制在有限的密闭空间，通过补充氧气将no氧化成no2，利用循环水或稀酸多次吸收的方式，回收硝酸。该方法可用于使用硝酸的领域，不限于金属表面处理行业。该方法也可用于盐酸或硫酸酸洗废气循环吸收处理，无需接入氧气。本实用新型的一种氮氧化合物废气资源化利用方法及处理装置，以不锈钢酸洗为例，酸洗液为硝酸和氢氟酸混酸，在酸洗过程中，去除表面氧化层后，硝酸与金属铁反应，生成硝酸亚铁并产生nox废气，主要成分为no，化学方程式如下：3fe＋8hno3== 3fe(no3)2＋2no＋4h2o。在密闭体系中，处于缺氧状态，no不易氧化成no2，水洗碱洗都难以将nox处理干净，往往是废气一出排气筒，就看到黄烟，这就是no被空气氧化生成no2的颜色。
26.酸洗槽1属密闭式酸洗设备，槽上部有一个较小的废气储存空间，泵进液口5与酸洗槽1底部连接，泵出液口6与反应器进液口23连接，文丘里气水反应器泵出液口9与酸洗槽1通过酸液循环管道12连接，形成酸液循环，酸液管道12出口处于酸洗液液面之下，文丘里气水反应器低压吸入口10与酸洗槽1上部空间废气室8连接，同时在废气管道上接入氧气，废气与氧气一道被循环吸入文丘里反应器，并在酸洗槽1中混合，生成硝酸和no，未被吸收的no和没有反应完的o2又返回到在酸洗槽1上部空间废气室8，no和过量的o2反应，同时被吸入文丘里反应器，循环往复，采用这种方法彻底将no氧化吸收为硝酸，实现nox废气的治理和资源化利用。
27.选择气液比较大文丘里的气水反应器，循环泵2功率大小，与需吸入废气量多少相
匹配。采用上述技术方案，反应氧化剂可以是氧气或者双氧水，其化学方程式如下：
28.当反应氧化剂是氧气时，2no＋o2====2no
2 ；
29.当反应氧化剂是双氧水时，no＋h2o2====no2＋h2o
30.吸收过程为，3no2＋h20====2hno3＋no
31.总反应方程式为：4no＋3o2＋2h20==== 4hno332.反应过程中，体积是缩小的，只要氧气量不大量过量，就能维持自身系统微负压，适当过量氧气有利于化学反应向右进行。
33.采用h2o2氧化no时，酸液中亚铁离子同时容易氧化，并放出大量热，h2o2使用量大，处理成本高，采用o2氧化no时，工艺较为合理，处理成本低。所以本实用新型优选o2作为氧化剂。在酸洗槽1上部废气室8侧面，可以开一个或间隔开多个出气口，采用分布式布风支管，通过总管道连接，便于快速均匀将废气吸入文丘里反应器
34.实用新型工作原理：金属在酸洗槽1内进行酸洗处理产生nox废气进入到废气室8内，循环泵2通过泵进液口5将酸液从酸洗槽1内抽出通过泵出液口6进入到文丘里气液反应器3内，再由酸液循环管12将酸液从文丘里气液反应器3内从反应器喷射口9运输到酸洗室7内形成酸液循环。废气循环管道13、废气室8、反应器进气管道22、低压进气口10、三通管一11、三通管二21、文丘里气液反应器3和循环泵2形成废气循环。氧气从氧气罐4内通过氧气管道19排出，废气与氧气一道被循环吸入文丘里气液反应器3，并在酸洗槽1中混合，生成硝酸和no，在酸洗槽1上部空间，未吸收的no和过量的o2反应，生成no2，又被吸入文丘里反应器，循环往复，废气室中nox浓度越来越低，有利于降低废气处理系统负荷，采用碱液洗涤就能做到达标排放。