瞬间高浓度氮氧化物烟气处理方法与流程

本发明涉及烟气治理，尤其涉及一种瞬间高浓度氮氧化物烟气处理方法。

背景技术：

1、针对黄金冶炼行业和其他涉及硝酸使用的行业，特别是黄金冶炼行业中的金泥“硝酸除杂”和“王水溶金”工艺，会产生高浓度的氮氧化物烟气，尤其是在金泥与硝酸或者王水反应前期，瞬间释放出极高浓度的氮氧化物烟气，极易超过环保治理装备的处理能力，导致氮氧化物烟气不能稳定达到排放标准，使更多氮氧化物烟气排入大气环境中。氮氧化物烟气的大量排放会造成人体器官的腐蚀损害，严重时会导致死亡；还会引发酸雨、酸雾及光化学烟雾，导致全球变暖；还会破坏陆地和水生态系统。

2、鉴于氮氧化物烟气对人类和生态环境的危害，控制其达标排放是亟待解决的问题。目前，氮氧化物烟气治理技术主要有液体吸收法、固体吸附法、催化反应法、生物净化法、低温等离子体法等。申请号为cn201911394716.3的专利公开了一种用于处理高浓度氮氧化物烟气的方法，步骤如下：s1、双氧水催化氧化一级吸收：氮氧化物含硫烟气经急冷塔、文丘里、湿式除尘处理后，烟气进入双氧水催化氧化喷淋吸收系统，烟气中的so2转化为so3，并被喷淋液吸收形成稀酸，部分no氧化为溶于水的高价氮氧化物并被喷淋液吸收形成稀酸；s2、经过步骤s1处理的烟气进入尿素喷淋吸收系统，烟气中残留的so2、so3、no以及no2吸收反应所产生的no经尿素和碱液的混合液喷淋，催化剂使尿素与烟气中含有的氮氧化物进行还原反应，反应之后会产生n2与水，残留的so2、so3、no2被碱液吸收形成硫酸盐、亚硫酸盐。该处理过程的氧化过程和还原过程均采用单一的喷淋系统，由于烟气中氮氧化物的浓度较高，喷淋过程存在烟气无法与喷淋液充分接触的弊端，导致烟气处理效果受到限制。

3、有鉴于此，有必要设计一种改进的瞬间高浓度氮氧化物烟气处理方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种瞬间高浓度氮氧化物烟气处理方法，采用“冷凝-预氧化-缓释-常温还原”的工艺技术，常温还原过程利用一部分烟气在文丘里混合器中初步混合还原、两部分烟气同时在还原液存储罐中碰撞再次还原以及喷淋还原组件的三次喷淋还原的相互协同作用，实现高浓度氮氧化物烟气的高效处理，使排放的烟气无白烟问题。

2、为实现上述发明目的，本发明提供了一种瞬间高浓度氮氧化物烟气处理方法，将待处理烟气依次经过冷凝除杂、预氧化、缓释以及常温还原，生成n2、co2和h2o；

3、所述预氧化在含有氧化剂溶液的鼓泡缓冲罐中进行；

4、所述常温还原在还原系统中进行；所述还原系统包括进气管以及上下相互连通的还原塔和还原液存储罐，所述进气管和所述还原液存储罐之间设有文丘里混合器，所述文丘里混合器上设有与所述进气管连通的烟气进料管、与所述还原液存储罐连通的还原液进料管以及与所述还原液存储罐连通的气液混合物出料管，所述还原液存储罐中设有与所述还原液进料管连接的第一泵送装置；所述进气管的出料口端伸入所述还原液存储罐中，所述进气管的出料口端设有曝气头；所述烟气进料管设置于所述进气管的进料口端和出料口端之间、并远离出料口端；所述还原塔中设有若干组上下设置的喷淋还原组件，所述喷淋还原组件包括上下设置的喷淋管和填料层；所述还原塔的顶部出料口处设有抽气装置；

5、所述鼓泡缓冲罐和所述还原系统之间设有缓释系统，以使烟气定量、平稳进入所述还原系统。

6、作为本发明的进一步改进，烟气分两部分进入所述还原液存储罐中；第一部分烟气从所述烟气进料管经所述文丘里混合器和所述气液混合物出料管进入所述还原液存储罐中；第二部分烟气从所述进气管经所述曝气头进入所述还原液存储罐中；

7、所述第一部分烟气和所述第二部分烟气的体积比为20%~40%:60%~80%。

8、作为本发明的进一步改进，包括如下步骤：

9、s1.冷凝除杂：将待处理烟气经过冷凝、水洗，使烟气中的酸雾和贵金属杂质进入液相回收，得到除杂烟气；

10、s2.预氧化：将步骤s1得到的所述除杂烟气引入含有氧化剂的所述鼓泡缓冲罐中，使除杂烟气中的部分no转化为no2，得到预氧化烟气；

11、s3.缓释：将步骤s2得到的所述预氧化烟气通过所述缓释系统进行气量控制，使所述预氧化烟气缓慢、平稳输送到所述还原系统中；

12、s4.常温还原：所述预氧化烟气中的所述第一部分烟气通过所述烟气进料管进入所述文丘里混合器中，还原液通过所述还原液进料管进入所述文丘里混合器中，所述第一部分烟气和所述还原液在所述文丘里混合器中初步混合并进行还原反应，得到的气液混合物从所述气液混合物出料管进入所述还原液存储罐中，所述预氧化烟气中的所述第二部分烟气通过所述进气管进入所述还原液存储罐中；进入所述还原液存储罐中的两部分预氧化烟气混合后，在所述还原塔的顶部出料口处设置的所述抽气装置的带动下进入所述还原塔中，经所述喷淋还原组件的还原，得到n2、co2和h2o，并从所述还原塔的所述顶部出料口排出。

13、作为本发明的进一步改进，所述喷淋管的进料口与所述还原液存储罐连接；所述喷淋管的进料口端设有用于将所述还原液存储罐中的还原液压入所述喷淋管的第二泵送装置。

14、作为本发明的进一步改进，所述还原液存储罐内部设有换热管，外壁上设有与所述换热管通电连接的温控换热器。

15、作为本发明的进一步改进，所述还原塔的出料口端设有除雾层。

16、作为本发明的进一步改进，还包括如下步骤：

17、s5.烟气除雾：将步骤s4得到n2、co2和h2o通过所述除雾层，去除水分后，从所述还原塔的所述顶部出料口排出。

18、作为本发明的进一步改进，步骤s2中，所述氧化剂溶液为双氧水溶液、臭氧水溶液中的一种；步骤s4中，所述还原液为尿素和液氨的混合液，所述还原液的ph值为0.5~5、浓度为5wt%~25wt%、温度为10℃~35℃，喷淋的液气比为10l/m3~100l/m3，所述预氧化烟气在所述还原塔内的停留时间大于12s。

19、作为本发明的进一步改进，步骤s1中，所述冷凝在冷凝管中进行，所述冷凝管与制冷机连接；经过冷凝管处理的烟气通过汽水分离器实现除杂。

20、作为本发明的进一步改进，所述进气管、所述烟气进料管、所述还原液进料管以及所述气液混合物出料管上均设有气阀；所述烟气进料管设置于所述进气管进料口和位于所述进气管上的所述气阀之间。

21、本发明的有益效果是：

22、本发明提供的瞬间高浓度氮氧化物烟气处理方法，采用“冷凝-预氧化-缓释-常温还原”的工艺技术，先将待处理烟气冷凝除杂，再在含有氧化剂溶液的鼓泡缓冲罐中进行预氧化，将no充分、最大程度地氧化为no2，接着经过缓释系统使烟气平稳、定量进入还原系统中。

23、在还原系统中，控制预氧化后的烟气一部分（即第一部分烟气）通过烟气进料管进入文丘里混合器中，在文丘里混合器中实现初步还原后进去还原液存储罐中。另一部分（即第二部分烟气）直接通过进气管经曝气头进入还原液存储罐中与还原液接触，曝气头不仅能够使第二部分烟气以较大的冲力快速进入还原液中，与还原液充分接触并发生初步还原，而且能够增大烟气与还原液的接触面积，进一步使烟气与还原液充分接触并发生初步还原。与此同时，第二部分烟气以较大的冲力快速进入还原液中使还原液一直处于快速翻腾（沸腾）状态，从文丘里混合器中通过气液混合物出料管进入还原液中的气液混合物与直接从进气管进入还原液中的第二部分烟气在翻腾的还原液中发生碰撞并进一步混合，使还原液中的预氧化烟气分布均匀、同时最大程度实现再次还原。

24、进入还原液存储罐中的气液混合物在还原塔的顶部出料口处设置的抽气装置的带动下向上进入还原塔中，在填料层中与喷淋管喷淋的还原液充分接触并实现三次喷淋还原，生成n2、co2和h2o后，经除雾层除去水雾，从还原塔的顶部出料口排出。

25、本发明利用一部分烟气在文丘里混合器中初步混合还原、两部分烟气同时在还原液存储罐中碰撞再次还原以及喷淋还原组件的三次喷淋还原的相互协同作用，实现高浓度氮氧化物烟气的高效处理，使排放的烟气无白烟问题，避免了氮氧化物对人类生存、生产环境和自然生态环境的破坏，推动了黄金冶炼行业和其他涉及硝酸使用的行业的绿色发展，践行了“绿水青山就是金山银山”的理念。