一種氮氧化物尾氣吸收工藝及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氮氧化物尾氣吸收工藝及系統(tǒng)，該工藝首先將氮氧化物尾氣經(jīng)氣液分離器冷凝，將夾帶的液體回收，氣體經(jīng)水噴射機(jī)組吸收后，通過(guò)多級(jí)吸收塔與配制好的尿素循環(huán)吸收液反應(yīng)，生成N2和CO2，反應(yīng)后的氣體經(jīng)由風(fēng)機(jī)通過(guò)煙囪排放。本發(fā)明通過(guò)配制酸性尿素溶液循環(huán)吸收氮氧化物的方法，有效提高氮氧化物尾氣吸收效率，實(shí)現(xiàn)了工藝流程的連續(xù)性，降低了能耗和污染。
【專利說(shuō)明】一種氮氧化物尾氣吸收工藝及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)尾氣處理技術(shù)，具體涉及一種適用于鈾純化工廠純化工藝過(guò)程中氮氧化物尾氣吸收工藝及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在核工業(yè)生產(chǎn)中，鈾純化工廠純化工藝中普遍采用高濃度硝酸來(lái)溶解鈾的氧化物的生產(chǎn)工藝，溶解過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大氣量、高濃度的氮氧化物氣體。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的鈾純化生產(chǎn)線氮氧化物尾氣吸收工藝采用水吸收法，產(chǎn)生的氮氧化物尾氣經(jīng)汽水分離器和氣固分離器后進(jìn)入串聯(lián)水吸收塔吸收，吸收后的氣體經(jīng)由風(fēng)機(jī)通過(guò)煙囪排放。工藝采用水吸收氮氧化物尾氣，存在吸收效率低的問(wèn)題，導(dǎo)致該部分尾氣中NOx含量> 420mg/m3，一直未能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)氮氧化物尾氣吸收液未能循環(huán)利用。隨著時(shí)代的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步以及人們對(duì)經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能、環(huán)保等要求的提高，鈾純化生產(chǎn)線氮氧化物尾氣吸收工藝技術(shù)亟待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種氮氧化物尾氣吸收工藝及系統(tǒng)，提高氮氧化物尾氣吸收效率，降低運(yùn)行成本及生產(chǎn)能耗，減少環(huán)境污染。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種氮氧化物尾氣吸收工藝，首先將氮氧化物尾氣經(jīng)氣液分離器冷凝，將夾帶的液體回收，氣體經(jīng)水噴射機(jī)組吸收后，通過(guò)多級(jí)吸收塔與配制好的尿素循環(huán)吸收液反應(yīng)，生成N2和CO2,反應(yīng)后的氣體經(jīng)由風(fēng)機(jī)通過(guò)煙囪排放。
[0005]進(jìn)一步，如上所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其中，所配置的尿素循環(huán)吸收液的濃度為20wt.%~30wt.%，PH值為I~3。
[0006]進(jìn)一步，如上所述的氮氧`化物尾氣吸收工藝，其中，經(jīng)過(guò)多級(jí)吸收塔反應(yīng)后的氣體中 NOx ^ 240mg/m3。
[0007]進(jìn)一步，如上所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其中，當(dāng)吸收塔中進(jìn)行反應(yīng)的尿素循環(huán)吸收液的濃度降低到IOwt.%時(shí)，通過(guò)循環(huán)泵打回至尿素配制槽內(nèi)，通過(guò)進(jìn)一步投放尿素原料提高尿素循環(huán)吸收液的濃度。
[0008]進(jìn)一步，如上所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其中，在配制尿素循環(huán)吸收液的過(guò)程中，通過(guò)將水噴射機(jī)組內(nèi)的酸性液體加入配制槽內(nèi)，來(lái)調(diào)節(jié)溶液的PH值。
[0009]進(jìn)一步，如上所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其中，在整個(gè)工藝過(guò)程中，所述的尿素循環(huán)吸收液經(jīng)換熱器換熱將溫度控制在20°C到50°C范圍內(nèi)。
[0010]一種氮氧化物尾氣吸收系統(tǒng)，包括與產(chǎn)生氮氧化物尾氣的溶解槽相連接的氣液分離器，氣液分離器與水噴射機(jī)組相連接，水噴射機(jī)組連接多級(jí)吸收塔，所述的多級(jí)吸收塔與尿素循環(huán)吸收液的配制槽通過(guò)配液泵和循環(huán)泵相連接形成尿素循環(huán)回路，多級(jí)吸收塔的氣體出口經(jīng)風(fēng)機(jī)與煙?連接。
[0011]進(jìn)一步，如上所述氮氧化物尾氣吸收系統(tǒng)，其中，所述的多級(jí)吸收塔經(jīng)循環(huán)泵與換熱器相連接。[0012]本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明所提供的尿素還原氮氧化物尾氣的工藝，可以將溶解反應(yīng)產(chǎn)生的高濃含氮氧化物(>1000mg/m3)尾氣經(jīng)過(guò)多級(jí)吸收反應(yīng)處理后，將尾氣中的氮氧化物濃度降為≤ 240mg/m3，實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放。該工藝的最大特點(diǎn)是有效提高了氮氧化物尾氣吸收效率，整個(gè)工藝系統(tǒng)具備安全性、可靠性，實(shí)用性，同時(shí)具有低的工程造價(jià)和運(yùn)行成本，使我國(guó)鈾純化生產(chǎn)線溶解尾氣處理工藝技術(shù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
[0013]以本發(fā)明的尿素還原氮氧化物尾氣的新工藝代替目前鈾純化工廠純化工藝，能夠有效提高氮氧化物尾氣吸收效率、降低運(yùn)行成本、減少環(huán)境污染。在工藝流程中，通過(guò)配制酸性尿素溶液循環(huán)吸收氮氧化物的方法，有效提高氮氧化物尾氣吸收效率，實(shí)現(xiàn)了工藝流程的連續(xù)性，降低了能耗和污染。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明氮氧化物尾氣吸收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0016]本發(fā)明所提供的氮氧化物尾氣吸收工藝是一種采用尿素還原氮氧化物尾氣的工藝，主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下:
[0017]3N02+H20 → 2HN03+N0
[0018]2N0+02 →2N02
[0019]Ν02+Ν0=Ν203
[0020]N203+H20=2HN02
[0021]2HN02+ (NH2)2CO=CO2 ↑ +2N2 ↑ +3H20
[0022]其工藝系統(tǒng)的設(shè)備組成如圖1所示，包括與產(chǎn)生氮氧化物尾氣的溶解槽2相連接的氣液分離器1，氣液分離器I與水噴射機(jī)組3相連接，水噴射機(jī)組3連接多級(jí)吸收塔4，所述的多級(jí)吸收塔4與尿素循環(huán)吸收液的配制槽5通過(guò)配液泵6和循環(huán)泵7相連接形成尿素循環(huán)回路，多級(jí)吸收塔4的氣體出口經(jīng)風(fēng)機(jī)9與煙囪連接，多級(jí)吸收塔4經(jīng)循環(huán)泵7與換熱器8相連接。
[0023]應(yīng)用以上系統(tǒng)，首先將氮氧化物尾氣經(jīng)氣液分離器1冷凝，將夾帶的液體回收至溶解槽2，氣體經(jīng)水噴射機(jī)組3吸收后，通過(guò)多級(jí)吸收塔4與配制好的尿素循環(huán)吸收液反應(yīng)，生成N2和CO2,反應(yīng)后的氣體經(jīng)由風(fēng)機(jī)9通過(guò)煙囪排放。
[0024]下面以鈾純化生產(chǎn)線的氮氧化物尾氣吸收工藝為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0025]在鈾純化廠純化工藝中，反應(yīng)原料UxOy粉末與HNO3 (40wt.%~65wt.%)在溶解槽內(nèi)反應(yīng)，生成硝酸鈾酰UO2 (NO3) 2和氮氧化物氣體(N0X)，上述溶解過(guò)程中產(chǎn)生的氮氧化物氣體首先經(jīng)氣液分離器冷凝，將夾帶的液體回收至溶解槽，氣體經(jīng)不銹鋼水噴射機(jī)組吸收后形成硝酸溶液，再通過(guò)三級(jí)吸收塔與一定濃度的尿素循環(huán)吸收液反應(yīng)生成N2和CO2,達(dá)到去除NOx氣體的目的。反應(yīng)尾氣經(jīng)檢測(cè)氮氧化物達(dá)標(biāo)后([NOx]≤240mg/m3)，經(jīng)由高壓風(fēng)機(jī)通過(guò)煙囪實(shí)現(xiàn)排放。
[0026]尿素循環(huán)吸收液的配制方法如下:將尿素原料投入尿素配制槽與水充分溶解配成20wt.%~30wt.%的溶液，例如20wt.%或25wt.%或30wt.%，調(diào)節(jié)溶液PH值到1~3，配好的溶液經(jīng)由配液泵加入三級(jí)吸收塔，循環(huán)吸收氮氧化物。
[0027]作為一種具體的實(shí)施例，在尿素循環(huán)吸收液的配制過(guò)程中，可以通過(guò)將不銹鋼水噴射機(jī)組的吸收液(硝酸濃度IOwt.%?20wt.%)加入配置槽內(nèi)，通過(guò)該硝酸溶液來(lái)調(diào)節(jié)尿素循環(huán)吸收液的PH值，使PH值控制在I?3。
[0028]尿素吸收液中尿素的濃度減低到IOwt.%時(shí)用循環(huán)泵打回到尿素配制槽內(nèi)，通過(guò)控制尿素投料量提高尿素吸收液濃度至20wt.%?30wt.%。在整個(gè)工藝過(guò)程中，尿素溶液要經(jīng)換熱器換熱使溫度控制在合適的溫度(20°C?50°C )，有利于氮氧化物的吸收。
[0029]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種氮氧化物尾氣吸收工藝，其特征在于:首先將氮氧化物尾氣經(jīng)氣液分離器冷凝，將夾帶的液體回收，氣體經(jīng)水噴射機(jī)組吸收后，通過(guò)多級(jí)吸收塔與配制好的尿素循環(huán)吸收液反應(yīng)，生成N2和CO2,反應(yīng)后的氣體經(jīng)由風(fēng)機(jī)通過(guò)煙囪排放。
2.如權(quán)利要求1所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其特征在于:所配置的尿素循環(huán)吸收液的濃度為20wt.%~30wt.%，PH值為I~3。
3.如權(quán)利要求1所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其特征在于:經(jīng)過(guò)多級(jí)吸收塔反應(yīng)后的氣體中 NOx ^ 240mg/m3。
4.如權(quán)利要求2所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其特征在于:當(dāng)吸收塔中進(jìn)行反應(yīng)的尿素循環(huán)吸收液的濃度降低到IOwt.%時(shí)，通過(guò)循環(huán)泵打回至尿素配制槽內(nèi)，通過(guò)進(jìn)一步投放尿素原料提高尿素循環(huán)吸收液的濃度。
5.如權(quán)利要求2或4所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其特征在于:在配制尿素循環(huán)吸收液的過(guò)程中，通過(guò)將水噴射機(jī)組內(nèi)的酸性液體加入配制槽內(nèi)，來(lái)調(diào)節(jié)溶液的PH值。
6.如權(quán)利要求1所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其特征在于:在整個(gè)工藝過(guò)程中，所述的尿素循環(huán)吸收液經(jīng)換熱器換熱將溫度控制在20°C到50°C范圍內(nèi)。
7.一種氮氧化物尾氣吸收系統(tǒng)，其特征在于:包括與產(chǎn)生氮氧化物尾氣的溶解槽(2)相連接的氣液分離器(I )，氣液分離器(I)與水噴射機(jī)組(3)相連接，水噴射機(jī)組(3)連接多級(jí)吸收塔(4)，所述的多級(jí)吸收塔(4)與尿素循環(huán)吸收液的配制槽(5)通過(guò)配液泵(6)和循環(huán)泵(7)相連接形成尿素循環(huán)回路，多級(jí)吸收塔(4)的氣體出口經(jīng)風(fēng)機(jī)(9)與煙囪連接。
8.如權(quán)利要求7所述的氮氧化物尾氣吸收系統(tǒng)，其特征在于:所述的多級(jí)吸收塔(4)經(jīng)循環(huán)泵(7)與換熱器(8)相連接。
【文檔編號(hào)】B01D53/56GK103566738SQ201310503199
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】李芳林, 謝凌峰, 薛海寧, 蔣濤, 蔣樹武, 曾中賢, 鄭亞娟, 段海濤, 黃召, 聶蘭強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)核電工程有限公司