新技术｜三段式氮氧化物烟气吸收制酸系统

氮氧化物废气是一种毒性很大的黄烟，不经治理通过烟囱排放到大气中，形成触目的棕黄色烟雾，俗称“黄龙”，在众多废气治理中NOx难度最大，是污染大气的元凶。如果得不到有效控制不仅对操作人员的身体健康与厂区环境危害极大，而且随风飘逸扩散对周边居民生活与生态环境造成公害。
按照净化作用原理的不同，对氮氧化物废气的治理可分为催化还原法、吸附和吸收三类：
1、催化还原法，主要作用原理是在高温、催化剂存在的条件下，将废气中的NOx还原成无污染的N2，由于反应温度较高，同时需要催化剂，设备投资较大，运行成本较大。
2、吸附法，主要是利用吸收材料、吸附剂吸附废气中的NOx，由于吸附容量小，故该法仅适用于NOx浓度低、气量小的废气处理。
3、吸收法，用水或酸、碱、盐的水溶液来吸收废气中的氮氧化合物，使废气得以净化。该法设备投资省，运行成本较低。特别是采用水溶液吸收氮氧化物，能生成硝酸，可进一步利用。但是这种存在转化率不高，所得产品浓度不高，无法实现直接工业利用的问题。
因此，提供一种氮氧化物烟气吸收制酸系统，结构简单，操作简便，能得到高浓度的可利用硝酸，且转化率高，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
翰克通过一种新型三段式氮氧化物烟气吸收制酸系统，解决现有技术中转化率不高，所得产品浓度不高，无法实现直接工业利用的问题。
这种新型的三段式氮氧化物烟气吸收制酸系统主要包括顶部设进气口、上部设进液口的第一吸收器，底部设出液口、顶部设氮氧化物烟气外输口的浓硝酸罐，顶部设进气口和氮氧化物烟气回输口的第二吸收器，顶部设进液口、底部设出液口的第一稀硝酸罐，顶部设进液口、底部设出液口的第二稀硝酸罐，顶部设进液口、中部设进气口、底部设出液口的尾气净化塔，至少一个可产生氮氧化物烟气的反应釜，以及连接有循环供水管和循环回水管的前置冷凝器。

与现有技术相比，这种制酸系统采用三级吸收装置逆向吸收净化，形成浓差模式吸收，可有效提高后级净化度；采用冷水、常温冷却水冷却，冷却效率高；采用梯度吸收净化，各级液位自动控制，氮氧化物烟气及配用空气由变频调节配气，最后由尾气残氧微调精细调节，吸收净化效率高、效果好，外排尾气符合尾气外排标准；本实用新型最终产品硝酸浓度可≥45%，可直接供工业应用。因此具有结构简单、设计科学合理，操作简便的优点。
在具体的使用方式上，主要包括以下步骤：
步骤一：预混合
反应釜生产所产生的氮氧化物烟气在第二罗茨风机的作用下经过前置冷凝器的冷却来到烟气输送管，输氧气管在第一罗茨风机的作用下往烟气输送管内输送富氧空气，富氧空气和氮氧化物烟气在烟气输送管混合，同时氮氧化物烟气中的NO和富氧空气中的O2发生化合反应生产NO2，具体反应式为 2NO+O2=2NO2；
步骤二：一段吸收
混合后的氮氧化物烟气经过烟气输送管进入第一吸收器内，同时浓硝酸罐内的硝酸溶液在第一循环泵的作用下经过第一循环吸收管来到第一吸收器内，第一吸收器内氮氧化物烟气中的NO2与硝酸溶液中的H2O发生化合反应，具体反应式为3NO2+H2O=2HNO3+NO+Q，其中Q为热量，所产生的热量经过风冷冷水机组换热制冷带走，第一吸收器中的硝酸溶液和未反应的氮氧化物烟气一起进入浓硝酸罐，浓硝酸罐内的硝酸溶液经过第一循环吸收管循环流动反复与第一吸收器内的氮氧化物烟气进行反应，直至硝酸溶液的浓度达到45%后经由45%硝酸外输管外输；
步骤三：二段吸收
浓硝酸罐内未反应的氮氧化物烟气经过烟气二级输送管来到第二吸收器，第一稀硝酸罐内的稀硝酸溶液在第二循环泵的作用下经过第二循环吸收管来到第二吸收器，第二稀硝酸罐内的稀硝酸溶液在第三循环泵的作用下经过第三循环吸收管来到第二吸收器，第二吸收器内氮氧化物烟气中的NO2与稀硝酸溶液中的H2O发生化合反应，具体反应式为3NO2+H2O=2HNO3+NO+Q，其中Q为热量，所产生的热量经过风冷冷水机组换热制冷带走，第二吸收器内的稀硝酸溶液和未反应的氮氧化物烟气进入第一稀硝酸罐和第二稀硝酸罐，其中，进入第二稀硝酸罐内的氮氧化物烟气经过氮氧化物烟气回输管循环进入第二吸收器内参与反应；
步骤四：三段吸收；
进入第一稀硝酸罐内的氮氧化物烟气经过尾气输送管来到尾气净化塔，纯水输送管不断为尾气净化塔输送纯水或脱盐水，尾气净化塔内的纯水或脱盐水与氮氧化物烟气中稀薄的NO2进行最后一次化合反应，具体反应式为3NO2+H2O=2HNO3+NO+Q，反应后的尾气从尾气外排管排入大气中，反应后的稀硝酸溶液经过稀硝酸液输送管进入第一稀硝酸罐内为第一稀硝酸罐补充溶液；
其中，在所述步骤（2）、所述步骤（3）和所述步骤（4）中，吸收时发生的化合反应所产生的NO会持续与氮氧化物烟气中的O2发生化合反应生成NO2。