[实用新型]芳香类化合物硝化尾气的处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及尾气处理装置，具体涉及一种高效、环境友好的芳香类化合物硝化尾气的处理装置。

背景技术

氮氧化物包括N₂O，NO，N₂O₃，NO₂，N₂O₄，N₂O₅，通常用NOx表示。氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一，其主要危害包括以下几个方面：（1）NO对血红蛋白的亲和力非常强，是氧的数十万倍，一旦进入血液中就会从氧化血红蛋白中将氧驱赶出去，易引起支气管炎和肺气肿等病变；（2）NOx排放至大气中会导致光化学烟雾的形成；（3）NOx排放至大气后遇水生成HNO₃和HNO₂并随雨水到达地面形成酸雨或者酸雾；（4）NOx会破坏臭氧层。目前电厂、炼铁厂、化工厂等排放的氮氧化物占人为排放总量的90%以上，未来还可能继续增长。因此研究和治理化工等领域的氮氧化物污染将成为国际环保领域的主要方向。

芳香类化合物的硝化主要采用釜式混酸硝化法，过程中会释放较多的氮氧化物，在芳香类化合物硝化的工业化领域，这些化合物的处理通常有以下两种方法：（1）碱液吸收法：用碱液吸收氮氧化物，生成硝酸盐或亚硝酸盐；此法虽然工艺简单，但吸收效率低，对NO的净化效果差，不适宜处理气量大的废气，且生成的亚硝酸盐为危险化学品，处理成本较高；（2）尿素溶液吸收法，主要生成N₂、CO₂和水，其主反应为：

；

该方法运行费用低，吸收效果好，但少量尿素会和氮氧化物发生歧化反应，产生硝酸铵，增加后续处理难度。朱晓东等提出了一种硝基甲苯硝酸氧化尾气中氮氧化物的处理系统及处理方法（CN201310444778），包括若干个酸吸收塔、气体混合器、碱吸收塔以及尿素吸收塔；采用反应母液作为吸收用酸溶液，经酸吸收塔逆流逐级吸收处理，然后再经碱吸收塔及尿素吸收塔吸收处理。该方法将碱吸收和尿素吸收结合在一起，提高了氮氧化物的吸收效率，但是工艺路线复杂，过程中的亚硝酸盐及硝酸铵的处理仍是此技术需解决的难题。

发明内容

针对芳香类化合物硝化尾气处理过程中存在的氮氧化物吸收效率低、吸收产生的二次污染难以处理等缺点，本实用新型提出一种芳香类化合物硝化尾气的处理装置，结构简单，工艺流程少，投资小，操作条件温和，氮氧化物去除率高，不产生任何二次污染。

本实用新型的技术解决方案是：该处理装置包括活性炭固定床、换热器和反应塔，活性炭固定床内填充活性炭，反应塔内填充催化剂，活性炭固定床底部设硝化尾气进口，活性炭固定床顶部的出气口经管道连通换热器，换热器顶部的出口经管道连通反应塔底部，反应塔的底部设氨气进口，反应塔的顶部设排放口，整体构成硝化尾气的处理装置。

工作时，采用活性炭固定床在常温下吸附硝化尾气中夹带的少量有机物，去除有机物后的氮氧化物气体经换热器预热至一定温度后与氨气按照一定量的配比进入反应塔，反应塔中的催化剂是以氧化铝为载体的金属催化剂，进入反应塔的氧化氮气体与氨气在催化剂的作用下发生如下反应：NOx+NH₃ →N₂+H₂O，生成的氮气和水经检测达到相关排放标准后从反应塔顶部直接排至大气。

本实用新型的优点是：采用活性炭固定床和反应塔相结合的方法处理芳香族化合物硝化尾气，既利用了活性炭固定床操作简单、工艺条件温和的优势，又利用了反应塔效率高、无二次污染物产生的优点，技术路线简单，设备紧凑，处理效率高，环境友好，很好地契合了当前国家大力提倡的节能减排、绿色环保的战略导向。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1活性炭固定床；2换热器；3反应塔；4活性炭；5催化剂；6硝化尾气进口；7出气口；8出口；9氨气进口；10排放口。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的技术解决方案。

如图1所示，该处理装置包括活性炭固定床1、换热器2和反应塔3，活性炭固定床1内填充活性炭4，反应塔3内填充催化剂5，活性炭固定床1底部设硝化尾气进口6，活性炭固定床1顶部出气口7经管道连通换热器2，换热器2顶部的出口8经管道连通反应塔3底部，反应塔3的底部设氨气进口9，反应塔3的顶部设排放口10，整体构成硝化尾气的处理装置。

工作时，采用活性炭固定床1在常温下吸附硝化尾气中夹带的少量有机物，去除有机物后的氮氧化物气体经换热器2预热至一定温度后与氨气按照一定量的配比进入反应塔3，反应塔3中的催化剂5是以氧化铝为载体的金属催化剂，进入反应塔3的氧化氮气体与氨气在催化剂的作用下发生如下反应：NOx+NH₃→N₂+H₂O，生成的氮气和水经检测达到相关排放标准后从反应塔3顶部的排放口10直接排至大气。