[发明专利]一种氧碘化学激光器尾气处理方法和系统

说明书

本发明公开了一种氧碘化学激光器尾气处理方法和系统，属于尾气中污染物处理技术领域，包括：将氧碘化学激光器尾气排入排放管道内，首先利用活性炭对尾气进行Ⅰ级处理，吸收尾气中的碘；然后利用氨气对尾气进行Ⅱ级处理，氨气与尾气中的氯气反应生成氯化铵；随后利用喷淋液由上至下喷淋进行Ⅲ级处理，吸收氯化铵；最后排出尾气。通过在尾气中喷入浸渍活性炭和氨气，能够同时、高效处理尾气中的碘和氯，实现碘的回收再利用，氯化铵溶液可用作工业原料，工艺过程无污染物排放。

技术领域

本发明涉及尾气中污染物处理技术领域，具体地说，涉及一种氧碘化学激光器尾气处理方法和系统。

背景技术

氧碘化学激光器是一种化学能激发、原子电子磁偶极跃迁激光器，可实现激光的高功率长时间连续输出，适合光纤传输，而且有极好的光束质量，在工业领域有广阔的应用前景。

氧碘化学激光器原理：氯气和碱液生成次氯酸钠溶液，次氯酸钠溶液与H₂O₂反应生成激发态氧，激发态氧与基态碘原子近共振传能产生激发态碘原子，激发态碘原子再向基态跃迁产生1.315μm红外激光。

氯气和碘是氧碘化学激光器的主要反应原料，激光器系统对氯气的利用率约为90％，碘作为受激物质在激光器运行过程中几乎没有消耗，所以激光器运行过程中约有10％的氯气和全部的碘蒸气排放至环境。长期接触低浓度氯气和碘，会刺激上呼吸道，引发慢性支气管炎和肺部疾病，还会出现乏力、头晕等神经衰弱症状。由于氧碘化学激光器具有广阔的应用前景，但其运行排放的尾气污染大气，损害人体健康，因此发展氧碘化学激光器尾气处理装置是必要的。

一般尾气中氯气的处理方法有碱液吸收，合成盐酸法，氧化还原法和生产液氯法处理废氯气。

碱液吸收是利用氯气与水反应生成次氯酸和盐酸，次氯酸和盐酸再与碱反应生成对应的盐。氢氧化钠溶液吸收氯气的反应方程式如下：

Cl₂+2NaOH＝NaCl+NaClO+H₂O

由于氯气在水中的溶解度不高，碱液吸收氯气的效率较低。

合成盐酸法是利用氯气和氢气反应生成氯化氢气体，而氯化氢易溶于水再吸收的方法，该方法要求氯气的浓度要高，杂质含量少，而且工艺过程有氢气，工艺要求高。

氧化还原法是采用氯化亚铁溶液吸收氯气，反应产物氯化铁可用作混凝剂，该方法工艺简单，但吸收效率低。

生产液氯法是通过降温加压的方法使氯气液化，能量消耗大，适用于氯气浓度较高，杂质含量少的情况。

碘的脱除主要采用的是吸附法，在吸附塔内填充吸附剂，吸附富集碘，吸附塔的阻力较大。常用的吸附剂有改性活性炭，金属改性陶瓷，气凝胶颗粒等。

综上所述，到目前为止，现有的尾气处理工艺都较难高效处理氧碘化学激光器尾气中的氯气和碘。

发明内容

本发明的目的为提供一种氧碘化学激光器尾气处理方法和系统，能够同时、高效处理尾气中的氯和碘，实现碘的回收再利用，氯化铵溶液可用作工业原料，工艺过程无污染物排放。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供的氧碘化学激光器尾气处理方法，包括以下步骤：

将氧碘化学激光器尾气排入排放管道内，首先利用活性炭对尾气进行Ⅰ级处理，吸收尾气中的碘；然后利用氨气对尾气进行Ⅱ级处理，氨气与尾气中的氯气反应生成氯化铵；随后利用喷淋液由上至下喷淋进行Ⅲ级处理，吸收氯化铵；最后排出尾气。

上述技术方案中，通过Ⅰ级处理将尾气中的碘进行吸收。通过Ⅱ级处理和Ⅲ级处理将尾气中的氯进行吸收，向尾气中加入过量的氨气，氯气与过量氨气反应过程如下，氯气与氨气先反应生成氮气和氯化氢，反应方程式为：