[发明专利]一种含氮氧化物尾气制备硝酸的方法及装置、核燃料后处理厂系统

说明书

本发明公开一种含氮氧化物尾气制备硝酸的方法，包括，吸收液的吸收反应：利用吸收液吸收含氮氧化物尾气中的氮氧化物并进行吸收反应生成硝酸，得到稀硝酸；提纯：将溶解在稀硝酸中的氮氧化物解吸出来，再经精馏处理后，得到硝酸产品。本发明还公开含氮氧化物尾气制备硝酸的装置、以及包含上述装置的核燃料后处理厂系统。本发明可回收含氮氧化物尾气中的氮氧化物，同时生产硝酸产品，实现变废为宝，既降低了氮氧化物的排放量，减少了环境污染，又减少了新鲜硝酸的使用量，降低了成本。

技术领域

本发明具体涉及一种含氮氧化物尾气制备硝酸的方法及装置、核燃料后处理厂系统。

背景技术

核燃料后处理厂会产生大量酸性放射性废液，这些废液一般需要进行蒸发浓缩处理，在蒸发浓缩过程中为提高浓缩倍数会采用边蒸发边破坏硝酸的方式，产生大量高浓度的氮氧化物气体，也就是说，后处理厂的放射性工艺尾气中含有大量的氮氧化物。以往核工程中对上述放射性工艺尾气中的氮氧化物未能进行有效处理，排放烟囱中能看到明显黄烟，一直未能实现达标排放，会对环境造成污染。

同时，后处理厂工艺在溶解、调料等操作过程中需要使用大量硝酸，以往是直接使用新鲜的硝酸溶液，硝酸溶液耗量较大，成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种含氮氧化物尾气制备硝酸的方法及装置，可回收含氮氧化物尾气中的氮氧化物，同时生产硝酸产品，实现变废为宝，既降低了氮氧化物的排放量，减少了环境污染，还提供一种核燃料后处理厂系统，可以实现氮氧化物回收利用，减少新鲜硝酸的使用量，降低了成本。

解决本发明技术问题所采用的技术方案为：

根据本发明的一个方面，提供一种含氮氧化物尾气制备硝酸的方法，其技术方案如下：

一种含氮氧化物尾气制备硝酸的方法，包括：

吸收液的吸收反应：利用吸收液吸收含氮氧化物尾气中的氮氧化物并进行吸收反应生成硝酸，得到稀硝酸；

提纯：将溶解在稀硝酸中的氮氧化物解吸出来，再经精馏处理后，得到硝酸产品。

由于氮属于多价态元素，尾气中含有的氮氧化物为氮的各种价态的氧化物，如一氧化二氮(N₂O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO₂)、三氧化二氮(N₂O₃)、四氧化二氮(N₂O₄)和五氧化二氮(N₂O₅)等。除二氧化氮以外，其他氮氧化物均不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮NO₂及一氧化氮NO，一氧化氮易氧化为二氧化氮，上面所述的吸收液的吸收反应是优选采用水作为吸收液与二氧化氮NO₂发生的吸收反应生成的稀硝酸，为了更充分利用尾气中的氮氧化物，需将一氧化氮(NO)转化为二氧化氮(NO₂)，使氮氧化物完全转化为硝酸，因此，

优选的是，在吸收液的吸收反应之前，还包括：将含氮氧化物尾气进行氧化处理，使含氮氧化物尾气中的一氧化氮(NO)氧化为二氧化氮(NO₂)；尾气在氧化处理后，再对其进行冷却处理，之后再进行上述的吸收液的吸收反应。

优选的是，所述氧化处理采用空气或纯氧气为氧化剂；

所述冷却处理得到的含氮氧化物尾气的温度为15～40℃；

所述吸收液吸收含氮氧化物尾气中的氮氧化物(主要是二氧化氮)并进行吸收反应生成硝酸的过程的温度控制在15～40℃，每Nm³含氮氧化物尾气(氧化处理之前)的所述吸收液的用量为7E-03～8.5E-03m³(即7x10^-3～8.5x10^-3m³)。