本发明涉及硝酸制备技术领域，尤其涉及一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的系统及工艺。
背景技术：
氮氧化物指是只由氮、氧两种元素组成的化合物。常见的氮氧化物有一氧化氮、二氧化氮(红棕色)、一氧化二氮、五氧化二氮等，其中除五氧化二氮常态下呈固体外，其他氮氧化物常态下都呈气态，作为空气污染物的氮氧化物(nox)常指一氧化氮和二氧化氮，除一氧化氮和二氧化氮其他氮氧化物均极不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又变为二氧化氮，氮氧化物都具有不同程度的毒性，为大气污染源之一。
硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸，属于一元无机强酸，是六大无机强酸之一，也是一种重要的化工原料。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等；在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂，硝酸在工业上用途主要包括：
1.作为硝酸盐和硝酸酯的必需原料，硝酸被用来制取一系列硝酸盐类氮肥，如硝酸铵、硝酸钾等；也用来制取硝酸酯类或含硝基的炸药。
2.由于硝酸同时具有氧化性和酸性，硝酸也被用来精炼金属，即先把不纯的金属氧化成硝酸盐，排除杂质后再还原。
3.将甘油加入浓硝酸、浓硫酸中，制取硝化甘油。
4.制备硝化炸药，硝化炸药军事上用得比较多的是2，4，6-三硝基甲苯(tnt)。它是由甲苯与浓硝酸和浓硫酸反应制得的，是一种黄色片状物，具有爆炸威力大、药性稳定、吸湿性小等优点，常用做炮弹、手榴弹、地雷和鱼雷等的炸药，也可用于采矿等爆破作业。
工业尾气排放中高浓度氮氧化物处理为生产工序中重要步骤，常存在处理效果差，处理设备多的问题。
现提出一种利用高浓度氮氧化物工业尾气制备硝酸的系统及工艺，提高制备硝酸效率以及实现氮氧化物废物利用的效果。
技术实现要素：
本发明提供一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的系统及工艺。
一方面，本发明提供一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的系统，包括：
nox工业尾气前处理单元，用以对nox工业尾气进行前处理并提供制备硝酸的原料气体；
浓硝酸发生器，其设置在所述反应器的一侧，用以为二氧化氮气体和去离子水提供反应场所制备浓硝酸；
反应器，用以为浓硝酸和去离子水提供反应场所制备所需浓度的硝酸；
微界面发生器，用以将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能使气体破碎形成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡以提高气液间的传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，并在破碎后将气液混合形成气液混合物，以在预设操作条件范围内强化气液间的传质效率和反应效率；
传递单元，其设置在所述反应器和所述浓硝酸发生器之间，用以将所述浓硝酸发生器内的浓硝酸传递至所述反应器内；
气体收集单元，其设置在所述反应器的一侧，用以对生成物一氧化氮进行回收；
液体收集单元，其设置在所述反应器的下侧，用以对生成物硝酸进行收集。
进一步的，所述nox工业尾气前处理单元包括：
冷却器，其用以对nox工业尾气进行初步冷却，同时排出其内可凝液体；
过滤塔，所述过滤塔的内部设置有多层过滤板，所述过滤塔用以接收经所述冷却器冷却的nox工业尾气，并将nox工业尾气进行过滤；
nox氧化罐，其内部通入有强氧化性溶液，其用以接收经所述过滤塔过滤的nox工业尾气，并将nox中的一氧化氮氧化为二氧化氮，所述nox氧化罐上部设置有微孔板，所述微孔板用以使气体通过而阻挡液体通过。
进一步的，所述微界面发生器为气动式微界面发生器，所述微界面发生器位于所述nox氧化罐内，所述微界面发生器用以将nox工业尾气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述nox氧化罐内与强氧化性溶液混合形成气液混合物。
进一步的，所述浓硝酸发生器的内部通入有去离子水，所述浓硝酸发生器的上部设置有第一冷凝器，所述第一冷凝器用以对所述浓硝酸发生器内的气液混合气体进行冷凝。
进一步的，所述反应器的内部通入有去离子水，所述反应器的内部设置有喷淋器，所述喷淋器用于将去离子水在所述反应器内由上至下喷出，以对浓硝酸进行稀释，所述反应器的上部设置有第二冷凝器，所述第二冷凝器用以对所述反应器内的气液混合气体进行冷凝。
进一步的，所述传递单元包括：
氮气空分装置，其用以将所述浓硝酸发生器内的浓硝酸溶液压入所述反应器内。
进一步的，所述气体收集单元包括：
分离罐，所述分离罐与所述浓硝酸发生器的上部和所述反应器的上部相连通，所述分离罐用以将所述浓硝酸发生器和所述反应器上部的气液混合物进行分离；
气体储存罐，所述气体储存罐与所述分离罐相连通，所述气体储存罐用以储存一氧化氮气体。
进一步的，所述液体收集单元包括：
硝酸储存罐，所述硝酸储存罐与所述反应器相连通，所述硝酸储存罐用以储存所述反应器内反应完毕的硝酸；
冷却夹套，所述冷却夹套设置在所述硝酸储存罐的外侧壁，所述冷却夹套内通过通入循环冷却水对所述硝酸储存罐内的硝酸进行冷却。
另一方面，本发明提供一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的工艺，包括：
步骤1：将nox工业尾气通入所述nox工业尾气前处理单元，nox工业尾气首先进入所述冷却器中，在所述冷却器中，nox工业尾气被初步冷却，nox工业尾气中的可凝液体在所述冷却器内排出；
步骤2：在步骤1中经所述冷却器冷却后的nox工业尾气继续进入至所述过滤塔内，经过所述过滤塔内部设置的多层过滤板过滤后，沿所述过滤塔顶部排出；
步骤3：在步骤2中经过滤的nox工业尾气继续进入至位于所述nox氧化罐内的微界面发生器，所述微界面发生器将nox工业尾气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述nox氧化罐内与其内部的强氧化性溶液混合形成气液混合物，强氧化性溶液将nox中的一氧化氮氧化为二氧化氮，气体通过所述微孔板排出，气体中夹带的液体被所述微孔板阻挡而回落至所述nox氧化罐内；
步骤4：步骤3中含有大量二氧化氮气体进入至所述浓硝酸发生器内与去离子水混合形成气液混合物，二氧化氮与去离子水反生反应，生成硝酸和一氧化氮气体；
步骤5：步骤2中生成的浓硝酸通过所述氮气空分装置压入所述反应器内，所述喷淋器将去离子水在所述反应器内由上至下喷出，浓硝酸与喷淋去离子相溶，浓硝酸被去离子稀释，同时产生一氧化氮气体；
步骤6：步骤4与步骤5中所产生的一氧化氮气体夹带液体分别通过所述第一冷凝器和所述第二冷凝器被冷凝，在压缩机的吸力作用下，一氧化氮气体夹带液体经冷凝后进入到所述分离罐内，在所述分离罐内，一氧化氮气体与液体分离，一氧化氮气体继续进入到所述气体储存罐内，液体回流至所述反应器内；
步骤7：步骤5中经稀释的浓硝酸进入到所述硝酸储存罐内，所述冷却夹套内通过通入循环冷却水对所述硝酸储存罐内的硝酸进行冷却。
进一步的，所述nox氧化罐内部的强氧化性溶液为双氧水溶液、重铬酸钾溶液或高锰酸钾溶液中的一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过nox工业尾气前处理单元将nox中一氧化氮氧化为二氧化氮，通过微界面发生器将nox工业尾气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述nox氧化罐内与强氧化性溶液混合形成气液混合物，微米级气泡具备常规气泡所不具备的理化性质，由球体体积及表面积的计算公式可知，在总体积不变的情况下，气泡的总表面积与单个气泡直径成反比，由此可知微米级气泡的总表面积巨大，使微米级气泡与强氧化性溶液混合形成气液混合物，增大气液两相的接触面积，达到在预设操作条件范围内强化传质的效果，有效提高二氧化氮的转化率，为制备硝酸提供反应气源，有效进行废物利用。
进一步的，所述nox工业尾气前处理单元包括：
冷却器，其用以对nox工业尾气进行初步冷却，同时排出其内可凝液体；
过滤塔，所述过滤塔的内部设置有多层过滤板，所述过滤塔用以接收经所述冷却器冷却的nox工业尾气，并将nox工业尾气进行过滤；
nox氧化罐，其内部通入有强氧化性溶液，其用以接收经所述过滤塔过滤的nox工业尾气，并将nox中的一氧化氮氧化为二氧化氮，所述nox氧化罐上部设置有微孔板，所述微孔板用以使气体通过而阻挡液体通过。
通过将nox工业尾气通入所述nox工业尾气前处理单元，nox工业尾气首先进入所述冷却器中，在所述冷却器中，nox工业尾气被初步冷却，nox工业尾气中的可凝液体在所述冷却器内排出，经所述冷却器冷却后的nox工业尾气继续进入至所述过滤塔内，经过所述过滤塔内部设置的多层过滤板过滤后，沿所述过滤塔顶部排出，经过滤的nox工业尾气继续进入至位于所述nox氧化罐内的微界面发生器，所述微界面发生器将nox工业尾气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述nox氧化罐内与其内部的强氧化性溶液混合形成气液混合物，强氧化性溶液将nox中的一氧化氮氧化为二氧化氮，气体通过所述微孔板排出，气体中夹带的液体被所述微孔板阻挡而回落至所述nox氧化罐内；
进一步的，所述微界面发生器为气动式微界面发生器，所述微界面发生器位于所述nox氧化罐内，所述微界面发生器用以将nox工业尾气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述nox氧化罐内与强氧化性溶液混合形成气液混合物。
进一步的，所述浓硝酸发生器的内部通入有去离子水，所述浓硝酸发生器的上部设置有第一冷凝器，所述第一冷凝器用以对所述浓硝酸发生器内的气液混合气体进行冷凝，含有大量二氧化氮气体进入至所述浓硝酸发生器内与去离子水混合形成气液混合物，二氧化氮与去离子水反生反应，生成硝酸和一氧化氮气体；
进一步的，所述反应器的内部通入有去离子水，所述反应器的内部设置有喷淋器，所述喷淋器用于将去离子水在所述反应器内由上至下喷出，以对浓硝酸进行稀释，所述反应器的上部设置有第二冷凝器，所述第二冷凝器用以对所述反应器内的气液混合气体进行冷凝，通过，所述喷淋器将去离子水在所述反应器内由上至下喷出，同时所述浓硝酸发生器内生成的硝酸通过所述氮气空分装置压入所述反应器内，与喷淋去离子相容，浓硝酸被去离子稀释，可根据需要喷不同量的水来稀释浓硝酸，以制备出不同浓度的硝酸。
进一步的，所述气体收集单元包括：
分离罐，所述分离罐与所述浓硝酸发生器的上部和所述反应器的上部相连通，所述分离罐用以将所述浓硝酸发生器和所述反应器上部的气液混合物进行分离；
气体储存罐，所述气体储存罐与所述分离罐相连通，所述气体储存罐用以储存一氧化氮气体。所述反应器与所述浓硝酸发生器中所产生的一氧化氮气体夹带液体分别通过所述第一冷凝器和所述第二冷凝器被冷凝，在压缩机的吸力作用下，一氧化氮气体夹带液体经冷凝后进入到所述分离罐内，在所述分离罐内，一氧化氮气体与液体分离，一氧化氮气体继续进入到所述气体储存罐内，液体回流至所述反应器内，由此一氧化氮气体被有效的收集，避免环境污染情况发生。
进一步的，所述液体收集单元包括：
硝酸储存罐，所述硝酸储存罐与所述反应器相连通，所述硝酸储存罐用以储存所述反应器内反应完毕的硝酸；
冷却夹套，所述冷却夹套设置在所述硝酸储存罐的外侧壁，所述冷却夹套内通过通入循环冷却水对所述硝酸储存罐内的硝酸进行冷却。
所述反应器中经稀释的浓硝酸进入到所述硝酸储存罐内，所述冷却夹套内通过通入循环冷却水对所述硝酸储存罐内的硝酸进行冷却，使最后制备出的硝酸直接得到降温处理，进一步缩短制备硝酸成品时间。
附图说明
图1为本发明所述一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的系统的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明所述基于一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的系统的结构示意图，包括：
nox工业尾气前处理单元1，用以对nox工业尾气进行前处理并提供制备硝酸的原料气体；
浓硝酸发生器2，其设置在所述反应器的一侧，用以为二氧化氮气体和去离子水提供反应场所制备浓硝酸；
反应器3，用以为浓硝酸和去离子水提供反应场所制备所需浓度的硝酸；
微界面发生器4，用以将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能使气体破碎形成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡以提高气液间的传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，并在破碎后将气液混合形成气液混合物，以在预设操作条件范围内强化气液间的传质效率和反应效率；
传递单元5，其设置在所述反应器和所述浓硝酸发生器之间，用以将所述浓硝酸发生器内的浓硝酸传递至所述反应器内；
气体收集单元6，其设置在所述反应器的一侧，用以对生成物一氧化氮进行回收；
液体收集单元7，其设置在所述反应器的下侧，用以对生成物硝酸进行收集。
请继续参阅图1，所述微界面发生器为气动式微界面发生器，所述微界面发生器设置在所述nox氧化罐内，用以将nox工业尾气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述nox氧化罐内与所述nox氧化罐内的强氧化性溶液混合形成气液混合物；
通过微界面发生器将nox工业尾气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述nox氧化罐内与强氧化性溶液混合形成气液混合物，微米级气泡具备常规气泡所不具备的理化性质，由球体体积及表面积的计算公式可知，在总体积不变的情况下，气泡的总表面积与单个气泡直径成反比，由此可知微米级气泡的总表面积巨大，使微米级气泡与强氧化性溶液混合形成气液混合物，增大气液两相的接触面积，达到在预设操作条件范围内强化传质的效果，有效提高二氧化氮的转化率，为制备硝酸提供反应气源；
请继续参阅图1，所述nox工业尾气前处理单元包括：
冷却器101，其用以对nox工业尾气进行初步冷却，同时排出其内可凝液体；
过滤塔102，所述过滤塔的内部设置有多层过滤板1021，所述过滤塔用以接收经所述冷却器冷却的nox工业尾气，并将nox工业尾气进行过滤；
nox氧化罐103，其内部通入有强氧化性溶液，其用以接收经所述过滤塔过滤的nox工业尾气，并将nox中的一氧化氮氧化为二氧化氮，所述nox氧化罐上部设置有微孔板1031，所述微孔板用以使气体通过而阻挡液体通过。
通过将nox工业尾气通入所述nox工业尾气前处理单元，nox工业尾气首先进入所述冷却器中，在所述冷却器中，nox工业尾气被初步冷却，nox工业尾气中的可凝液体在所述冷却器内排出，经所述冷却器冷却后的nox工业尾气继续进入至所述过滤塔内，经过所述过滤塔内部设置的多层过滤板过滤后，沿所述过滤塔顶部排出，经过滤的nox工业尾气继续进入至位于所述nox氧化罐内的微界面发生器，所述微界面发生器将nox工业尾气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述nox氧化罐内与其内部的强氧化性溶液混合形成气液混合物，强氧化性溶液将nox中的一氧化氮氧化为二氧化氮，气体通过所述微孔板排出，气体中夹带的液体被所述微孔板阻挡而回落至所述nox氧化罐内；
请继续参阅图1，所述微界面发生器为气动式微界面发生器，所述微界面发生器位于所述nox氧化罐内，所述微界面发生器用以将nox工业尾气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述nox氧化罐内与强氧化性溶液混合形成气液混合物。
请继续参阅图1，所述浓硝酸发生器的内部通入有去离子水，所述浓硝酸发生器的上部设置有第一冷凝器201，所述第一冷凝器用以对所述浓硝酸发生器内的气液混合气体进行冷凝，含有大量二氧化氮气体进入至所述浓硝酸发生器内与去离子水混合形成气液混合物，二氧化氮与去离子水反生反应，生成硝酸和一氧化氮气体；
请继续参阅图1，所述反应器的内部通入有去离子水，所述反应器的内部设置有喷淋器301，所述喷淋器用于将去离子水在所述反应器内由上至下喷出，以对浓硝酸进行稀释，所述反应器的上部设置有第二冷凝器302，所述第二冷凝器用以对所述反应器内的气液混合气体进行冷凝，通过，所述喷淋器将去离子水在所述反应器内由上至下喷出，同时所述浓硝酸发生器内生成的硝酸通过所述氮气空分装置压入所述反应器内，与喷淋去离子相容，浓硝酸被去离子稀释，可根据需要喷不同量的水来稀释浓硝酸，以制备出不同浓度的硝酸。
请继续参阅图1，所述传递单元包括：
氮气空分装置501，其用以将所述浓硝酸发生器内的浓硝酸溶液压入所述反应器内。
所述浓硝酸发生器内的浓硝酸通过所述氮气空分装置压入所述反应器内，所述喷淋器将去离子水在所述反应器内由上至下喷出，浓硝酸与喷淋去离子相溶，浓硝酸被去离子稀释，同时产生一氧化氮气体；
请继续参阅图1，所述气体收集单元包括：
分离罐601，所述分离罐与所述浓硝酸发生器的上部和所述反应器的上部相连通，所述分离罐用以将所述浓硝酸发生器和所述反应器上部的气液混合物进行分离；
气体储存罐602，所述气体储存罐与所述分离罐相连通，所述气体储存罐用以储存一氧化氮气体。所述反应器与所述浓硝酸发生器中所产生的一氧化氮气体夹带液体分别通过所述第一冷凝器和所述第二冷凝器被冷凝，在压缩机的吸力作用下，一氧化氮气体夹带液体经冷凝后进入到所述分离罐内，在所述分离罐内，一氧化氮气体与液体分离，一氧化氮气体继续进入到所述气体储存罐内，液体回流至所述反应器内，由此一氧化氮气体被有效的收集，避免环境污染情况发生。
请继续参阅图1，所述液体收集单元包括：
硝酸储存罐701，所述硝酸储存罐与所述反应器相连通，所述硝酸储存罐用以储存所述反应器内反应完毕的硝酸；
冷却夹套702，所述冷却夹套设置在所述硝酸储存罐的外侧壁，所述冷却夹套内通过通入循环冷却水对所述硝酸储存罐内的硝酸进行冷却。
所述反应器中经稀释的浓硝酸进入到所述硝酸储存罐内，所述冷却夹套内通过通入循环冷却水对所述硝酸储存罐内的硝酸进行冷却，使最后制备出的硝酸直接得到降温处理，进一步缩短制备硝酸成品时间。
请继续参阅图1，本发明提供一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的工艺，包括：
步骤1：将nox工业尾气通入所述nox工业尾气前处理单元，nox工业尾气首先进入所述冷却器中，在所述冷却器中，nox工业尾气被初步冷却，nox工业尾气中的可凝液体在所述冷却器内排出；
步骤2：在步骤1中经所述冷却器冷却后的nox工业尾气继续进入至所述过滤塔内，经过所述过滤塔内部设置的多层过滤板过滤后，沿所述过滤塔顶部排出；
步骤3：在步骤2中经过滤的nox工业尾气继续进入至位于所述nox氧化罐内的微界面发生器，所述微界面发生器将nox工业尾气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述nox氧化罐内与其内部的强氧化性溶液混合形成气液混合物，强氧化性溶液将nox中的一氧化氮氧化为二氧化氮，气体通过所述微孔板排出，气体中夹带的液体被所述微孔板阻挡而回落至所述nox氧化罐内；
步骤4：步骤3中含有大量二氧化氮气体进入至所述浓硝酸发生器内与去离子水混合形成气液混合物，二氧化氮与去离子水反生反应，生成硝酸和一氧化氮气体；
步骤5：步骤2中生成的浓硝酸通过所述氮气空分装置压入所述反应器内，所述喷淋器将去离子水在所述反应器内由上至下喷出，浓硝酸与喷淋去离子相溶，浓硝酸被去离子稀释，同时产生一氧化氮气体；
步骤6：步骤4与步骤5中所产生的一氧化氮气体夹带液体分别通过所述第一冷凝器和所述第二冷凝器被冷凝，在压缩机的吸力作用下，一氧化氮气体夹带液体经冷凝后进入到所述分离罐内，在所述分离罐内，一氧化氮气体与液体分离，一氧化氮气体继续进入到所述气体储存罐内，液体回流至所述反应器内；
步骤7：步骤5中经稀释的浓硝酸进入到所述硝酸储存罐内，所述冷却夹套内通过通入循环冷却水对所述硝酸储存罐内的硝酸进行冷却。
所述nox氧化罐内部的强氧化性溶液为双氧水溶液、重铬酸钾溶液或高锰酸钾溶液中的一种。
实施例1
使用上述系统及工艺进行硝酸制备，其中：
强氧化性溶液为双氧水，浓度80％。
所述nox氧化罐内温度为10℃，压强为0.1mpa。
所述冷却器温度为20℃，所述微界面发生器内的气液比为700：1。
所述反应器内的反应温度为20℃，反应压强为0.1mpa。
所述冷却夹套内通入循环冷却水应温度为10℃。
经检测，使用所述系统及工艺后，一氧化氮氧化率为99％，硝酸的转化率为65.0％。
反应时间为7h。
实施例2
使用上述系统及工艺进行硝酸制备，其中：
强氧化性溶液为双氧水，浓度80％。
所述nox氧化罐内温度为10℃，压强为0.1mpa。
所述冷却器温度为20℃，所述微界面发生器内的气液比为700：1。
所述反应器内的反应温度为20℃，反应压强为0.1mpa。
所述冷却夹套内通入循环冷却水应温度为10℃。
经检测，使用所述系统及工艺后，一氧化氮氧化率为99％，硝酸的转化率为65.0％。
反应时间为7h。
实施例3
使用上述系统及工艺进行硝酸制备，其中：
强氧化性溶液为重铬酸钾溶液，浓度80％。
所述nox氧化罐内温度为10℃，压强为0.1mpa。
所述冷却器温度为20℃，所述微界面发生器内的气液比为700：1。
所述反应器内的反应温度为20℃，反应压强为0.1mpa。
所述冷却夹套内通入循环冷却水应温度为10℃。
经检测，使用所述系统及工艺后，一氧化氮氧化率为98％，硝酸的转化率为64.0％。
反应时间为7h。
实施例4
使用上述系统及工艺进行硝酸制备，其中：
强氧化性溶液为重铬酸钾溶液，浓度80％。
所述nox氧化罐内温度为10℃，压强为0.1mpa。
所述冷却器温度为20℃，所述微界面发生器内的气液比为700：1。
所述反应器内的反应温度为20℃，反应压强为0.1mpa。
所述冷却夹套内通入循环冷却水应温度为10℃。
经检测，使用所述系统及工艺后，一氧化氮氧化率为98％，硝酸的转化率为63.0％。
反应时间为7h。
实施例5
使用上述系统及工艺进行硝酸制备，其中：
强氧化性溶液为高锰酸钾溶液，浓度80％。
所述nox氧化罐内温度为10℃，压强为0.1mpa。
所述冷却器温度为20℃，所述微界面发生器内的气液比为700：1。
所述反应器内的反应温度为20℃，反应压强为0.1mpa。
所述冷却夹套内通入循环冷却水应温度为10℃。
经检测，使用所述系统及工艺后，一氧化氮氧化率为99％，硝酸的转化率为63.0％。
反应时间为7h。
实施例6
使用上述系统及工艺进行硝酸制备，其中：
强氧化性溶液为高锰酸钾溶液，浓度80％。
所述nox氧化罐内温度为10℃，压强为0.1mpa。
所述冷却器温度为20℃，所述微界面发生器内的气液比为700：1。
所述反应器内的反应温度为20℃，反应压强为0.1mpa。
所述冷却夹套内通入循环冷却水应温度为10℃。
经检测，使用所述系统及工艺后，一氧化氮氧化率为99％，硝酸的转化率为64.0％。
反应时间为7h。
对比例
使用现有氨氧化法进行硝酸制备，其中，本对比例选用的工艺参数与所述实施例6中的工艺参数相同。
经检测，一氧化氮氧化率为85％，硝酸的转化率为41％。
反应时间为13h。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的系统，其特征在于，包括：
nox工业尾气前处理单元，用以对nox工业尾气进行前处理并提供制备硝酸的原料气体；
浓硝酸发生器，其设置在所述反应器的一侧，用以为二氧化氮气体和去离子水提供反应场所制备浓硝酸；
反应器，用以为浓硝酸和去离子水提供反应场所制备所需浓度的硝酸；
微界面发生器，用以将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能使气体破碎形成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡以提高气液间的传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，并在破碎后将气液混合形成气液混合物，以在预设操作条件范围内强化气液间的传质效率和反应效率；
传递单元，其设置在所述反应器和所述浓硝酸发生器之间，用以将所述浓硝酸发生器内的浓硝酸传递至所述反应器内；
气体收集单元，其设置在所述反应器的一侧，用以对生成物一氧化氮进行回收；
液体收集单元，其设置在所述反应器的下侧，用以对生成物硝酸进行收集。
2.根据权利要求1所述的一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的系统，其特征在于，所述nox工业尾气前处理单元包括：
冷却器，其用以对nox工业尾气进行初步冷却，同时排出其内可凝液体；
过滤塔，所述过滤塔的内部设置有多层过滤板，所述过滤塔用以接收经所述冷却器冷却的nox工业尾气，并将nox工业尾气进行过滤；
nox氧化罐，其内部通入有强氧化性溶液，其用以接收经所述过滤塔过滤的nox工业尾气，并将nox中的一氧化氮氧化为二氧化氮，所述nox氧化罐上部设置有微孔板，所述微孔板用以使气体通过而阻挡液体通过。
3.根据权利要求2所述的一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的系统，其特征在于，所述微界面发生器为气动式微界面发生器，所述微界面发生器位于所述nox氧化罐内，所述微界面发生器用以将nox工业尾气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述nox氧化罐内与强氧化性溶液混合形成气液混合物。
4.根据权利要求1所述的一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的系统，其特征在于，所述浓硝酸发生器的内部通入有去离子水，所述浓硝酸发生器的上部设置有第一冷凝器，所述第一冷凝器用以对所述浓硝酸发生器内的气液混合气体进行冷凝。
5.根据权利要求1所述的一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的系统，其特征在于，所述反应器的内部通入有去离子水，所述反应器的内部设置有喷淋器，所述喷淋器用于将去离子水在所述反应器内由上至下喷出，以对浓硝酸进行稀释，所述反应器的上部设置有第二冷凝器，所述第二冷凝器用以对所述反应器内的气液混合气体进行冷凝。
6.根据权利要求1所述的一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的系统，其特征在于，所述传递单元包括：
氮气空分装置，其用以将所述浓硝酸发生器内的浓硝酸溶液压入所述反应器内。
7.根据权利要求1所述的一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的系统，其特征在于，所述气体收集单元包括：
分离罐，所述分离罐与所述浓硝酸发生器的上部和所述反应器的上部相连通，所述分离罐用以将所述浓硝酸发生器和所述反应器上部的气液混合物进行分离；
气体储存罐，所述气体储存罐与所述分离罐相连通，所述气体储存罐用以储存一氧化氮气体。
8.根据权利要求1所述的一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的系统，其特征在于，所述液体收集单元包括：
硝酸储存罐，所述硝酸储存罐与所述反应器相连通，所述硝酸储存罐用以储存所述反应器内反应完毕的硝酸；
冷却夹套，所述冷却夹套设置在所述硝酸储存罐的外侧壁，所述冷却夹套内通过通入循环冷却水对所述硝酸储存罐内的硝酸进行冷却。
9.一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的工艺，其特征在于，包括：
步骤1：将nox工业尾气通入所述nox工业尾气前处理单元，nox工业尾气首先进入所述冷却器中，在所述冷却器中，nox工业尾气被初步冷却，nox工业尾气中的可凝液体在所述冷却器内排出；
步骤2：在步骤1中经所述冷却器冷却后的nox工业尾气继续进入至所述过滤塔内，经过所述过滤塔内部设置的多层过滤板过滤后，沿所述过滤塔顶部排出；
步骤3：在步骤2中经过滤的nox工业尾气继续进入至位于所述nox氧化罐内的微界面发生器，所述微界面发生器将nox工业尾气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述nox氧化罐内与其内部的强氧化性溶液混合形成气液混合物，强氧化性溶液将nox中的一氧化氮氧化为二氧化氮，气体通过所述微孔板排出，气体中夹带的液体被所述微孔板阻挡而回落至所述nox氧化罐内；
步骤4：步骤3中含有大量二氧化氮气体进入至所述浓硝酸发生器内与去离子水混合形成气液混合物，二氧化氮与去离子水反生反应，生成硝酸和一氧化氮气体；
步骤5：步骤2中生成的浓硝酸通过所述氮气空分装置压入所述反应器内，所述喷淋器将去离子水在所述反应器内由上至下喷出，浓硝酸与喷淋去离子相溶，浓硝酸被去离子稀释，同时产生一氧化氮气体；
步骤6：步骤4与步骤5中所产生的一氧化氮气体夹带液体分别通过所述第一冷凝器和所述第二冷凝器被冷凝，在压缩机的吸力作用下，一氧化氮气体夹带液体经冷凝后进入到所述分离罐内，在所述分离罐内，一氧化氮气体与液体分离，一氧化氮气体继续进入到所述气体储存罐内，液体回流至所述反应器内；
步骤7：步骤5中经稀释的浓硝酸进入到所述硝酸储存罐内，所述冷却夹套内通过通入循环冷却水对所述硝酸储存罐内的硝酸进行冷却。
10.根据权利要求2所述的一种基于微界面强化的高浓nox工业尾气制备硝酸的系统，其特征在于，所述nox氧化罐内部的强氧化性溶液为双氧水溶液、重铬酸钾溶液或高锰酸钾溶液中的一种。
技术总结