本实用新型涉及氧化降解反应器附属部件技术领域,具体为一种氧化降解反应器用烟气回收处理装置。
背景技术:
硝基腐植酸(nha)是低阶煤经硝酸氧化降解后生成含羧基、酚羟基、醌基和硝基的复杂芳香族大分子多羧酸体系,它在组成上更接近于土壤腐植酸,具有更高的化学、生物活性和优异的胶体性质。在制备硝基腐植酸的过程中氧化降解为其中最为关键的环节之一,其直接关系到硝基腐植酸的品质;现有的氧化降解反应过程中,原料煤通过硝酸进行氧化降解,在氧化过程中,硝酸会被还原成多种气体成分,生成大量黄烟,黄烟的主要成分是一氧化氮,二氧化氮等氮氧化物,对人体健康及周围环境产生严重危害。最常用的处理氮氧化物是采用的废气塔喷淋 液碱处理,该方法在烟气(主要是no)浓度不高的时候,用液碱处理有效果,但是当烟气(no)比较浓的时候,由于no本身不溶于碱,导致处理效果很差,排出废气no含量高,且产生废水二次污染。
技术实现要素:
针对现有技术的不足,本实用新型提供了一种生产硝基腐植酸用氧化降解装置,解决了现有技术中对烟气中的氮氧化物无法实现有效回收的缺陷。
为了达到上述目的,本实用新型所采用的技术方案是:
一种氧化降解反应器用烟气回收处理装置,该烟气回收处理装置包括:至少一个用于吸收烟气中氮氧化物的一级氧化吸收部;至少一个用于吸收烟气中氮氧化物的二级氧化吸收部;以及用于为一级氧化吸收部和二级氧化吸收部提供过氧化氢吸收溶液的过氧化氢溶液储罐;所述一级氧化吸收部和二级氧化吸收部串联设置,且一级氧化吸收部和二级氧化吸收部底部的液相出口分别与hno3-h2o2溶液储罐相连。
优选的,所述hno3-h2o2溶液储罐与氧化降解反应器中的喷淋器进液管道相连。
优选的,所述hno3-h2o2溶液储罐上设有液位计,hno3-h2o2溶液储罐出口和喷淋器进液管道之间设有液位控制阀和离心泵。
优选的,所述一级氧化吸收部包括螺旋混合器,螺旋混合器的气相进口与氧化降解反应器中的烟气出口相连,螺旋混合器的雾化进口通过雾化器与过氧化氢溶液储罐相连,螺旋混合器的混合流体出口与旋风分离器的进口相连,旋风分离器的气相出口二级氧化吸收部相连,旋风分离器底部的液相出口与hno3-h2o2溶液储罐相连。
优选的,所述二级氧化吸收部包括至少一个氧吸塔,氧吸塔的中下部原料气进口与旋风分离器的气相出口相连,氧吸塔的内中部设有催化氧化层,氧吸塔的顶部设有与负压引风装置相连尾气出口,催化氧化层和尾气出口相对应的氧吸塔上设置有过氧化氢喷淋器进液管道,过氧化氢喷淋器进液管道与过氧化氢溶液储罐相连,氧吸塔底部的液相出口与过hno3-h2o2溶液储罐相连。
优选的,所述二级氧化吸收部包括若干个氧吸塔,若干个氧吸塔为串联设置,首端氧吸塔的中下部原料气进口与旋风分离器的气相出口相连,末端氧吸塔的顶部尾气出口与负压引风装置相连,过氧化氢溶液储罐分别与若干个氧吸塔的过氧化氢喷淋器进液管道相连,若干个氧吸塔底部的液相出口分别与hno3-h2o2溶液储罐相连。
优选的,相邻的两个氧吸塔中,前一氧吸塔的顶部尾气出口与后一氧吸塔的中下部原料气进口相连。
优选的,所述催化氧化层为若干层板式fenton催化剂金属丝网。
优选的,所述负压引风装置为引风机。
按照上述方案制成的一种氧化降解反应器用烟气回收处理装置,通过设置过氧化氢溶液储罐,使过氧化氢溶液储罐中的过氧化氢溶液分别进入一级氧化吸收部和二级氧化吸收部内,用于吸收硝基腐植酸生产过程中不易处理的氮氧化物烟气;在上述两级氧化吸收的过程中,螺旋混合器通过使过氧化氢溶液雾化的形式并通过螺旋混合室的结构对烟气进行充分吸收,在氧吸塔中通过烟气上行与过氧化氢溶液逆流接触以及丝网捕捉的的形式对烟气进行充分吸收,以实现尾气达标排放的目的;同时对hno3-h2o2溶液进行回收并重新使之回到氧化降解反应器中对原料煤进行氧化降解,以达到有效减少硝酸消耗量的目的;本使用采用的过氧化氢溶液可增强硝酸的氧化性,提高了其氧化效率,使原料煤氧化降解更彻底,提高了产品的品质;具有结构简单、设备设计合理、能够在实现烟气达标排放的同时回收烟气中的氮氧化物烟气,并对其进行重新利用以达到降低硝酸用量的优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型二级氧化吸收部的结构示意图。
图中:
1、过氧化氢溶液储罐;2、hno3-h2o2溶液储罐;3、氧化降解反应器;4、喷淋器;5、液位计;6、液位控制阀;7、离心泵;8、螺旋混合器;9、烟气出口;10、雾化器;11、旋风分离器;12、氧吸塔;13、中下部原料气进口;14、催化氧化层;15、负压引风装置;16、尾气出口;17、过氧化氢喷淋器。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
参看图1:本实用新型为一种氧化降解反应器用烟气回收处理装置,该烟气回收处理装置包括:至少一个用于吸收烟气中氮氧化物的一级氧化吸收部;至少一个用于吸收烟气中氮氧化物的二级氧化吸收部;以及用于为一级氧化吸收部和二级氧化吸收部提供过氧化氢吸收溶液的过氧化氢溶液储罐1;所述一级氧化吸收部和二级氧化吸收部串联设置,且一级氧化吸收部和二级氧化吸收部底部的液相出口分别与hno3-h2o2溶液储罐2相连。本实用新型使过氧化氢溶液作用于两级氧化吸收部对烟气中的氮氧化物进行吸收,上述方式不仅能够对烟气中的氮氧化物进行有效充分的吸收,且能够对氮氧化物进行回收,并在后续工艺中使回收后的hno3-h2o2进入氧化降解反应器中用于降解反应,以实现在降解反应中降低硝酸使用量的目的。
进一步的,所述hno3-h2o2溶液储罐2与氧化降解反应器3中的喷淋器4进液管道相连。
进一步的,所述hno3-h2o2溶液储罐2上设有液位计5,hno3-h2o2溶液储罐2出口和喷淋器4进液管道之间设有液位控制阀6和离心泵7。本实用新型中需要根据hno3-h2o2溶液储罐2的液位向喷淋器4进液管道输送hno3-h2o2溶液,输送过程中通过液位计5监控hno3-h2o2溶液储罐2的液位,并通过液位控制阀6控制hno3-h2o2溶液的流量。
进一步的,所述一级氧化吸收部包括螺旋混合器8,螺旋混合器8的气相进口与氧化降解反应器3中的烟气出口9相连,螺旋混合器8的雾化进口通过雾化器10与过氧化氢溶液储罐1相连,螺旋混合器8的混合流体出口与旋风分离器11的进口相连,旋风分离器11的气相出口二级氧化吸收部相连,旋风分离器11底部的液相出口与hno3-h2o2溶液储罐2相连。本实用新型通过设置螺旋混合器8能够实现烟气与过氧化氢溶液的充分混合,以实现对烟气中的低价态的氮氧化物进行充分吸收的目的。
进一步的,所述二级氧化吸收部包括至少一个氧吸塔12,氧吸塔12的中下部原料气进口13与旋风分离器11的气相出口相连,氧吸塔12的内中部设有催化氧化层14,氧吸塔12的顶部设有与负压引风装置15相连尾气出口16,催化氧化层14和尾气出口16相对应的氧吸塔12上设置有过氧化氢喷淋器17进液管道,过氧化氢喷淋器17进液管道与过氧化氢溶液储罐1相连,氧吸塔12底部的液相出口与过hno3-h2o2溶液储罐2相连。本实用新型通过设置氧吸塔12能够实现对剩余烟气中的氮氧化物进一步吸收的目的,以达到对烟气完全氧化吸收的目的;通过对烟气的完全吸收以达到环境友好的目的,同时能够使吸收过烟气的液相对原料煤进行氧化降解,以达到节约硝酸和提高产品品质的目的。
进一步的,如图2所述二级氧化吸收部包括若干个氧吸塔12,若干个氧吸塔12为串联设置,首端氧吸塔12的中下部原料气进口13与旋风分离器11的气相出口相连,末端氧吸塔12的顶部尾气出口16与负压引风装置15相连,过氧化氢溶液储罐1分别与若干个氧吸塔12的过氧化氢喷淋器17进液管道相连,若干个氧吸塔12底部的液相出口分别与hno3-h2o2溶液储罐2相连。本实用新型中所述的二级氧化吸收部可以包括多个氧吸塔12,设置氧吸塔12的数量需要通过实际工况考虑,如参加氧化降解反应物料的量(生产能力)、相关的环保要求以及一级氧化吸收部等等;通过使用若干个氧吸塔12且并联设置的本质目的在于使烟气能够实现达标排放。
进一步的,相邻的两个氧吸塔12中,前一氧吸塔12的顶部尾气出口与后一氧吸塔12的中下部原料气进口13相连。另外,本实用新型还限定了具体的串联方式,即若干个氧吸塔12的尾气出口16与中下部原料气进口13收尾相连的方式。
进一步的,所述催化氧化层14为若干层板式fenton催化剂金属丝网。若干层板式fenton催化剂金属丝网能够滞留过氧化氢的液滴,以实现对烟气中的氮氧化物进行有效回收的目的。
进一步的,所述负压引风装置15为引风机。通过设置引风机能够使氧吸塔12内产生负压,以保证烟气按照设计的流程行进。
本实用新型的工作原理为:氧化降解反应器3中的原料煤和硝酸进行氧化降解反应过程中硝酸被还原产生nox烟气;nox烟气通过氧化降解反应器3中的烟气出口9以及螺旋混合器8的气相进口进入到螺旋混合器8内;所述的nox烟气的温度为:80~100℃;过氧化氢溶液储罐1内浓度为15%~30%的过氧化氢溶液经雾化器10雾化后由螺旋混合器8的雾化进口进入螺旋混合器8内与nox烟气在螺旋混合器8中的螺旋状混合室内充分混合;所述nox烟气中的低价态氮氧化物被雾化状态的过氧化氢在上述混合室内初步氧化吸收生成hno3-h2o2小液滴;其反应过程为:no no2 2h2o2=2hno3 h2o;过氧化氢为过量状态;上述反应在螺旋状混合室内充分混合反应后的气液混合物通过螺旋混合器8的混合流体出口进入旋风分离器11内进行气液分离;气液分离后的液相通过旋风分离器11的液相出口进入hno3-h2o2溶液储罐2内;气液分离后的气相通过氧吸塔12的中下部原料气进口13进入氧吸塔12内;过氧化氢溶液储罐1内浓度为15%~30%的过氧化氢溶液通过过氧化氢喷淋器17向若干层板式fenton催化剂金属丝网喷淋,气液分离后的气相自下而上接触过氧化氢溶液以及若干层板式fenton催化剂金属丝网上的过氧化氢液滴接触,进一步被氧化吸收生成hno3-h2o2溶液;经过两级氧化吸收已达标的气体通过负压引风装置15外排;所述的hno3-h2o2溶液通过氧吸塔12底部的液相出口进入hno3-h2o2溶液储罐2内;上述的气液分离后的气相为未吸收完全的氮氧化物;hno3-h2o2溶液储罐2中的hno3-h2o2溶液通过液位控制阀6调节流量,并通过离心泵7加压输送至喷淋器4进液管道内对氧化降解反应器3的原料煤进行氧化降解,以实现氮氧化物烟气的回收利用以及节省硝酸的使用量;优选地,hno3-h2o2溶液储罐2中的液位最少为总液位的四分之一;进一步地,上述氧吸塔12为若干个且串联设置,若干个氧吸塔12底部的液相出口分别与液相循环利用单元中的hno3-h2o2溶液储罐2相连,过氧化氢溶液储罐1分别与若干个氧吸塔12内的过氧化氢喷淋器17相连,最后一个氧吸塔12的顶部尾气出口处设有引风机;相邻的两个氧吸塔12,前一氧吸塔12的顶部尾气出口与后一氧吸塔12的中下部原料气进口13相连。本实用新型在吸收烟气的过程中没有使用氧气或液碱等形式,因此运行过程安全可靠且吸收率高,本实用新型中的过氧化氢溶液吸收率能够达到95%以上;具有设备设计合理、流程易操作、不仅实现了烟气安全环保排放、能够有效降低硝酸的使用量、在降低生产成本的通过提高产品品质的特点。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,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。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种氧化降解反应器用烟气回收处理装置,其特征在于:该烟气回收处理装置包括:
至少一个用于吸收烟气中氮氧化物的一级氧化吸收部;
至少一个用于吸收烟气中氮氧化物的二级氧化吸收部;
以及用于为一级氧化吸收部和二级氧化吸收部提供过氧化氢吸收溶液的过氧化氢溶液储罐(1);
所述一级氧化吸收部和二级氧化吸收部串联设置,且一级氧化吸收部和二级氧化吸收部底部的液相出口分别与hno3-h2o2溶液储罐(2)相连。
2.根据权利要求1所述的一种氧化降解反应器用烟气回收处理装置,其特征在于:所述hno3-h2o2溶液储罐(2)与氧化降解反应器(3)中的喷淋器(4)进液管道相连。
3.根据权利要求2所述的一种氧化降解反应器用烟气回收处理装置,其特征在于:所述hno3-h2o2溶液储罐(2)上设有液位计(5),hno3-h2o2溶液储罐(2)出口和喷淋器(4)进液管道之间设有液位控制阀(6)和离心泵(7)。
4.根据权利要求1所述的一种氧化降解反应器用烟气回收处理装置,其特征在于:所述一级氧化吸收部包括螺旋混合器(8),螺旋混合器(8)的气相进口与氧化降解反应器(3)中的烟气出口(9)相连,螺旋混合器(8)的雾化进口通过雾化器(10)与过氧化氢溶液储罐(1)相连,螺旋混合器(8)的混合流体出口与旋风分离器(11)的进口相连,旋风分离器(11)的气相出口二级氧化吸收部相连,旋风分离器(11)底部的液相出口与hno3-h2o2溶液储罐(2)相连。
5.根据权利要求1所述的一种氧化降解反应器用烟气回收处理装置,其特征在于:所述二级氧化吸收部包括至少一个氧吸塔(12),氧吸塔(12)的中下部原料气进口(13)与旋风分离器(11)的气相出口相连,氧吸塔(12)的内中部设有催化氧化层(14),氧吸塔(12)的顶部设有与负压引风装置(15)相连尾气出口(16),催化氧化层(14)和尾气出口(16)相对应的氧吸塔(12)上设置有过氧化氢喷淋器(17)进液管道,过氧化氢喷淋器(17)进液管道与过氧化氢溶液储罐(1)相连,氧吸塔(12)底部的液相出口与过hno3-h2o2溶液储罐(2)相连。
6.根据权利要求1所述的一种氧化降解反应器用烟气回收处理装置,其特征在于:所述二级氧化吸收部包括若干个氧吸塔(12),若干个氧吸塔(12)为串联设置,首端氧吸塔(12)的中下部原料气进口(13)与旋风分离器(11)的气相出口相连,末端氧吸塔(12)的顶部尾气出口(16)与负压引风装置(15)相连,过氧化氢溶液储罐(1)分别与若干个氧吸塔(12)的过氧化氢喷淋器(17)进液管道相连,若干个氧吸塔(12)底部的液相出口分别与hno3-h2o2溶液储罐(2)相连。
7.根据权利要求6所述的一种氧化降解反应器用烟气回收处理装置,其特征在于:相邻的两个氧吸塔(12)中,前一氧吸塔(12)的顶部尾气出口与后一氧吸塔(12)的中下部原料气进口(13)相连。
8.根据权利要求5所述的一种氧化降解反应器用烟气回收处理装置,其特征在于:所述催化氧化层(14)为若干层板式fenton催化剂金属丝网。
9.根据权利要求5或6所述的一种氧化降解反应器用烟气回收处理装置,其特征在于:所述负压引风装置(15)为引风机。
技术总结