堿溶液吸收法脫硝
堿溶液吸收法的優(yōu)點是能回收硝酸鹽和亞硝酸鹽產(chǎn)品,具有一定的經(jīng)濟(jì)效益,工藝流程和設(shè)備也比較簡單。缺點是在一般情況下吸收效率不高。
(1)凈化原理
用堿溶液(NaOH、Na2CO3、NH3·H2O等)與NOx反應(yīng),生成硝酸鹽和亞硝酸鹽,反應(yīng)如下。
2Na0H+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O
2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O
Na2CO3+2NO2=NaNO3+NaNO2+CO2
Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2
當(dāng)用氨水吸收NOx時,揮發(fā)性的NH3在氣相與NOx和水蒸氣反應(yīng)生成NH4NO3和NH4NO3。
2NH3+NO+NO2+H2O=2NH4NO2
2NH3+2NO2+H2O=NH4NO2+NH4NO2
由于NH4NO2不穩(wěn)定,當(dāng)濃度較高、溫度較高或溶液pH值不合適時會發(fā)生劇烈反應(yīng)甚至爆炸,再加上按鹽不易被水或堿液捕集,因而限制了氨水吸收法的應(yīng)用?紤]到價格、來源、操作難易及吸收效率等因素,工業(yè)上應(yīng)用較多的吸收液是NaOH和Na2CO3,盡管Na2CO3的吸收效果比NaOH差一些,但由于其廉價易得,應(yīng)用更加普遍。
在實際應(yīng)用中,一般用低于30%的NaOH或10%~15%的Na2CO3溶液作吸收劑,在2~3個填料塔或篩板塔串聯(lián)吸收,吸收效率隨尾氣的氧化度、設(shè)備及操作條件的不同而有差別,一般在60%~90%的范圍內(nèi)。在吸收過程中,如果控制好NO和NOx為等分子吸收,吸收液中NaNO2濃度可達(dá)35%以上,NaNO3濃度小于3%。這種吸收液可直接用于染料等生產(chǎn)過程,也可以將其進(jìn)行蒸發(fā)、結(jié)晶、分離制取亞硝酸鈉產(chǎn)品。若在吸收液中加人HNO3,可使 NaNO2氧化成NaNO3,制得硝酸鈉產(chǎn)品。
(2)影響吸收的因素
①廢氣中的氧化度NO2與NOx的體積之比稱為氧化度,當(dāng)氧化度為54%~60%時,吸收速率最大,吸收效率最高。這是由于NO與NO2反應(yīng)生成N2O3的緣故。由于NO不能單獨被堿液吸收,所有堿液吸收法不宜直接用于處理燃燒煙氣中NO比例很大的廢氣。
控制NOx廢氣中氧化度的方法有三種,一是對廢氣中的NO進(jìn)行氧化;二是采用高濃度的NO2氣體進(jìn)行調(diào)節(jié);三是先用稀硝酸吸收尾氣中的部分NO。
②吸收設(shè)備和操作條件除了尾氣中的氧化度對吸收效率有較大影響外,吸收設(shè)備、氣速、液氣比和噴淋密度等操作條件對堿液吸收效果也有一定的影響。一般來說,增大噴淋密度有利于吸收反應(yīng),選擇適當(dāng)?shù)目账俣瓤梢赃m當(dāng)提高吸收效率,最好是通過改進(jìn)吸收設(shè)備來提高吸收效率。如采用特殊分散板吸收塔,操作條件可以控制為:尾氣在塔內(nèi)流速0.05~0.5m/s,液氣比0.2~15L/m3,可以將NOx濃度從10-3g/m3吸收至10-4 g/m3,吸收效率達(dá)90%。
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