一種氮氧化物尾氣吸收工藝及系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種氮氧化物尾氣吸收工藝及系統，該工藝首先將氮氧化物尾氣經氣液分離器冷凝，將夾帶的液體回收，氣體經水噴射機組吸收后，通過多級吸收塔與配制好的尿素循環吸收液反應，生成N2和CO2，反應后的氣體經由風機通過煙囪排放。本發明通過配制酸性尿素溶液循環吸收氮氧化物的方法，有效提高氮氧化物尾氣吸收效率，實現了工藝流程的連續性，降低了能耗和污染。
【專利說明】一種氮氧化物尾氣吸收工藝及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種工業尾氣處理技術，具體涉及一種適用于鈾純化工廠純化工藝過程中氮氧化物尾氣吸收工藝及系統。
【背景技術】
[0002]在核工業生產中，鈾純化工廠純化工藝中普遍采用高濃度硝酸來溶解鈾的氧化物的生產工藝，溶解過程會產生大氣量、高濃度的氮氧化物氣體。國內現有的鈾純化生產線氮氧化物尾氣吸收工藝采用水吸收法，產生的氮氧化物尾氣經汽水分離器和氣固分離器后進入串聯水吸收塔吸收，吸收后的氣體經由風機通過煙囪排放。工藝采用水吸收氮氧化物尾氣，存在吸收效率低的問題，導致該部分尾氣中NOx含量> 420mg/m3，一直未能實現達標排放，同時氮氧化物尾氣吸收液未能循環利用。隨著時代的發展、技術的進步以及人們對經濟效益、節能、環保等要求的提高，鈾純化生產線氮氧化物尾氣吸收工藝技術亟待提高。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于針對現有技術的缺陷，提供一種氮氧化物尾氣吸收工藝及系統，提高氮氧化物尾氣吸收效率，降低運行成本及生產能耗，減少環境污染。
[0004]本發明的技術方案如下:一種氮氧化物尾氣吸收工藝，首先將氮氧化物尾氣經氣液分離器冷凝，將夾帶的液體回收，氣體經水噴射機組吸收后，通過多級吸收塔與配制好的尿素循環吸收液反應，生成N2和CO2,反應后的氣體經由風機通過煙囪排放。
[0005]進一步，如上所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其中，所配置的尿素循環吸收液的濃度為20wt.%~30wt.%，PH值為I~3。
[0006]進一步，如上所述的氮氧`化物尾氣吸收工藝，其中，經過多級吸收塔反應后的氣體中 NOx ^ 240mg/m3。
[0007]進一步，如上所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其中，當吸收塔中進行反應的尿素循環吸收液的濃度降低到IOwt.%時，通過循環泵打回至尿素配制槽內，通過進一步投放尿素原料提高尿素循環吸收液的濃度。
[0008]進一步，如上所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其中，在配制尿素循環吸收液的過程中，通過將水噴射機組內的酸性液體加入配制槽內，來調節溶液的PH值。
[0009]進一步，如上所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其中，在整個工藝過程中，所述的尿素循環吸收液經換熱器換熱將溫度控制在20°C到50°C范圍內。
[0010]一種氮氧化物尾氣吸收系統，包括與產生氮氧化物尾氣的溶解槽相連接的氣液分離器，氣液分離器與水噴射機組相連接，水噴射機組連接多級吸收塔，所述的多級吸收塔與尿素循環吸收液的配制槽通過配液泵和循環泵相連接形成尿素循環回路，多級吸收塔的氣體出口經風機與煙?連接。
[0011]進一步，如上所述氮氧化物尾氣吸收系統，其中，所述的多級吸收塔經循環泵與換熱器相連接。[0012]本發明的有益效果如下:本發明所提供的尿素還原氮氧化物尾氣的工藝，可以將溶解反應產生的高濃含氮氧化物(>1000mg/m3)尾氣經過多級吸收反應處理后，將尾氣中的氮氧化物濃度降為≤ 240mg/m3，實現了達標排放。該工藝的最大特點是有效提高了氮氧化物尾氣吸收效率，整個工藝系統具備安全性、可靠性，實用性，同時具有低的工程造價和運行成本，使我國鈾純化生產線溶解尾氣處理工藝技術達到了國際先進水平。
[0013]以本發明的尿素還原氮氧化物尾氣的新工藝代替目前鈾純化工廠純化工藝，能夠有效提高氮氧化物尾氣吸收效率、降低運行成本、減少環境污染。在工藝流程中，通過配制酸性尿素溶液循環吸收氮氧化物的方法，有效提高氮氧化物尾氣吸收效率，實現了工藝流程的連續性，降低了能耗和污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發明氮氧化物尾氣吸收系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。
[0016]本發明所提供的氮氧化物尾氣吸收工藝是一種采用尿素還原氮氧化物尾氣的工藝，主要化學反應方程式如下:
[0017]3N02+H20 → 2HN03+N0
[0018]2N0+02 →2N02
[0019]Ν02+Ν0=Ν203
[0020]N203+H20=2HN02
[0021]2HN02+ (NH2)2CO=CO2 ↑ +2N2 ↑ +3H20
[0022]其工藝系統的設備組成如圖1所示，包括與產生氮氧化物尾氣的溶解槽2相連接的氣液分離器1，氣液分離器I與水噴射機組3相連接，水噴射機組3連接多級吸收塔4，所述的多級吸收塔4與尿素循環吸收液的配制槽5通過配液泵6和循環泵7相連接形成尿素循環回路，多級吸收塔4的氣體出口經風機9與煙囪連接，多級吸收塔4經循環泵7與換熱器8相連接。
[0023]應用以上系統，首先將氮氧化物尾氣經氣液分離器1冷凝，將夾帶的液體回收至溶解槽2，氣體經水噴射機組3吸收后，通過多級吸收塔4與配制好的尿素循環吸收液反應，生成N2和CO2,反應后的氣體經由風機9通過煙囪排放。
[0024]下面以鈾純化生產線的氮氧化物尾氣吸收工藝為例進行說明。
[0025]在鈾純化廠純化工藝中，反應原料UxOy粉末與HNO3 (40wt.%~65wt.%)在溶解槽內反應，生成硝酸鈾酰UO2 (NO3) 2和氮氧化物氣體(N0X)，上述溶解過程中產生的氮氧化物氣體首先經氣液分離器冷凝，將夾帶的液體回收至溶解槽，氣體經不銹鋼水噴射機組吸收后形成硝酸溶液，再通過三級吸收塔與一定濃度的尿素循環吸收液反應生成N2和CO2,達到去除NOx氣體的目的。反應尾氣經檢測氮氧化物達標后([NOx]≤240mg/m3)，經由高壓風機通過煙囪實現排放。
[0026]尿素循環吸收液的配制方法如下:將尿素原料投入尿素配制槽與水充分溶解配成20wt.%~30wt.%的溶液，例如20wt.%或25wt.%或30wt.%，調節溶液PH值到1~3，配好的溶液經由配液泵加入三級吸收塔，循環吸收氮氧化物。
[0027]作為一種具體的實施例，在尿素循環吸收液的配制過程中，可以通過將不銹鋼水噴射機組的吸收液(硝酸濃度IOwt.%?20wt.%)加入配置槽內，通過該硝酸溶液來調節尿素循環吸收液的PH值，使PH值控制在I?3。
[0028]尿素吸收液中尿素的濃度減低到IOwt.%時用循環泵打回到尿素配制槽內，通過控制尿素投料量提高尿素吸收液濃度至20wt.%?30wt.%。在整個工藝過程中，尿素溶液要經換熱器換熱使溫度控制在合適的溫度(20°C?50°C )，有利于氮氧化物的吸收。
[0029]顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若對本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其同等技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種氮氧化物尾氣吸收工藝，其特征在于:首先將氮氧化物尾氣經氣液分離器冷凝，將夾帶的液體回收，氣體經水噴射機組吸收后，通過多級吸收塔與配制好的尿素循環吸收液反應，生成N2和CO2,反應后的氣體經由風機通過煙囪排放。
2.如權利要求1所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其特征在于:所配置的尿素循環吸收液的濃度為20wt.%~30wt.%，PH值為I~3。
3.如權利要求1所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其特征在于:經過多級吸收塔反應后的氣體中 NOx ^ 240mg/m3。
4.如權利要求2所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其特征在于:當吸收塔中進行反應的尿素循環吸收液的濃度降低到IOwt.%時，通過循環泵打回至尿素配制槽內，通過進一步投放尿素原料提高尿素循環吸收液的濃度。
5.如權利要求2或4所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其特征在于:在配制尿素循環吸收液的過程中，通過將水噴射機組內的酸性液體加入配制槽內，來調節溶液的PH值。
6.如權利要求1所述的氮氧化物尾氣吸收工藝，其特征在于:在整個工藝過程中，所述的尿素循環吸收液經換熱器換熱將溫度控制在20°C到50°C范圍內。
7.一種氮氧化物尾氣吸收系統，其特征在于:包括與產生氮氧化物尾氣的溶解槽(2)相連接的氣液分離器(I )，氣液分離器(I)與水噴射機組(3)相連接，水噴射機組(3)連接多級吸收塔(4)，所述的多級吸收塔(4)與尿素循環吸收液的配制槽(5)通過配液泵(6)和循環泵(7)相連接形成尿素循環回路，多級吸收塔(4)的氣體出口經風機(9)與煙囪連接。
8.如權利要求7所述的氮氧化物尾氣吸收系統，其特征在于:所述的多級吸收塔(4)經循環泵(7)與換熱器(8)相連接。
【文檔編號】B01D53/56GK103566738SQ201310503199
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月23日 優先權日:2013年10月23日
【發明者】李芳林, 謝凌峰, 薛海寧, 蔣濤, 蔣樹武, 曾中賢, 鄭亞娟, 段海濤, 黃召, 聶蘭強 申請人:中國核電工程有限公司