一种含氯气的高浓度NOX废气处理方法技术

本发明专利技术提供了一种含氯气的高浓度NOX废气处理方法，将含氯气的高浓度NOX尾气通过布袋除尘后依次经过有紫外光催化的填料吸收塔、板式吸收塔及普通吸附塔。填料吸收塔、板式吸收塔采用紫外光催化条件下湿法脱氯脱硝，普通吸附塔为保护塔。经过处理后废气中NOx<240mg/m3，Cl2<65mg/m3，达到国家排放要求。该方法的优点在于采用紫外催化氧化湿式脱氯脱硝法，通过催化氯气与废气中NO发生氧化还原反应，且氧化过程在气相、液相中同步进行，克服了目前湿法脱硝效率不高的缺陷；吸收液电解后溶液得到纯化，NOx最终以硝酸盐的形式回收，资源化利用程度高；系统内吸收液循环使用，无二次污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供了一种含氯气的高浓度NOX废气处理方法，属于环保废气处理

技术介绍
化工生产用雷尼催化剂在焙烧过程中产生高浓度NOX废气，与电厂、硝酸工业、电子行业产生的NOX废气不同，雷尼催化剂在焙烧过程产生的NOX具有浓度高(通常>5000mg/m3)且含有毒气体如氯气。目前对于高浓度NOX废气目前一般采用先稀释后脱硝处理，而对于含氯气的高浓度NOX废气目前还没有成熟高效的脱氯脱硝处理工艺。氯气易溶于水，可与碱、还原剂反应，工业上通常采用碱液吸收，或者采用FeCl2溶液吸收，吸收效果好，氯气脱除率高，通常大于95％。目前成熟的脱硝技术分为干法脱硝和湿法脱硝，常用的废气脱硝技术主要为湿法脱硝中的液体湿法吸收技术和干法脱硝中的气相干法还原技术。气相干法还原方法分为选择性催化还原(SCR)、非选择性催化还原(SNCR)。干法还原是在高温下利用氨气的还原性将氮氧化物处理为无害气体，反应过程如下所示：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O非选择性催化还原(SNCR)由于反应温度高(约800-1100℃)，已经逐步被选择性催化还原(SCR)取代。中国公开专利CN101998878A和CN1903412A等均公开了采用SCR处理NOX废气的技术，由于催化剂的作用反应温度可降至300-400℃，但由于废气中含有的重金属砷、卤素和水蒸气凝结等会引起催化剂中毒，另外将SCR应用于高浓度NOX脱硝过程，由于反应放热量大、温度高，会导致催化剂烧结老化，活性组分催化活性降低，减少催化剂使用寿命；更严重的是如果废气中含有Cl2容易与NH3反应生成NH4Cl堵塞催化剂，造成催化效率降低；因此对于含氯气的高浓度NOX废气不适合采用SCR处理。液体湿法吸收主要是以稀硝酸吸收、碱性溶液吸收、氧化吸收和还原吸收四种方法对NOX通过反应的方式处理。由于吸收法对气体浓度没有限制，所以适合用来处理高浓度NOX废气，各方法对比如表一：表1液体湿法脱硝四种方案比较稀硝酸吸收法主要应用于硝酸工业的废气吸收，中国公开专利CN103566739A中公开了以稀硝酸为吸收剂，利用硝酸的强氧化性使NOX氧化，处理NOX的同时还可得到浓度较高的硝酸溶液回用，但是废气中的杂质气体会使回收的硝酸不纯无法使用，该方法对设备要求高，需耐受30％以上的浓硝酸。碱溶液吸收法已经相当成熟也是目前常用的脱硝方法之一，其工艺流程和设备均较简单，但对于氮氧化物气体的氧化度(NO2/NOX)有一定要求，当氧化度>50％时处理效果较好。通常为了提高氮氧化物在碱性溶液中的吸收效率，在碱溶液中加入氧化剂将NO氧化为NO2提高氧化度，如中国公开专利CN103203166A中公开了以亚氯酸钠作为氧化剂的湿法脱硝技术，但由于NO难溶于水，而氧化剂仅存在于液相中，NO的溶解成为氧化反应的控制步骤，氧化效果一般、脱硝效率低。此外，还可以采用还原剂将氮氧化物变成无害物质，中国公开专利CN102068904A中公开的以尿素为还原剂的湿法脱硝技术，但此法弊端在于吸收液引入二次污染物尿素，后续处理困难。王娇等人采用配氮法，通过向废气中添加一部分NO2提高废气的氧化度，再采用碱液、还原性溶液吸收，吸收效果均得到明显提高，可见采用湿法脱硝的难点在于如何在吸收过程进行中提高废气的氧化度，以提高脱硝效率。目前报道文献中没有涉及含氯高浓NOX废气没有高效率的同时脱氯脱硝工艺，因此对于高浓度NOX废气，特别是含有氯气的高浓度NOX废气，通常采用脱氯脱硝分步进行的方法，如中国公开专利CN201410669563.X中公开的臭氧氧化脱硝+洗涤塔脱氯的技术，但由于臭氧易分解脱硝效率低，且脱氯脱硝分步进行资源没有得到充分利用。因此，需要寻找一种新的方法实现含氯高浓度NOX废气的处理。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种含氯气的高浓度NOX废气处理方法，在紫外光催化条件下，以碱性溶液为吸收剂，脱氯脱硝过程同步进行。该方法克服了目前湿法脱硝氧化过程只在液相或者气相中进行，氧化效率随时间降低明显低，处理的尾气不能达标排放，且不能用于高浓度气体处理的缺陷；同时不需要外加氧化剂，有效降低生产成本。经过处理后的废气中NOX和Cl2含量均达到国家排放标准，该处理方法工艺路线简单易行，气体资源化利用程度高，无二次污染，实现了绿色环保化工生产。为了实现以上专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种含氯气的高浓度NOX废气处理方法，步骤如下：(1)含氯气的高浓度NOX废气通过布袋除尘器，然后向其中引入新鲜空气；(2)混合均匀的废气依次通过有紫外催化的填料吸收塔和有紫外催化的板式吸收塔，经过两级催化湿式脱氯脱硝后，气体经过普通填料吸附塔吸附后排空。本专利技术中，所述含氯气的高浓度NOX废气中NOX浓度为5000-50000mg/m3，氯气与NOX的质量比为1:10-1:5，其余为空气，其中含氯气的高浓度NOX废气中氧气的浓度15-20v％。本专利技术中，所述含氯气的高浓度NOX废气的温度为30-200℃。本专利技术中，步骤(1)含氯气的高浓度NOX废气通过布袋除尘器是为了脱除废气中的悬浮颗粒，所述布袋除尘器的布袋材料选用耐高温材料，优选玻璃纤维，进一步优选的布袋过滤孔径为4μm；漏风率为1-3％，过滤风速为1-1.8m/min，气体除尘率为99.99-100％，布袋除尘器出口气体含尘浓度为0-20mg/m3，优选0-10mg/m3。布袋除尘器出口的气体温度为30-200℃。本专利技术方法中采用布袋除尘，控制除尘器出口气体含尘浓度不高于20mg/m3，优选不高于10mg/m3。其原因为废气是催化剂在煅烧过程产生的，其中必然含有大量粉尘，此气体如果不经过除尘处理，则在后续湿法催化吸收过程中，粉尘会堵塞催化剂及塔内填料，造成催化剂孔道堵塞催化效率降低，同时填料表面附着粉尘颗粒比表面积降低，气体吸收速率下降，以上两个因素同时作用使得脱氯脱硝效率下降，因此，需在湿法催化吸收之前，将废气中的颗粒和粉尘的浓度降低。本专利技术中，步骤(1)采用鼓风机引入一股新鲜空气，引入的空气量为所述含氯气的高浓度NOX废气量的0-100v％；经过补充新鲜空气后的废气中的氧气浓度为15-20v％；气体温度为30-100℃。本专利技术中，向经过布袋除尘后的含氯气的高浓度NOX废气中引入部分新鲜空气的目的在于将废气中氧气的浓度提高，同时可进一步降低气体温度。由于氧气是后续的紫外催化氧化过程的氧化剂，因此，需要保证体系中一定的氧气浓度，控制体系氧气浓度15-20v％，以保证后续的紫外催化氧化效果。本专利技术中，步骤(1)引入的新鲜空气与脱尘后的含氯气的高浓度NOX废气，两股气体经缓冲罐混合均匀。本专利技术中步骤(2)所述的有紫外催化的填料吸收塔包含3-5段选自规整填料、格栅填料、波纹填料和脉冲填料中的一种或多种；紫外催化的催化剂为半导体材料，优选为TiO2、SiO2-TiO2和WO3-TiO2中的一种或两种或三种。所述有紫外催化的填料吸收塔中填料与催化剂交替放置，同时为保证催化和传质的效率，紫外光波长选用250-400nm，填料塔内气体有效接触时间为8-15s，吸收剂采用碱液，优选浓度为10-20wt％NaOH、10-20wt本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氯气的高浓度NOX废气处理方法，步骤如下：(1)含氯气的高浓度NOX废气通过布袋除尘器，然后向其中引入新鲜空气；(2)混合均匀的废气依次通过有紫外催化的填料吸收塔和有紫外催化的板式吸收塔，经过两级催化湿式脱氯脱硝后，经过普通填料吸附塔吸附后排空。

【技术特征摘要】
1.一种含氯气的高浓度NOX废气处理方法，步骤如下：(1)含氯气的高浓度NOX废气通过布袋除尘器，然后向其中引入新鲜空气；(2)混合均匀的废气依次通过有紫外催化的填料吸收塔和有紫外催化的板式吸收塔，经过两级催化湿式脱氯脱硝后，经过普通填料吸附塔吸附后排空。2.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(2)中有紫外催化的填料吸收塔和有紫外催化的板式吸收塔中的催化剂为半导体材料，优选为TiO2、SiO2-TiO2和WO3-TiO2中的一种或多种；紫外光波长为250-400nm。3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述含氯气的高浓度NOX废气中NOX浓度为5000-50000mg/m3，氯气与NOX的质量比为1:10-1:5，氧气的浓度为15-20v％，气体温度为30-200℃。4.如权利要求1或2所述方法，其特征在于，步骤(2)中所述有紫外催化的填料吸收塔的填料包含3-5段选自规整填料、格栅填料、波纹填料和脉冲填料中的一种或多种；气液比为3:1-8:1；吸收剂为碱液；吸收剂温度为40-50℃；气体在所述有紫外催化的填料吸收塔的停留时间为8-15S。5.如权利要求1或2所述方法，其特征在于，步骤(2)中有紫外催化的板式吸收塔的气液比均为3:1-8:1；吸收剂为碱液；吸收剂温度为4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊俊，范珍龙，曾凡雪，李云钊，杜永顺，段美荣，张宏科，华卫琦，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37