一种从氮氧化物尾气中回收氮氧化物的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种从氮氧化物尾气中回收氮氧化物的方法及系统，属于氮氧化物尾气处理技术领域。本方法包括氧化过程、干燥过程和回收过程。氧化过程为：将氮氧化物尾气与气态氧化剂混合在65

【技术实现步骤摘要】
一种从氮氧化物尾气中回收氮氧化物的方法及系统


[0001]本专利技术属于氮氧化物尾气处理领域，具体涉及一种从氮氧化物尾气中回收氮氧化物的方法及系统。

技术介绍

[0002]在普雷克斯(Purex)流程中，常需要采用大量氮氧化物作为氧化剂进行调价或除肼等操作。氮氧化物主要指二氧化氮以及由二氧化氮叠合而成四氧化二氮。目前，国内后处理厂或相关研究机构的氮氧化物原料气常用供应方式包括浓硝酸高温分解制备二氧化氮、外购液态四氧化二氮等。浓硝酸高温分解制备二氧化氮等氮氧化物的反应条件苛刻，对材料腐蚀严重，不利于工程的稳定运行；液态四氧化二氮不是常用的化学试剂，主要用作火箭推进剂燃料针对航天和军工等军工行业供货，货源稳定供应存在风险，并具有极强的氧化性、腐蚀性和剧毒性，沸点较低，运输条件苛刻。申请人已申请专利(公开号为：CN109437134A)中，公布了一种采用硝酸和亚硝酸钠连续反应制备氮氧化物NO
X
(1＜
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＜2)的方法，该方法工艺简单，气源供应连续稳定，但会产生大量硝酸钠废液，后续处理难度较大。
[0003]乏燃料后处理厂主工艺及三废处理工艺运行过程中会产生大量含放射性元素的氮氧化物尾气，其它化工业中也会产生氮氧化物尾气。氮氧化物尾气组分复杂、含量变化较大，含有空气、水蒸气、二氧化氮、一氧化氮等其它氮氧化物。由于二氧化氮容易溶于水变为硝酸，很难提纯和回收。常规处理方法是送往废气处理设施，将氮氧化物与尿素溶液反应，转化成N2等其它物质排放，耗费大量成本，无法回收氮氧化物。
专利
技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于氮氧化物原料气供应不足、生产成本高的缺陷，以及处理氮氧化物尾气需要耗费大量成本的缺陷，本专利技术提供一种从氮氧化物尾气中回收氮氧化物的方法，以及一种从氮氧化物尾气中回收氮氧化物的系统。
[0005]本专利技术的技术方案：
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供一种从氮氧化物尾气中回收氮氧化物的方法，包括氧化过程、干燥过程和回收过程；所述氧化过程为：将氮氧化物尾气与气态氧化剂混合后在65
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100℃条件下进行氧化处理；所述干燥过程为：将氧化后的氮氧化物尾气与干燥剂在65
‑
100℃、110KPa～170KPa的压力下进行干燥处理；所述回收过程为：将干燥后的氮氧化物尾气与吸附剂在25
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60℃、110KPa～170KPa的压力下进行二氧化氮的吸附。
[0007]该方法包括以下步骤：将所述氮氧化物尾气与气态氧化剂分别通入65
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100℃的氧化塔中进行氧化处理；将氧化后的尾气通入装填干燥剂的65
‑
100℃的干燥塔内，并将所述干燥塔升压至110KPa～170KPa下，并进行干燥处理；将干燥后的氮氧化物尾气通入装填吸附剂的25
‑
60℃的回收塔中，并将所述回收塔升压至110KPa～170KPa，并进行二氧化氮吸附。
[0008]优选的，所述气态氧化剂为空气、O2或O3中的一种或多种；优选的，干燥剂为硅胶、
分子筛、天然沸石中的一种或多种；吸附剂为沸石分子筛或天然沸石中的一种或多种。
[0009]所述氮氧化物尾气为乏燃料后处理厂产生的放射性氮氧化物尾气。优选的，在氧化过程前还包括净化过程，所述净化过程为：将放射性氮氧化物尾气进行放射性过滤，除去尾气中夹带的放射性液。
[0010]所述回收过程中所述回收塔内未被吸附的气体排出并储存于储气罐内。
[0011]所述回收过程中还包括吸附剂的解吸操作，所述解吸操作为：向所述回收塔中通入吹扫气并降压，吸附剂中二氧化氮被解吸出来并随吹扫气排出回收塔；解吸操作压力低于20KPa，优选为2
‑
10KPa；优选的，吹扫气为空气、二氧化氮中任一种；优选的，将解吸的二氧化氮气体液化后储存在储罐中；液化温度为
‑
20～
‑
5℃。
[0012]所述干燥过程中还包括干燥剂的解吸操作，所述解吸操作为：向干燥塔通入吹扫气并降压，干燥剂中的水汽被解吸出来随吹扫气排出；解吸操作压力低于80KPa，优选为30
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70KPa；优选的，吹扫气为空气或储存的回收塔内未被吸附的气体。
[0013]优选的，干燥过程和回收过程中的吸附操作采用鼓风机分别对干燥塔和回收塔进行升压，解吸操作时采用真空泵对塔内进行降压。
[0014]一种从氮氧化物尾气中回收氮氧化物的系统，包括依次连接的氧化单元、干燥单元和回收单元；所述氧化单元包括氧化塔，用于采用气态氧化剂将尾气中的一氧化氮等氮氧化物氧化为二氧化氮；所述干燥单元包括装填干燥剂的干燥塔，用于采用变压吸附对氧化后的氮氧化物尾气进行气
‑
固干燥处理；所述回收单元包括装填吸附剂的回收塔，用于采用变压吸附将干燥后的氮氧化物尾气中的二氧化氮进行气
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固吸附。
[0015]该系统还包括与所述氧化单元连通的净化单元，所述净化单元包括一级或多级核级过滤装置，用于除去放射性氮氧化物尾气中夹带的放射性液滴。
[0016]该系统还包括储存单元和液化单元，液化单元与所述回收单元和储存单元分别连通，所述液化单元包括冷凝器，用于将解吸的二氧化氮气体液化；所述储存单元包括储罐，用于储存回收的二氧化氮。
[0017]该系统还包括储气罐，所述储气罐与所述回收塔的塔顶出口连通，用于储存回收塔内未被吸附的气体。
[0018]所述干燥塔为单台或多台，所述回收塔为单台或多台。
[0019]本专利技术的有益技术效果：
[0020]1、本专利技术提供的一种从氮氧化物尾气中回收氮氧化物回收的方法，根据尾气中水汽含量(通常为5％～25％)，控制氧化温度和氧化剂类型，使得氧化过程为气
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气反应，避免尾气中水汽液化以及避免引入任何水相物质；采用变压吸附进行干燥，控制干燥过程的温度和吸附操作压力参数，使得操作温度高于尾气中水汽的露点，避免干燥过程中尾气中水汽冷凝成水，确保干燥过程为气
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固两相接触，避免大量NO2溶于水形成硝酸而损失；采用变压吸附进行回收，控制回收过程的温度和吸附操作压力参数，使得吸附剂对二氧化氮气体具有高选择性且吸附量提高。从而本专利技术的方法通过严格控制整个回收流程及操作条件，高效回收二氧化氮等氮氧化物，氮氧化物回收率为90％以上。该方法不仅能为后处理主工艺调价和除肼提供连续稳定的二氧化氮原料气，变废为宝，还能替代后处理厂现有氮氧化物气源生产装置和氮氧化物尾气处理设施，减少尾气处理和废液处理负荷，而且大大降低了氮氧化物的排放量，减少环境污染，具有非常好的环境和经济效益。
[0021]2、所述气态氧化剂为空气、O2或O3中的一种或多种，容易得到且成本低廉。
[0022]3、对回收塔内吸附剂解吸时，解吸操作压力低于20KPa，优选为2
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10KPa，以使二氧化氮气体充分解吸。吹扫气可采用二氧化氮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从氮氧化物尾气中回收氮氧化物的方法，其特征在于，包括氧化过程、干燥过程和回收过程；所述氧化过程为：将氮氧化物尾气与气态氧化剂混合后在65
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100℃条件下进行氧化处理；所述干燥过程为：将氧化后的氮氧化物尾气与干燥剂在65
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100℃、110KPa～170KPa的压力下进行干燥处理；所述回收过程为：将干燥后的氮氧化物尾气与吸附剂在25
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60℃、110KPa～170KPa的压力下进行吸附。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述氮氧化物尾气与气态氧化剂分别通入65
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100℃的氧化塔中进行氧化处理；将氧化后的尾气通入装填干燥剂的65
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100℃的干燥塔内，并将所述干燥塔升压至110KPa～170KPa下，并进行干燥处理；将干燥后的氮氧化物尾气通入装填吸附剂的25
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60℃的回收塔中，并将所述回收塔升压至110KPa～170KPa，并进行二氧化氮吸附。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气态氧化剂为空气、氧气或臭氧中的一种或多种；和/或，所述干燥剂为硅胶、分子筛、天然沸石中的一种或多种；和/或，所述吸附剂为沸石分子筛或天然沸石中的一种或多种。4.根据权利要求1
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3任一项所述的方法，其特征在于，所述氮氧化物尾气为放射性氮氧化物尾气；在氧化过程前还包括净化过程，所述净化过程为：将放射性氮氧化物尾气进行放射性过滤。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述回收过程中所述回收塔内未被吸附的气体排出并储存于储气罐内。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述回收过程中还包括吸附剂的解吸操作，所述解吸操作为：向所述回收塔中通入吹扫气并降压，吸附剂中二氧化氮被解吸出来随吹扫气排出；解吸操作压力低于20KPa。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述干燥过程中还包括干燥剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马敬，杨硕，侯留东，侯学锋，陈勇，纪雷鸣，李磊，李瑞，张思夏，周静，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：