一种含氮氧化物废气回收硝酸的装置
技术领域
本实用新型属于环保技术领域，尤其涉及一种含氮氧化物废气回收硝酸的装置。
背景技术
目前对于半导体、光伏等行业产生的氮氧化物的处理工艺主要是先用硫酸和亚氯酸钠氧化剂，在氧化塔中将NO氧化成NO2；再用氢氧化钠和硫氢化钠还原剂，在还原塔中将NO2还原成N2。该工艺的缺点是含S还原剂的使用过程中容易产生H2S臭气，对环境产生污染，需要增加去臭气装置，增加了成本，降低了废气处理的效率。而废气中含有的大量的氮氧合物，如可以制备成硝酸，既可以变废为宝；又能避免常规硝酸制备方法中高温、需持续通入氧气的缺点。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种不采用含S还原剂处理含氮氧化物废气并回收硝酸的装置。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：提供了一种含氮氧化物废气回收硝酸的装置，其特征在于：包括氯氧化物发生器和二级洗涤塔；所述氯氧化物发生器可电解氯化钠溶液生成氯氧化物，其设置氯化钠溶液进液口、电解液出液口以及二氧化氯出气口；所述二级洗涤塔内由下而上依次设置氧化循环液槽、二级洗涤塔进气口、第一填料段、氧化循环液喷淋系统、气液分离装置、紫外灯区、第二填料段、双氧水喷淋系统、二级洗涤塔出气口；所述紫外灯区内设置若干按矩阵排列的紫外灯；所述氧化循环液槽通过管道依次和氧化循环液混合管、氧化循环液喷淋系统相连通，所述氧化循环液混合管还和电解液出液口通过管道相连通；所述气液分离装置包括横隔板，所述横隔板与二级洗涤塔侧壁构成双氧水槽，所述双氧水槽通过管道依次和双氧水混合管、双氧水喷淋系统相连通，所述双氧水混合管还和输送双氧水的外界管道相连通；所述氯氧化物发生器的二氧化氯出气口通过管道与二级洗涤塔进气口相连通，所述二级洗涤塔进气口还和输送含氮氧化物废气的外界管道相连通。
作为一种优选方案，所述氯氧化物发生器的电解液出液口与氧化循环液混合管之间的管道上设置加药泵。
作为一种优选方案，所述氯氧化物发生器上装有密度计。
作为一种更优选方案，所述氯氧化物发生器上还装有液位计。
作为一种优选方案，所述二氧化氯出气口与二级洗涤塔进气口之间的管道上设置加压风机。
作为一种优选方案，所述氯氧化物发生器上设置空气进气口。
作为一种优选方案，所述双氧水喷淋系统、二级洗涤塔出气口之间设置除雾层。
作为一种优选方案，所述氧化循环液混合管、双氧水混合管内分别设置若干从径向隔断对应管体的多孔板。
作为一种更优选方案，所述多孔板具有若干尺寸不一的通孔。
本实用新型的有益技术效果在于：提供了一种不采用含S还原剂处理含氮氧化物废气并回收硝酸的装置。
（1）本装置通过电解氯化钠得到氧化剂（ClO2、ClO2-和ClO-）将NO氧化成NO2，并通过双氧水对NO2进行吸收制备硝酸，避免了含S还原剂的使用，同时生成了硝酸，变废为宝；本装置安全可靠，占地面积小，处理效率高，绿色环保，不会造成二次污染。
（2）二氧化氯气体相比于常规的溶液型氧化剂，氧化水中溶解度不高的一氧化氮的效率更高，氧化效果更好。
（3）本装置设置紫外灯，可以增强双氧水对于NO2的吸收效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型优选实施例的结构示意图。
图2为本实用新型的气液分离装置的结构示意图（正视）。
图3为本实用新型的紫外灯区的结构示意图（俯视）。
图4为本实用新型的多孔板的结构示意图（正视）。
图中：1为氯氧化物发生器、1-1为氯化钠溶液进液口、1-2为电解液出液口、1-3为二氧化氯出气口、1-4为空气进气口、1-5为密度计、1-6为液位计、1-7为氯化钠溶液泵、2为二级洗涤塔、2-1为氧化循环液槽、2-2为二级洗涤塔进气口、2-3为第一填料段、2-4为氧化循环液喷淋系统、2-5为气液分离装置、2-51为伞盖、2-52为筒体、2-53为横隔板、2-54为支撑柱、2-55为双氧水槽、2-6为紫外灯区、2-61为紫外灯、2-7为第二填料段、2-8为双氧水喷淋系统、2-9为除雾层、2-10为二级洗涤塔出气口、2-11为氧化循环液混合管、2-12为双氧水混合管、3为加压风机、4为加药泵、5为多孔板、5-1为通孔。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。本实用新型专利中未详细描述的结构、连接关系及方法，均可以理解为本领域内的公知常识。另外需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1-4所示，一种设置氯氧化物发生器的含氮氧化物废气处理装置，包括氯氧化物发生器1和二级洗涤塔2。
其中氯氧化物发生器1为一个通过隔膜隔成三个区域的电解槽，可电解氯化钠水溶液生成含氯负离子，并使其汇聚到阳极附近，含氯负离子吸收能量最终产生二氧化氯气体以及含ClO2-和ClO-的电解液；氯氧化物发生器1设置氯化钠溶液进液口1-1、电解液出液口1-2、二氧化氯出气口1-3以及空气进气口1-4；其中，氯化钠溶液进液口1-1与输送氯化钠溶液的外界管道相连通，该管道上设置氯化钠溶液泵1-7；同时氯氧化物发生器1上还装有密度计1-5以及液位计1-6；密度计1-5用于检测氯氧化物发生器1中氯化钠水溶液的浓度。
二级洗涤塔2内由下而上依次设置氧化循环液槽2-1、二级洗涤塔进气口2-2、第一填料段2-3、氧化循环液喷淋系统2-4、气液分离装置2-5、紫外灯区2-6、第二填料段2-7、双氧水喷淋系统2-8、除雾层2-9、二级洗涤塔出气口2-10；其中紫外灯区2-6内设置若干按矩阵排列的紫外灯2-61；氧化循环液槽2-1通过管道依次和氧化循环液混合管2-11、氧化循环液喷淋系统2-4相连通，氧化循环液混合管2-11的进口端还和电解液出液口1-2通过管道相连通，该管道上设置加药泵4；气液分离装置2-5包括伞盖2-51、筒体2-52及横隔板2-53；伞盖2-51通过支撑柱2-54与筒体2-52连接；筒体2-52底部与横隔板2-53相连接，且筒体2-52的中空部分贯通横隔板2-53与下方的二级洗涤塔2空间连通；横隔板2-53与二级洗涤塔2侧壁构成双氧水槽2-55；该双氧水槽2-55通过管道依次和双氧水混合管2-12、双氧水喷淋系统2-8相连通，双氧水混合管2-8的进口端还和输送双氧水的外界管道相连通。
氯氧化物发生器1的二氧化氯出气口1-3通过管道与二级洗涤塔进气口2-2相连通，该管道上还设置加压风机3，用于二氧化氯气体的输送；二级洗涤塔进气口2-2还和输送含氮氧化物废气的外界管道相连通。
另外氧化循环液混合管2-11、双氧水混合管2-12内分别设置若干从径向隔断对应管体的多孔板5；多孔板5上具有若干尺寸不一的通孔5-1。
本装置的运行原理：
（1）氯化钠水溶液在氯氧化物发生器1中发生电解，最终产生二氧化氯气体及含有ClO2-和ClO-的电解液；主要反应方程：
阳极：Cl-+2H2O→ClO2+4H++5e-（通电条件）；
Cl-+H2O→HClO+H++2e-（通电条件）；
生成的二氧化氯气体通过加压风机3的作用，将生成的二氧化氯气体送入二级洗涤塔2中；加压风机3与空气进气口1-4的进气阀联动，可根据加压风机3的运行频率选择空气进气口1-4的进气阀的开度；同时产生的含有ClO2-和ClO-的电解液，在加药泵4的作用下进入氧化循环液混合2-11管中和由氧化循环液槽2-1流入的含有电解液的氧化循环液相混合；多孔板5的设置，使混合液体流到多孔板5时，均需从通孔5-1穿过，从而混合液体流速加快；流速加快有利于吸引周围的液体，从而促进了液体之间的对流和混合，提高了混合度，从而提高了处理的效果；通孔5-1孔径不一致，使混合液体加快流速不一，增加了液体分子运动的不规律性，有利于液体的混合。
密度计1-5设置与氯化钠溶液泵1-7联动；密度计1-5用于检测氯氧化物发生器1中氯化钠水溶液的浓度；若氯化钠被消耗到设定下限，则开启氯化钠溶液泵1-7，补充氯化钠水溶液；液位计1-6分别与氯化钠溶液泵1-7、加药泵4联动用于防止氯氧化物发生器1中的电解液过少或过量。
（2）二氧化氯气体通过加压风机3的作用进入二级洗涤塔2，二氧化氯气体与同样进入二级洗涤塔3的废气混合并由下而上运动；同时含有ClO2-和ClO-的电解液，在加药泵4的作用下进入氧化循环液混合2-11管中和由氧化循环液槽2-1流入的含有电解液的氧化循环液相混合后从氧化循环液喷淋系统2-4喷淋而下；含有电解液的氧化循环液与废气、二氧化氯气体在第一填料段2-3处逆向接触，发生传质反应，使氧化氮氧化成二氧化氮，主要反应方程式（碱性条件下）：
2NO+ClO2 +H20=NO2+HNO3 +HCl；
NO+ClO2-→NO2+ClO-；
NO+ClO-→NO2+Cl-；
其中，二氧化氯气体相比于常规的溶液型氧化剂，氧化水中溶解度不高的一氧化氮的效率更高，氧化效果更好。
经过净化的废气继续向上运动，而液相回落到氧化循环液槽2-1，混合后循环使用。
（3）废气通过气液分离装置2-4后继续向上，在第二填料段2-7与从双氧水喷淋系统2-8喷淋下来的双氧水反应，二氧化氮被吸收成硝酸；主要反应方程式：
2NO2+H2O2→2HNO3；
紫外灯层2-6的设置可以增强H2O2对于NO2的吸收效率；之后废气经除雾层2-9去除废气中夹带的小液滴后排出；液相回落到双氧水槽2-55中循环使用；同时采用密度计对双氧水槽2-55中硝酸浓度进行连续或间歇性地常规检测，硝酸达到设定值后即可排放至专门的储槽中存放。
以上依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
