[发明专利]一种脱硝固体产物的处理方法和装置

说明书

一种脱硝固体产物的处理方法和装置，属于大气污染控制和环境保护技术领域，该方法的处理过程是把氯化铁固体颗粒与氮氧化物发生化学反应而生成的固体产物导入固体产物处理装置，在一定氛围中与水溶液发生水解反应，同时释放出被吸收的氮氧化物气体，所述释放出来的氮氧化物气体经净化处理后获得高浓度的氮氧化物气体，也可经氧化和水吸收后制备硝酸，所述的固体产物水解后得到的氯化铁水溶液经冷却结晶后可得到相关的固体氯化铁水合物产品，从而达到的资源回收的目的。

技术领域

本发明涉及一种脱硝固体产物的处理方法和装置，属于大气污染控制和相关环境保护技术领域。

背景技术

人类活动产生的氮氧化物(NO_x)主要包括NO和NO₂，其中由燃料燃烧产生的占90％以上，其次是硝酸生产、化工制药的硝化反应、金属表面和半导体处理等工业过程。NOx对人有致毒作用，大量的氮氧化物排放还是引起大气光化学雾和酸雨的主要原因之一。近年来，国家新制定了一些新法律、法规，对氮氧化物特别是火电等燃烧过程排放的氮氧化物作出了更加严格的控制和减排规定。一般地，火力发电厂等以化石燃料燃烧产生的烟气中的氮氧化物浓度约为几百到几千ppm，其中90％以上是一氧化氮。目前选择性催化转化法(SCR)是目前治理烟气NOx的主要手段之一，但催化剂对运行条件要求严格，需要氨作为还原剂，气流中含有硫化物和粉尘等对催化剂的寿命影响很大，特别是对以煤为燃料的火电厂的运行费用很高。本发明申请的发明人之一已公开了采用固体氯化铁吸收处理气流中的氮氧化物的方法(公开号 CN106000079A)，本发明目的是提供一种上述方法得到的脱硝固体产物的处理方法，用于回收相关资源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种上述脱硝固体产物的处理方法，用于在气-固反应塔内氯化铁固体颗粒与气流中的氮氧化物发生化学反应而生成的固体产物的进一步处理，并回收相关资源。本发明所要解决的另一个技术问题是提供上述脱硝固体产物处理方法的专用装置，具有操作方便、处理效率高、处理量大的特点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种脱硝固体产物的处理方法，其特征是把氯化铁固体颗粒与氮氧化物发生化学反应而生成的固体产物导入所述固体产物的处理装置，在一定氛围中与水溶液发生水解反应，同时释放出被吸收的氮氧化物气体，所述释放出来的氮氧化物气体经净化处理后获得高浓度氮氧化物气体，也可经氧化和水吸收后制备硝酸，所述固体产物水解后获得的氯化铁溶液经冷却结晶后可得到相关的固体氯化铁水合物产品，从而达到的资源回收的目的。

本发明所述的固体产物处理装置主要由固-液反应器、净化器和冷却结晶器等组成，其中，固-液反应器结构可采用化工单元操作常用的固-液接触反应器，可采用带搅拌的反应器，固体和液体物料均可采用序批投料或连续投料方式，可通过控制固体和液体的投加量来控制反应速度，具体设备可参看化工相关设备手册。以固定床立式反应器为例，所述的反应器设置有所述的固体产物加入口、液体加入口、惰性气体进口(抽真空口)、氮氧化物气体排出口和液体排出口等。

本发明所述的水溶液包括清水或酸性或碱性水溶液，一般以清水为主，加入一定量酸后可以增加固体产物的溶解度，加入碱可以得到氢氧化铁或氧化铁等副产品。所述水溶液的加入量无特殊要求，以能使固体产物溶解即可，水量少则溶液的浓度高，有利后处理结晶过程。最佳的固液质量比为1∶1-1∶2。本发明所述的一定氛围包括在真空或惰性气体或氧气或空气中进行固-液溶解反应，以满足得到不同产品的要求，如要得到纯氮氧化物气体或一定浓度的氮氧化物气体，一般在真空或惰性气体氛围中进行，如要进一步制备二氧化氮气体或硝酸可在有氧气或空气氛围中进行。所述惰性气体为不与氮氧化物反应的气体，如氮气、氩气和二氧化碳等。本发明所述的氮氧化物以一氧化氮为主，可能含有少量二氧化氮。