本實(shí)用新型涉及一種硝酸法磷酸裝置反應(yīng)槽尾氣處理裝置，屬于化工尾氣處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

工業(yè)廢氣是指企業(yè)廠區(qū)內(nèi)燃料燃燒和生產(chǎn)工藝過(guò)程中產(chǎn)生的各種排入空氣的含有污染物氣體的總稱。這些廢氣有：二氧化碳、二硫化碳、硫化氫、氟化物、氮氧化物、氯、氯化氫、一氧化碳、硫酸(霧)、鉛汞、鈹化物、煙塵及生產(chǎn)性粉塵等等。廢氣直接排入大氣，會(huì)污染空氣。而且這些廢氣中的有害物質(zhì)通過(guò)呼吸道等途徑進(jìn)入人體內(nèi)，有的直接產(chǎn)生危害，有的還有蓄積作用，會(huì)更加嚴(yán)重的危害人的健康。因此，國(guó)家對(duì)工業(yè)廢氣的排放有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，如GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB3095-1996《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》等等。工廠中產(chǎn)生的工業(yè)廢氣均需要處理達(dá)標(biāo)后才能排放。

在化肥生產(chǎn)企業(yè)，硝酸法磷酸裝置反應(yīng)槽尾氣中含有較高濃度的氟化物和NO_X，其中氟化物含量為≤40Mg/m³，NO_X含量為≤400Mg/m³。目前，沒(méi)有較為經(jīng)濟(jì)適用的處理裝置及方法對(duì)反應(yīng)槽尾氣進(jìn)行處理，以使其能夠達(dá)標(biāo)排放。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種硝酸法磷酸裝置反應(yīng)槽尾氣處理裝置。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)解決方案是：

一種硝酸法磷酸裝置反應(yīng)槽尾氣處理裝置，包括文丘里洗滌器、洗滌塔、氫氧化鉀溶液罐和洗滌塔循環(huán)槽，反應(yīng)槽尾氣出口通過(guò)第一氣體輸送管道與文丘里洗滌器的上部進(jìn)口連通，文丘里洗滌器的下部出口通過(guò)第二氣體輸送管道與洗滌塔的下部進(jìn)口連通，在洗滌塔的內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)流板，在導(dǎo)流板的上方設(shè)置有噴淋層，在噴淋層的上方設(shè)置有除霧層，所述氫氧化鉀溶液罐通過(guò)吸收劑輸送管道與噴淋層連通，在吸收劑輸送管道上設(shè)置有氫氧化鉀溶液輸送泵，所述洗滌塔的底部設(shè)置有循環(huán)漿液出口，所述循環(huán)漿液出口通過(guò)漿液輸送管道與洗滌塔循環(huán)槽連通，洗滌塔循環(huán)槽通過(guò)漿液循環(huán)管道與噴淋層連通，在漿液循環(huán)管道上設(shè)置有漿液循環(huán)泵，在洗滌塔的頂部設(shè)置有煙囪。

優(yōu)選的，所述噴淋層包括一根噴淋母管，在噴淋母管上連通多個(gè)噴淋支管，在噴淋母管和多個(gè)噴淋支管上均設(shè)置有螺旋噴頭；所述螺旋噴頭包括噴頭本體和位于噴頭本體頂部的中空連接頭，噴頭本體呈螺旋形，所述噴淋母管和噴淋支管的底部均連通有豎直管，中空連接頭與豎直管的末端螺紋連接或纏繞粘接在一起。

優(yōu)選的，所述洗滌塔是由玻璃鋼材料制成的，洗滌塔的高度為6m，洗滌塔內(nèi)噴淋層設(shè)置2層，除霧層設(shè)置1層。

優(yōu)選的，所述除霧層是由從上至下依次布設(shè)的除霧絲網(wǎng)、折流除霧器和旋流器組成，除霧絲網(wǎng)的厚度為150mm，除霧絲網(wǎng)與折流除霧器之間的距離為300-500mm，折流除霧器與旋流器之間的距離為300-500mm；所述折流除霧器包括多個(gè)平行布設(shè)的波形板，在波形板的彎折處設(shè)置有翅片，所述翅片沿波形板的彎折線方向布設(shè)，翅片的截面呈弧形。

優(yōu)選的，所述洗滌塔上在對(duì)應(yīng)除霧層的位置處設(shè)置有反沖洗裝置。

優(yōu)選的，所述洗滌塔的底部設(shè)置有收集池，在收集池的下部徑向設(shè)置有側(cè)入式攪拌器。

本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是：

本實(shí)用新型能夠?qū)ο跛岱姿嵫b置反應(yīng)槽尾氣中含有較高濃度的氟化物和NO_X進(jìn)行高效處理，洗滌塔出口二氧化氮排放濃度≤240mg/m³，氟化物排放濃度(以氟計(jì))≤9mg/m³；尾氣經(jīng)有效收集和治理后滿足相應(yīng)的國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)對(duì)區(qū)域環(huán)境空氣造成不利影響，不會(huì)對(duì)廠區(qū)工人身體健康產(chǎn)生不利影響；而且本實(shí)用新型脫硝總效率大于50％，脫氟總效率大于80％，效率高。同時(shí)，本實(shí)用新型具有工程投資省、性價(jià)比高，占地面積小，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，操作維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低，使用壽命長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)、高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1為本實(shí)用新型裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型中噴淋層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型中噴淋母管與螺旋噴頭連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型除霧層中折流除霧器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型除霧層中旋流器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，一種硝酸法磷酸裝置反應(yīng)槽尾氣處理裝置，包括文丘里洗滌器1、洗滌塔2、氫氧化鉀溶液罐3和洗滌塔循環(huán)槽4。反應(yīng)槽尾氣出口通過(guò)第一氣體輸送管道5與文丘里洗滌器1的上部進(jìn)口連通，文丘里洗滌器1的下部出口通過(guò)第二氣體輸送管道6與洗滌塔2的下部進(jìn)口連通。在洗滌塔2的內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)流板7，在導(dǎo)流板7的上方設(shè)置有噴淋層8，在噴淋層8的上方設(shè)置有除霧層9。所述氫氧化鉀溶液罐3通過(guò)吸收劑輸送管道10與噴淋層8連通，在吸收劑輸送管道10上設(shè)置有氫氧化鉀溶液輸送泵11。所述洗滌塔2的底部設(shè)置有循環(huán)漿液出口，所述循環(huán)漿液出口通過(guò)漿液輸送管道12與洗滌塔循環(huán)槽13連通，洗滌塔循環(huán)槽13通過(guò)漿液循環(huán)管道14與噴淋層8連通，在漿液循環(huán)管道14上設(shè)置有漿液循環(huán)泵15。在洗滌塔2的頂部設(shè)置有煙囪16。

上述噴淋層8包括一根噴淋母管801，在噴淋母管801上連通多個(gè)噴淋支管802，在噴淋母管801和多個(gè)噴淋支管802上均勻布置有螺旋噴頭803。所述螺旋噴頭803包括噴頭本體8031和位于噴頭本體8031頂部的中空連接頭8032，噴頭本體8031呈螺旋形。所述噴淋母管801和噴淋支管802的底部均連通有豎直管804，中空連接頭8032與豎直管804的末端纏繞粘接在一起。

噴淋系統(tǒng)能使?jié){液在洗滌塔內(nèi)均勻分布，流經(jīng)每個(gè)噴淋層的流量相等。對(duì)噴頭進(jìn)行優(yōu)化布置，以使洗滌塔斷面上幾乎完全均勻地進(jìn)行噴淋。洗滌塔噴淋系統(tǒng)采用2層噴淋層，每層噴淋層由一根母管、若干支管和規(guī)則分布在支管上的噴頭組成，對(duì)應(yīng)1臺(tái)洗滌塔再循環(huán)泵。各部分材料選擇如下：噴淋系統(tǒng)管道FRP；噴頭：FRP，特別耐磨，且抗化學(xué)腐蝕性極佳。

上述洗滌塔2是由玻璃鋼材料制成的，洗滌塔2的高度為6m，洗滌塔內(nèi)噴淋層設(shè)置2層，除霧層設(shè)置1層。

上述除霧層9是由從上至下依次布設(shè)的除霧絲網(wǎng)、折流除霧器和旋流器組成。除霧絲網(wǎng)的厚度為150mm，除霧絲網(wǎng)與折流除霧器之間的距離為300-500mm，折流除霧器與旋流器之間的距離為300-500mm。所述折流除霧器包括多個(gè)平行布設(shè)的波形板901，在波形板901的彎折處設(shè)置有翅片902，所述翅片902沿波形板901的彎折線方向布設(shè)，翅片902的截面呈弧形。所述旋流器包括多個(gè)旋流葉片903，所述旋流葉片903的一端固定在中心架904上，另一端固定在外環(huán)905上。所述旋流葉片903呈立式布置，旋流葉片903的寬度由連接外環(huán)905的一端至連接中心架904的一端逐漸變窄，即旋流葉片903的頂?shù)變蛇吘势露仍O(shè)計(jì)。

上述洗滌塔2上在對(duì)應(yīng)除霧層的位置處設(shè)置有反沖洗裝置。

除霧層用來(lái)在洗滌塔所有運(yùn)行狀態(tài)下收集夾帶的水滴，由除霧絲網(wǎng)、折流除霧器和旋流器組成。尾氣流經(jīng)除霧層時(shí)，液滴由于慣性作用留在擋板上，從而起到除霧的作用。由于被滯留的液滴也含有固態(tài)物，主要是氟硅酸鉀，因此就有在擋板上結(jié)垢的危險(xiǎn)，所以設(shè)置了定期運(yùn)行的清洗設(shè)備，包括除霧層沖洗母管及噴嘴系統(tǒng)。沖洗介質(zhì)是工藝水，工藝水還用于調(diào)節(jié)洗滌塔中的液位。

上述洗滌塔的底部設(shè)置有收集池，在收集池的下部徑向設(shè)置有側(cè)入式攪拌器。在收集池的下部徑向布置了側(cè)入式攪拌器，其作用是使?jié){液成懸浮物狀態(tài)并使其進(jìn)行擴(kuò)散，即將固體維持在懸浮狀態(tài)下，同時(shí)均勻分布氧化空氣。攪拌器的型式為側(cè)入式，軸的密封形式為機(jī)械密封。設(shè)置人工沖洗設(shè)施。洗滌塔收集池配置1臺(tái)攪拌器。

采用上述裝置進(jìn)行硝酸法磷酸裝置反應(yīng)槽尾氣處理的方法，包括以下步驟：

a在氫氧化鉀溶液罐3中配制氫氧化鉀溶液，并通過(guò)吸收劑輸送管道將氫氧化鉀溶液輸送至洗滌塔2的噴淋層并噴出。

b反應(yīng)槽尾氣出口排出的尾氣經(jīng)第一氣體輸送管道輸送至文丘里洗滌器1，經(jīng)過(guò)文丘里洗滌器1洗滌后再經(jīng)第二氣體輸送管道輸送至洗滌塔2的下部進(jìn)口。

c在洗滌塔2中尾氣經(jīng)過(guò)導(dǎo)流板7均勻分布后上升，與噴淋層8噴出的氫氧化鉀溶液接觸后實(shí)現(xiàn)脫氟脫硝。

d經(jīng)步驟c實(shí)現(xiàn)脫氟脫硝的尾氣繼續(xù)上升，流經(jīng)除霧層9，在除霧層中尾氣中的液滴得到清除，經(jīng)洗滌塔洗滌后的凈尾氣通過(guò)煙囪16排出。除霧層9出口尾氣中霧滴濃度≤75mg/m³。

e經(jīng)步驟c洗滌后獲得的漿液通過(guò)漿液輸送管道輸送至洗滌塔循環(huán)槽4中，洗滌塔循環(huán)槽4中的循環(huán)漿液再通過(guò)漿液循環(huán)管道輸送至噴淋層循環(huán)噴淋洗滌。

上述步驟中，所述氫氧化鉀溶液的質(zhì)量百分比濃度為20％；所述循環(huán)漿液的pH值為5.2-6.2。

上述步驟中，第二氣體輸送管道還與空氣管道連接，采用尾氣與空氣混合的方式通入洗滌塔中，以在尾氣處理過(guò)程中盡量減少生成亞硝酸鉀的反應(yīng)。

上述步驟中，尾氣和氫氧化鉀溶液接觸后，NO₂和氫氧化鉀溶液反應(yīng)生成硝酸鉀和亞硝酸鉀，SiF₄與氫氧化鉀溶液反應(yīng)生成氟硅酸鉀沉淀，HF與氫氧化鉀溶液反應(yīng)生成氟化鉀，其中氟硅酸鉀沉淀析出，硝酸鉀、亞硝酸鉀和氟化鉀隨漿液返回洗滌塔。

下面對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步補(bǔ)充說(shuō)明：

硝酸與磷礦在酸解槽主要發(fā)生以下反應(yīng)。

磷礦的主要成份氟磷酸鈣與足夠數(shù)量的硝酸反應(yīng)：

Ca₅F(PO₄)₃+10HNO₃→5Ca(NO₃)₂+3H₃PO₄+HF

反應(yīng)生成的HF與磷礦中的SiO₂生產(chǎn)H₂SiF₆：

6HF+SiO₂＝H₂SiF₆+2H₂O

H₂SiF₆+SiO₂＝3SiF₄↑+2H₂O

氣相中的氟主要以SiF₄形式存在，同時(shí)含有部分未反應(yīng)的HF，磷礦中帶有的鐵，鋁化合物與硝酸反應(yīng)轉(zhuǎn)變成它們的硝酸鹽：

R₂O₃+6HNO₃→2R(NO₃)₃+3H₂O

當(dāng)磷礦中含有白云石時(shí)，它們也耗用硝酸，反應(yīng)后以硝酸鈣、鎂的形態(tài)存在：

CaCO₃+2HNO₃→Ca(NO₃)₂+CO₂+H₂O

MgCO₃+2HNO₃→Mg(NO₃)₂+CO₂+H₂O

酸解槽加入濃硝酸時(shí)，少量硝酸會(huì)發(fā)生分解：

4HNO₃＝4NO₂↑+O₂↑+2H₂O

因此，出酸解槽的尾氣中主要含有SiF₄、HF、NO₂等有害氣體和CO₂、O₂、空氣等氣體。

以氫氧化鉀溶液為吸收劑，尾氣中的氣體會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)。

NO₂和氫氧化鉀反應(yīng)生成硝酸鉀和亞硝酸鉀：

2NO₂+2K OH＝＝＝＝K NO₃+K NO₂+H₂O

考慮到反應(yīng)生成的洗滌液要返回磷酸和復(fù)合肥生產(chǎn)系統(tǒng)，亞硝酸鉀在復(fù)合肥生產(chǎn)干燥過(guò)程中會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，繼續(xù)生成氮氧化物，為后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)帶來(lái)環(huán)保處理問(wèn)題，因此，在尾氣處理過(guò)程中盡量減少生成亞硝酸鉀的反應(yīng)，可以采取通入部分空氣(加大漏風(fēng)量)方式。

SiF₄與氫氧化鉀溶液反應(yīng)生成氟硅酸鉀沉淀：

3SiF₄+4K OH＝2K₂SiF₆↓+SiO₂·2H₂O↓

HF與氫氧化鉀溶液反應(yīng)生成氟化鉀：

HF+K OH＝K F+H₂O

CO₂與氫氧化鉀溶液反應(yīng)生成碳酸鉀，反應(yīng)生成的碳酸鉀與酸性尾氣繼續(xù)反應(yīng)生成CO₂。

CO₂+2K OH＝K₂CO₃+H₂O

綜上所述，采取氫氧化鉀溶液為吸收劑處理酸解槽尾氣，最終洗滌液中主要含有硝酸鉀、氟硅酸鉀、氟化鉀，洗滌液返回生產(chǎn)系統(tǒng)作為過(guò)濾機(jī)洗滌水后，氟硅酸鉀帶入石膏，氟化鉀和硝酸鉀直接返回系統(tǒng)。

上述方式中未述及的有關(guān)技術(shù)內(nèi)容采取或借鑒已有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。

需要說(shuō)明的是，在本說(shuō)明書(shū)的教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員所作出的任何等同替代方式，或明顯變型方式，均應(yīng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。