含氯氣、氯化氫、氮氧化合物混合有機廢氣的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有機廢氣的處理方法，更具體地說涉及一種含氯氣、氯化氫、氮氧化合物混合有機廢氣的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在醫(yī)藥化工、農(nóng)藥化工、精細化工和石油化工等行業(yè)中，廣泛使用氯化和硝化反應生產(chǎn)重要的化工產(chǎn)品，其生產(chǎn)過程中會生成大量含氯化氫、氯氣、氮氧化物等的有機廢氣(VOCs)。這些廢氣比一般的VOCs更難以處理，危害性更大，一方面，VOCs的種類繁多、成分復雜；另一方面是，氯氣及氮氧化物的處理非常麻煩與危害非常突出，如果處理不當，輕則會嚴重污染環(huán)境，重則將發(fā)生人身傷亡事故，造成不可挽回的損失，同時亦會制約氯化、硝化及其衍生系列產(chǎn)品今后的發(fā)展。
[0003]近幾年來，隨著硝酸的使用范圍和用量顯著增長，產(chǎn)生含NOx廢氣的源頭增多、規(guī)模加大，NOx在大氣中的濃度有上升趨勢。NOx排放到空氣中會形成黃色煙霧，不但造成酸雨、酸霧，還能破壞臭氧層，除對附近居民身心造成直接傷害外，還對周圍環(huán)境造成嚴重的破壞，是造成大氣污染的重要污染源之一。
[0004]目前NOx的處理技術(shù)主要有干法與濕法兩大類。工業(yè)應用廣泛的濕法處理方法較多，主要體現(xiàn)在吸收劑選擇方面，依據(jù)各自生產(chǎn)特點，有些采用稀硝酸作為吸收劑進行吸收，如專利CN 102407068A(2010)公開了一種用于吸收NOx的酸性水溶液及應用其凈化含NOx廢氣的方法，酸性水溶液由以下質(zhì)量百分比的物質(zhì)組成:H2O2為3 % -15 %，HNO3為1 % -35%，余量為水，該發(fā)明可將廢氣中的NOx吸收利用、變廢為寶;有的先把氮氧化合物氧化后再進行吸收，如專利CN104307330A(2014)公開了一種先氧化再吸收NOx的方法，廢氣通入以氧化鋁作為催化劑的氧化塔，氮氧化物中NO經(jīng)O2氧化后，進入亞硫酸銨與氨水的混合液為吸收液的吸收塔，通過鼓泡與吸收液進行還原吸收反應，反應后氣體由塔頂排出，該方法除去率較高;有些采用尿素溶液作為吸收劑進行化學吸收處理，如專利CN 103566738A(2013)公開了一種以酸性尿素為吸收液的吸收治理NOx的方法，NOx通過多級吸收塔與配制好的尿素循環(huán)吸收液反應，生成NdPCO2，該方法有效提高NOx尾氣吸收效率，降低了能耗和污染;更進一步，有的在尿素中添加一些物質(zhì)來提高尿素的吸收效率，如專利CN 104511240A(2014)公開了以硫化鈉和氫氧化鈉的尿素溶液為吸收液處理NOx的方法，該方法對NOx廢氣的吸收效率高達91 %。
[0005]濕法處理具有工藝和設(shè)備簡單、投資少等優(yōu)點，有些還能回收NOx，具有一定的經(jīng)濟效益。但是濕法處理NOx的方法大多考慮吸收NO2達到除去黃色煙霧目的；由于NO不易與吸收液反應，因此治理的重點也是難點就是NO的氧化問題，上述一些專利是在吸收液中加入氧化劑達到實現(xiàn)NO的氧化問題而進行吸收，這樣不僅增大了投入，還會對副產(chǎn)物有所影響。
[0006]氯氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學研究以及人類日常生活中有著極其廣泛的應用，如用于鹽酸、農(nóng)藥、炸藥和有機染料的制備，塑料和橡膠的合成等等。但是氯氣作為用途廣泛的強氧化劑，其自身為有毒氣體，如果處理和使用不當，會危害人類健康，對環(huán)境造成一定負面影響。因此，含氯氣的尾氣處理也日益成為工業(yè)生產(chǎn)中的一大問題。
[0007]其中，在含氯廢氣的治理中，吸收法工業(yè)上應用最廣泛，不僅有效處理含氯氣的尾氣，而且可以實現(xiàn)對氯氣資源的回收利用。如專利CN 103028309A(2012)公開了一種氯化尾氣吸收方法，按先后順序?qū)ξ矚膺M行三級稀鹽酸淋洗、兩級氯化亞鐵溶液淋洗、一級清水淋洗、一級石灰乳淋洗吸收，該方法不僅可以穩(wěn)定地實現(xiàn)尾氣達標排放而且副產(chǎn)的鹽酸可以得到綜合的利用，降低了治理成本。更多地采用堿液吸收，如專利CN 103736378A(2013)公開了一種堿液吸收含氯廢氣的方法，含氯廢氣先經(jīng)過預洗塔然后經(jīng)過兩級堿液吸收塔，裝置還包括自動控制裝置，控制第一級吸收塔的PH值始終保持高位狀態(tài)，實現(xiàn)尾氣的達標排放。還有企業(yè)根據(jù)自身需要選擇溶劑吸收劑進行吸收，如專利CN101274195A(2007)公開了一種以氯化反應原料之一的醋酸作為吸收劑吸收氯氣的方法，該法可以達到排放要求，且節(jié)省了設(shè)備費和操作費用。
[0008]大部分吸收法治理含氯廢氣的同時都會產(chǎn)生副產(chǎn)品，一方面副產(chǎn)品的處理是一個問題，而且當尾氣含有其他氣體組分的時候，可能對副產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生影響，加大了副產(chǎn)品的處理困難。
[0009]有機廢氣是氣態(tài)污染物的一部分，來自各個行業(yè)所排放的碳氫化合物、有機鹵合物、有機氮化物等VOCs等，工業(yè)生產(chǎn)排出的VOCs，對環(huán)境造成嚴重危害。簡單有效的有機廢氣處理是環(huán)境保護的重點工作之一。
[0010]目前，VOCs的有效治理方法主要有燃燒法、冷凝法、吸附法及吸收法。燃燒法使VOCs燃燒(或催化燃燒法)后變成無害氣體，不能回收；冷凝法適用于高沸點、高濃度的VOCs，治理效率一般;吸附法以活性炭等吸附劑物理吸附為主，應用范圍廣;吸收法以水或某種化學液體來吸收VOCs進行分離，操作簡單。
[0011]催化燃燒法如專利CN101862593A(2010)公開了一種用于含氯易揮發(fā)性有機化合物催化燃燒方法，該方法以氧化鈦負載的氧化釩為燃燒催化劑，以空氣作為氧化劑，使含氯易揮發(fā)性有機化合物在催化劑作用下完全燃燒，將含氯易揮發(fā)性有機化合物轉(zhuǎn)化成為二氧化碳、氯化氫和氯氣，完全燃燒尾氣可以采用稀堿溶液吸收(氯化氫/氯氣等酸性氣體)后放空;冷凝法如專利CN 104606915A(2015)公開了一種高效低成本的VOCs回收系統(tǒng)及方法，本發(fā)明采用液氮作為VOCs回收的冷卻劑，該方法大大減少了系統(tǒng)的復雜性，降低了 VOCs回收系統(tǒng)的運行及維護成本。吸收法如專利CN 104707445A(2015)公開了一種工業(yè)有機廢氣處理方法和系統(tǒng)，該方法使工業(yè)有機廢氣加壓至溶解于液態(tài)水中，達到了高效低成本地處理VOCs的技術(shù)目的。吸附法如專利CN 103877827A(2014)公開了一種有機廢氣吸附回收裝置和工藝，該方法采用不易燃的高分子樹脂為吸附劑，對中高濃度有機廢氣去除率在98%以上，有機廢氣回收率在95 %以上，樹脂再生完全，有機廢氣可以達標排放。
[0012]綜上所述，VOCs排放所涉及的行業(yè)眾多、污染物種類繁多、組成復雜。一般的化合物種類有烴類(烷烴、烯烴和芳烴)、酮類、酯類、醇類、酚類、醛類、胺類、腈(氰)類等有機化合物，以上方法都存在著各種各樣的問題，如催化燃燒法的主要優(yōu)點是凈化效率高、無二次污染，問題是催化劑成本高、使用壽命短、維修困難、處理復雜VOCs時需預處理;冷凝法只能處理濃度高、氣體流動小的范圍，使用范圍有較大局限;吸附法或者吸收法一般要使用大量的吸附劑或者吸收液，不僅成本高且容易產(chǎn)生二次污染。在很多情況下采用一種凈化技術(shù)往往難以達到治理要求，而且也不經(jīng)濟。從上述現(xiàn)有技術(shù)公開的內(nèi)容可以看出現(xiàn)有的廢氣治理方法中沒有治理含氯氣、氯化氫、氮氧化合物和有機廢氣混合廢氣的方法，因此需要研發(fā)一種處理含氯氣、氯化氫、氮氧化合物和VOCs混合廢氣的簡單、切實經(jīng)濟可行的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的問題與不足，提供一種含氯氣、氯化氫、氮氧化合物混合有機廢氣的處理方法，該方法利用尾氣中的氯氣氧化性能，把NO氧化成NO2,氧化效果非常理想，不需向尿素水溶液中添加任何氧化劑，不僅使得對氮氧化合物有很好的脫除效果，而且氯氣與尿素反應生成鹽酸，同時使得氯氣有很好的脫除效果，有機物通過冷凝及吸附耦合單元達到高效的脫除效果。本發(fā)明利用價格較低的尿素作為原料進行脫硝脫氯，并組合冷凝、吸附裝置不僅可以實現(xiàn)達標排放，還能副產(chǎn)合格的鹽酸。該工藝有效提高了含氮含氯尾氣的吸收效率，降低了物耗、能耗和污染，實現(xiàn)了工藝流程的連續(xù)性和經(jīng)濟運行可行性。
[0014]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0015]本發(fā)明的含氯氣、氯化氫、氮氧化合物混合有機廢氣的處理方法，包括有冷凝單元、吸收單元和吸附單元，各個單元組合成整體流程，其中所述的冷凝單元采用一級冷凝，