本發明屬于濕法磷酸尾氣脫氟脫硝技術領域，具體涉及一種硝酸法磷酸尾氣脫氟脫硝處理系統及處理方法。
背景技術：
硝酸法磷酸的生產大多采用磷礦作原料，而這種磷礦主要由氟磷酸鈣(ca5f(po4)3)組成，還有部分二氧化硅。磷礦和硝酸在酸解槽反應后，氣相中的氟主要以四氟化硅(sif4)形態存在，同時含有部分氟化氫(hf)，濃硝酸的分解也會產生二氧化氮(no2)氣體，因此酸解槽尾氣中主要含有sif4、hf、no2等有害氣體。這些有害氣體污染環境并對人體的健康造成了巨大的威脅，因此，在環保要求日趨嚴格的今天，對硝酸法磷酸尾氣的處理和回收利用尤為重要。
目前硝酸法磷酸尾氣的處理工藝方法主要有鈣法、鈉法和鉀法，鈣法主要是用碳酸鈣和氫氧化鈣做吸收劑，由于碳酸鈣法吸收效率低、投資大，所以目前化工酸性尾氣主要采用氫氧化鈣為吸收劑，但是用氫氧化鈣做吸收劑投資較大，結垢程度高，容易堵塞噴嘴，致使噴淋塔的脫除效率變低。鈉法主要是用碳酸鈉和氫氧化鈉做吸收劑，但是鈉法的原料成本太高，一般都不采用鈉法來作為處理工藝。鉀法主要是用碳酸鉀和氫氧化鉀做吸收劑，用鉀法來處理硝酸法磷酸尾氣投資費用較低，結垢程度也較低，可充分利用洗滌液中的有效養分來生產硝基復合肥。
專利申請號201520426447.5，名稱為“一種高效磷酸尾氣洗滌裝置”的實用新型專利，其結構包括堿液配置槽、洗滌液循環槽和多個洗滌塔等，雖然能夠通過閥門及循環泵來控制洗滌漿液濃度，減少了堿液的使用量，從而避免了一些浪費，但是不能保證洗滌漿液在多個洗滌塔內均勻分布，浪費了一部分洗滌塔的效能，并且多個洗滌塔串聯使得占地面積大大增加，成本也相應增加。
技術實現要素：
本發明的目的正是針對上述現有技術中所存在的問題和不足，提供一種硝酸法磷酸尾氣脫氟脫硝處理系統及處理方法，以提高脫氟脫硝效率，噴淋用洗滌液在系統內的濃度均勻且可控，有效節約投資成本、運行成本和占地面積，經系統處理后的硝酸法磷酸尾氣的脫氟效率≥80％、脫硝效率≥40％，達到國家排放標準。
為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案。
一種硝酸法磷酸尾氣脫氟脫硝處理系統，包括一次文丘里洗滌分系統、噴淋塔洗滌分系統和二次文丘里洗滌分系統；所述噴淋塔洗滌分系統由噴淋洗滌塔和洗滌塔循環泵構成，所述噴淋洗滌塔內上部空間設計有噴淋器和位于噴淋器上方的除沫器，塔內下部空間設計有洗滌液積液室和位于積液室上方的氣體分布器，洗滌塔循環泵的進口與積液室的循環洗滌液出口連通，經一次文丘里洗滌分系統脫氟脫硝處理后的尾氣由位于積液室液面上方的進氣口進入塔內，由氣體分布器進入噴淋洗滌空間，與由噴淋器噴頭噴灑下來的洗滌液接觸反應脫出尾氣中的氟和硝，脫氟脫硝后的凈化氣體經除沫器除沫后由塔頂端的排出口排出，通過管道進入二次文丘里洗滌分系統，吸附了氟、硝組分的洗滌液由氣體分布器進入積液室；
所述一次文丘里洗滌分系統包括第一循環沉積槽，設置在第一循環沉積槽尾氣進口上的第一文丘里洗滌器和出口上的直管洗滌器以及第一循環泵，所述第一循環沉積槽設計有與噴淋塔洗滌分系統積液室連通的管接口、洗滌液循環出口和沉淀排出口，第一循環泵的出口與兩個洗滌器內設置的噴頭連通，進口與第一循環沉積槽的洗滌液循環出口連通，第一文丘里洗滌器的進氣口與待處理含氟尾氣源連通，直管洗滌器的出氣口通過管道與噴淋塔洗滌分系統積液室液面上方的尾氣進口連通，待處理的含氟尾氣經第一文丘里洗滌器一次初步洗滌脫氟脫硝后，由第一循環沉積槽進入直管洗滌器，經二次初步洗滌脫氟脫硝后進入噴淋塔洗滌分系統，洗滌后的洗滌液流入第一循環沉積槽；
所述二次文丘里洗滌分系統包括第二循環沉積槽，設置在第二循環沉積槽進氣口上的第二文丘里洗滌器和出氣口上的罐式洗滌器以及第二循環泵，所述第二循環沉積槽設計有與噴淋塔洗滌分系統積液室連通的管接口、洗滌液循環出口和沉淀排出口，第二循環泵的出口與兩個洗滌器內設置的噴頭連通，進口與第二循環沉積槽的洗滌液循環出口連通，第二文丘里洗滌器的進氣口與噴淋塔洗滌分系統凈化氣排出口連通，來自噴淋塔洗滌分系統的凈化氣經第二文丘里洗滌器洗滌脫氟脫硝凈化后由第二循環沉積槽進入罐式洗滌器，經再次洗滌脫氟脫硝凈化后的凈化氣，由設置在罐式洗滌器噴頭后方的除沫器除沫后排放大氣。
上述處理系統還設置有由洗滌液配制槽和輸送泵構成的洗滌液加入系統，輸送泵的進口與洗滌液配制槽連通，出口與噴淋塔洗滌分系統積液室連通，或與二次文丘里洗滌分系統第二循環沉積槽連通。
上述第一文丘里洗滌器和直管洗滌器均豎立設置在第一循環沉積槽頂蓋上。
上述第二文丘里洗滌器和罐式洗滌器均豎立設置在第二循環沉積槽頂蓋上。
上述一次文丘里洗滌分系統中的第一循環沉積槽和二次文丘里洗滌分系統的第二循環沉積槽可為兩個獨立的循環沉積槽，也可為同一個循環沉積槽通過隔板分隔成的兩個部分，甚至為同一個循環沉積槽通的兩個部位。
上述噴淋塔洗滌分系統中的噴淋器由2—3層噴頭層構成，每層噴頭層均分別由若干均勻分布的噴頭構成。相鄰噴頭層之間上下噴頭相互錯位設置。噴淋器各噴頭層分別由各自配備的循環泵提供洗滌液。
本發明提供的以上述硝酸法磷酸尾氣脫氟脫硝處理系統進行脫氟脫硝處理方法，是以氫氧化鉀溶液為脫氟脫硝洗滌液，采取一次文丘里洗滌分系統、噴淋塔洗滌分系統和二次文丘里洗滌分系統對硝酸法磷酸生產過程產生的尾氣進行脫氟脫硝；在一次文丘里洗滌分系統中，采用設置在第一循環沉積槽進口上的第一文丘里洗滌器和出口管道上的直管洗滌器，使用第一循環泵將洗滌液泵入兩個洗滌器內設置的噴頭循環對流經洗滌器來自硝酸法磷酸生產過程產生的含氟硝尾氣進行洗滌；
在噴淋塔洗滌分系統中，來自一次文丘里洗滌分系統初步脫氟脫硝凈化的尾氣進入噴淋洗滌塔下部洗滌液積液室上方空間，洗滌液加入到位于塔內底部的洗滌液積液室內，進入噴淋洗滌塔下部積液室液面上方空間的尾氣經位于積液室上方的氣體分布器進入洗滌脫氟空間，洗滌液由洗滌塔循環泵泵入位于塔內上部空間的噴淋器，由構成噴淋器均勻分布的噴頭噴灑下來，與進入洗滌脫氟空間的尾氣充分接觸反應，洗滌脫出尾氣中的氟、硝，脫氟脫硝凈化后的氣體經噴淋器上方的除沫器除沫后由凈化氣排出口排出進入二次文丘里洗滌分系統，洗滌后的洗滌液由氣體分布器進入積液室；
在二次文丘里洗滌分系統中，采用設置在第二循環沉積槽進口上的文丘里洗滌器和出口上的罐式洗滌器，使用第二循環泵將洗滌液泵入兩個洗滌器內設置的噴頭循環對流經洗滌器來自噴淋塔洗滌分系統凈化后的氣體進行進一步的脫氟凈化，再次凈化后的氣體經除沫排放大氣，洗滌液流入位于洗滌器下方的第二循環沉積槽。
當噴淋洗滌塔的洗滌液積液室內洗滌液的ph值小于5.2時，將循環脫氟脫硝后的洗滌液從脫氟脫硝處理系統排出，加入新鮮的洗滌液，以增強洗滌傳質動力。
所述再次凈化后的氣體經除沫排放大氣，是指將達到排放標準的尾氣由風機送入尾氣煙囪排放至大氣中。
在洗滌液配制槽中配置的氫氧化鉀洗滌液，其質量濃度一般控制在18～22％范圍。
本發明利用氫氧化鉀洗滌液對磷酸尾氣進行脫氟脫硝的過程中，磷酸尾氣中的hf與氫氧化鉀反應生成氟化鉀，磷酸尾氣中的sif4與氫氧化鉀反應生成氟硅酸鉀沉淀，磷酸尾氣中的no2與氫氧化鉀反應生成硝酸鉀和亞硝酸鉀，亞硝酸鉀在空氣量較多的條件下會氧化生成硝酸鉀。
本發明具有如下有益效果：
1.本發明通過一次文丘里洗滌分系統、噴淋塔洗滌分系統和二次文丘里洗滌分系統對磷酸尾氣進行脫氟脫硝處理，尾氣經五次循環洗滌，使氮氧化物和氟化物處理的更加徹底，整個系統的處理效率也得到很大提升。
2.本發明噴淋塔洗滌分系統中洗滌器的噴淋器由2—3層噴頭層構成，相鄰噴頭層之間上下噴頭相互錯位設置，各噴頭層分別由各自配備的循環泵提供洗滌液，使洗滌液在洗滌塔內均勻分布且流經每個噴頭層的流量相等，并且使洗滌塔斷面上幾乎完全均勻地進行噴淋，有效提高工作效率，提高洗滌液的利用率。
3.本發明提供的系統與多塔串聯系統相比，減少占地面積大大的減少，節約了空間。
4.本發明處理方法中新鮮的氫氧化鉀洗滌液添加是通過洗滌塔內洗滌液的ph值自動控制，使氫氧化鉀洗滌液的供給量得到準確控制，可以保證系統穩定連續地進行，有效降低成本，提高洗滌液的利用率，減少動力消耗。
5.本發明處理方法中排出含氟硝洗滌液，可以用來生產硝基復合肥，實現資源的綜合利用。
附圖說明
圖1為本發明所述硝酸法磷酸尾氣脫氟脫硝處理系統的整體結構示意圖。
圖中，1-第一文丘里洗滌器，2a-第一循環沉積槽，2b-第二循環沉積槽，3-輸送泵，4-洗滌液配制槽，4a-藥劑添加口，5-噴淋洗滌塔，5a-氣體分布器，5b-噴淋器，5c-除沫器，5d-洗滌塔循環泵，6-直管洗滌器，7-第二文丘里洗滌器，8-罐式洗滌器，9-風機，10-尾氣煙囪，11-流量閥，12-工藝水添加口。
具體實施方式
下面結合附圖給出實施例并通過實施例對本發明作進一步的詳細說明。但需要指出的，具體實施方式并不意味著是對本發明保護范圍的任何限定。
如圖1所示，一種硝酸法磷酸尾氣脫氟脫硝處理系統，包括一次文丘里洗滌分系統、噴淋塔洗滌分系統、二次文丘里洗滌分系統和由洗滌液配制槽4和輸送泵3構成的洗滌液加入系統。
所述噴淋塔洗滌分系統由噴淋洗滌塔5和洗滌塔循環泵5d構成，所述噴淋洗滌塔5內上部空間設計有噴淋器5b和位于噴淋器上方的除沫器5c，塔內下部空間設計有洗滌液積液室和位于積液室上方的氣體分布器5a，氣體分布器5a與噴淋器5b之間設有供添加工藝水的工藝水添加口12；洗滌液積液室設計有新鮮洗滌液加入口，循環洗滌液出口，洗滌液沉淀排放口和在洗滌液液面上方空間設計有尾氣進口；洗滌塔循環泵5d的進口與積液室的循環洗滌液出口連通，出口與噴淋器進口連通；噴淋塔洗滌分系統中的噴淋器5b由2層噴頭層構成，每層噴頭層均分別由若干均勻分布的噴頭構成，相鄰噴頭層之間上下噴頭相互錯位設置，噴淋器各噴頭層分別由各自配備的循環泵提供洗滌液，經一次文丘里洗滌分系統脫氟脫硝處理后的尾氣由位于積液室液面上方的進氣口進入塔內，由氣體分布器進入噴淋洗滌空間，與由噴淋器5b噴頭噴灑下來的洗滌液接觸反應脫出尾氣中的氟和硝，脫氟脫硝后的凈化氣體經除沫器5c除沫后由塔頂端的排出口排出，通過管道進入二次文丘里洗滌分系統，吸附了氟、硝組分的洗滌液由氣體分布器進入積液室；
所述一次文丘里洗滌分系統包括第一循環沉積槽2a，設置在第一循環沉積槽尾氣進口上的第一文丘里洗滌器1和出口上的直管洗滌器6以及第一循環泵，第一文丘里洗滌器1和直管洗滌器6均豎立設置在第一循環沉積槽2a頂蓋上，所述第一循環沉積槽2a設計有與噴淋塔洗滌分系統積液室連通的管接口、洗滌液循環出口和沉淀排出口，第一循環泵的出口與兩個洗滌器內設置的噴頭連通，進口與第一循環沉積槽2a的洗滌液循環出口連通，第一文丘里洗滌器1的進氣口與待處理含氟尾氣源連通，直管洗滌器6的出氣口通過管道與噴淋塔洗滌分系統積液室液面上方的尾氣進口連通，待處理的含氟尾氣經第一文丘里洗滌器1一次初步洗滌脫氟脫硝后，由第一循環沉積槽2a進入直管洗滌器6，經二次初步洗滌脫氟脫硝后進入噴淋塔洗滌分系統，洗滌后的洗滌液流入第一循環沉積槽2a；
所述二次文丘里洗滌分系統包括第二循環沉積槽2b，設置在第二循環沉積槽2b進氣口上的第二文丘里洗滌器7和出氣口上的罐式洗滌器8以及第二循環泵，第二文丘里洗滌器7和罐式洗滌器8均豎立設置在第二循環沉積槽2b頂蓋上，所述第二循環沉積槽2b設計有與噴淋塔洗滌分系統積液室連通的管接口、洗滌液循環出口，且一次文丘里洗滌分系統中的第一循環沉積槽2a和二次文丘里洗滌分系統的第二循環沉積槽2b為同一個循環沉積槽的兩個部位，共用一個沉淀排出口，第二循環泵的出口與兩個洗滌器內設置的噴頭連通，進口與第二循環沉積槽2b的洗滌液循環出口連通，第二文丘里洗滌器7的進氣口與噴淋塔洗滌分系統凈化氣排出口連通，來自噴淋塔洗滌分系統的凈化氣經第二文丘里洗滌器7洗滌脫氟脫硝凈化后由第二循環沉積槽2b進入罐式洗滌器8，經再次洗滌脫氟脫硝凈化后的凈化氣，由設置在罐式洗滌器8噴頭后方的除沫器除沫后排放大氣。
由洗滌液配制槽4和輸送泵3構成的洗滌液加入系統，輸送泵3的進口與洗滌液配制槽4連通，出口與噴淋塔洗滌分系統積液室連通且設有流量閥11；洗滌液配制槽4上設有藥劑添加口4a。
上述硝酸法磷酸尾氣脫氟脫硝處理系統進行脫氟脫硝處理方法，是以氫氧化鉀溶液為脫氟脫硝洗滌液，采取一次文丘里洗滌分系統、噴淋塔洗滌分系統和二次文丘里洗滌分系統對硝酸法磷酸生產過程產生的尾氣進行脫氟脫硝；在一次文丘里洗滌分系統中，采用設置在第一循環沉積槽2a進口上的第一文丘里洗滌器1和出口管道上的直管洗滌器6，使用第一循環泵將洗滌液泵入兩個洗滌器內設置的噴頭循環對流經洗滌器來自硝酸法磷酸生產過程產生的含氟硝尾氣進行洗滌；
在噴淋塔洗滌分系統中，來自一次文丘里洗滌分系統初步脫氟脫硝凈化的尾氣進入噴淋洗滌塔5下部洗滌液積液室上方空間，新鮮洗滌液加入到位于塔內底部的洗滌液積液室內，進入噴淋洗滌塔5下部積液室液面上方空間的尾氣經位于積液室上方的氣體分布器5a進入洗滌脫氟空間，洗滌液由洗滌塔循環泵5d泵入位于塔內上部空間的噴淋器5b，由構成噴淋器5b均勻分布的噴頭噴灑下來，與進入洗滌脫氟空間的尾氣充分接觸反應，洗滌脫出尾氣中的氟、硝，脫氟脫硝凈化后的氣體經噴淋器5b上方的除沫器5c除沫后由凈化氣排出口排出進入二次文丘里洗滌分系統，洗滌后的洗滌液由氣體分布器進入積液室，經由洗滌塔循環泵供給的洗滌液循環量為28～30m3/h；
在二次文丘里洗滌分系統中，采用設置在第二循環沉積槽2b進口上的文丘里洗滌器7和出口上的罐式洗滌器8，使用第二循環泵將洗滌液泵入兩個洗滌器內設置的噴頭循環對流經洗滌器來自噴淋塔洗滌分系統凈化后的氣體進行進一步的脫氟凈化，再次凈化后的氣體經除沫由風機9送入尾氣煙囪10排放至大氣中，洗滌液流入位于洗滌器下方的第二循環沉積槽2b。
當噴淋洗滌塔5的洗滌液積液室內洗滌液的ph值小于5.2時，將循環脫氟脫硝后的洗滌液從脫氟脫硝處理系統排出，加入新鮮的洗滌液，以增強洗滌傳質動力，氫氧化鉀洗滌液濃度為18～22％，通入量為9～11kg/h。