CN102772996B - 一种处理化肥厂废气中氨氮处理方法 - Google Patents

一种处理化肥厂废气中氨氮处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种处理化肥厂废气中氨氮处理方法，其处理方法为先让废气在吸收塔内用正磷酸进行吸收，然后用提升泵吸收氨气，直至完全生成磷酸氢二铵后用管道通入安装Bi-Be-Ga-Gd-Ho-Tm-Os/α-SiO2催化剂的蒸氨塔内，添加有机脱氮剂；最后向蒸氨塔内通入蒸汽分解成磷酸二氢铵和氨气；氨气在催化剂的作用下被还原成氮气，磷酸氢二铵用循环泵打入吸收塔顶，重新吸收管道废气中的氨气。本发明在于提供一种以磷酸为吸收剂在不断吸收和解吸中得以循环利用的化肥厂废气中氨氮处理方法，引用有机脱氮剂和重金属催化剂使其更完全分解出氨气并迅速转化为氮气，避免了给空气带来的二次污染。

Description

一种处理化肥厂废气中氨氮处理方法
技术领域
本发明涉及一种处理化肥厂废气中氨氮处理方法，属于废气处理领域。
背景技术
化肥厂所排的废气大多数是氨气，有刺激性臭味，对呼吸道系统有危害，容易的急性呼吸道疾病，氨(NH3)对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用，若吸入的氨气过多，导致血液中氨浓度过高，就会通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏的停搏和呼吸停止，危及生命。还有有毒微量有机污染物，有致癌作用，环境激素。
目前，废气中氨氮处理方法一般采用吸收法和催化燃烧法。吸收法是采用以水或稀硫酸从废气中吸收氨气，虽然吸收效率佳，但因氨气不纯，得到的产品浓度不高且含有其他杂质，使得氨气又转化到水中，以高浓度氨水形式存在，这样从氨氮一种形式转化成另一种形态，其本质还是污染物质，况且吸收过程中消耗了大量的硫酸，造成浪费。把氨气转化为氨水后，高浓度氨水处理方法目前一般采用蒸氨法，把水体中的氨氮在蒸汽的吹脱下又转化为氨气，排放到大气中，引起二次污染，如此反复处理氨氮方法，没有从本质上彻底解决氮去除问题。然而，催化燃烧法，其方法实质是活性氧参与的深度氧化作用，在催化燃烧过程中，催化剂降低活化能，同时催化剂表面具有吸附作用，使反应物分子富集于表面提高了反应速率，最后分解为氨气排出，此方法也未能避免二次污染风险产生的问题。相对而言，在处理废气中氨氮的催化剂也甚多，如刘在青等老师在文献“TiO2光催化剂再处理有机废水、废气中的应用研究”，该研究通过对纳米TiO2掺入还原剂从而提高催化活性，对废水废气进行降解，其氨气排出效率高，但不能直接把氨气还原为氮气排出，也容易导致二次污染。对于同时解决废气处理吸收法中上述消耗能源高、产生二次污染风险的问题的技术尚未存在。
发明内容
针对现有技术在处理废气中氨氮时所得产品不纯、没有从本质上彻底解决氮去除以及造成二次污染风险的问题，本发明提供了一种处理化肥厂废气中氨氮处理方法，以磷酸为吸收剂在不断吸收和解吸中得以循环利用，引用有机脱氮剂使其更完全解吸出氨气迅速还原为氮气，避免了给空气带来的二次污染，解决了消耗高、费用高的问题。
为了实现上述目的，本发明采取的具体技术方案是：
(1)化肥厂废气在吸收塔内用正磷酸进行吸收，生成磷酸氢二铵和磷酸二氢铵混合溶液；
(2)然后用提升泵把混合液不断循环，反复吸收氨气，直至完全生成磷酸氢二铵；
(3)把生成的磷酸氢二铵用管道通入蒸氨塔内，添加10～30ppm的有机脱氮剂；
(4)蒸氨塔内安装Bi-Be-Ga-Gd-Ho-Tm-Os/α-SiO2催化剂；
(5)向蒸氨塔内通入蒸汽，磷酸氢二铵分解成磷酸二氢铵和氨气；
(6)氨气在催化剂的作用下被还原成氮气，磷酸二氢铵用循环泵打入吸收塔顶，重新吸收管道废气中的氨气。
所述有机脱氮剂由甲基苯骈三氮唑、聚己烯亚胺、邻苯二甲酸二丁酯组成，其质量比为甲基苯骈三氮唑40～55％、聚己烯亚胺15～25％、邻苯二甲酸二丁酯30～40％。
所述催化剂中重金属含量以氧化物质量百分比计，分别为：
氧化铋5～10％、      氧化铍10～15％、       氧化镓15～20％、
氧化钆10～20％、     氧化钬15～35％、       氧化铥30～40％、
氧化锇5～10％。
本发明的显著优势在于：
(1)以磷酸为吸收剂，利用在不同的pH条件下，磷酸氢根离子和磷酸二氢根离子可以互相转化，从而把吸收的氨气释放出来，吸收剂又可以重新吸收氨气，这样吸收剂在不断吸收和解吸中得以循环利用；
(2)无需用碱调节pH值，在酸性条件下即可转化；
(3)引入由甲基苯骈三氮唑40～55％、聚己烯亚胺15～25％、邻苯二甲酸二丁酯30～40％组成的有机脱氮剂的加入，促进了化肥厂废气中存在的铵根离子更加完全彻底分解；
(4)在蒸氨塔内安装Bi-Be-Ga-Gd-Ho-Tm-Os/α-SiO2催化剂，使得化肥厂废气中存在的铵根离子迅速转化为氮气，避免了给空气带来的二次污染。
具体实施方案：
先让化肥厂废气在吸收塔内用正磷酸进行吸收，生成磷酸氢二铵和磷酸二氢铵混合溶液；然后用提升泵把混合液不断循环，反复吸收氨气，直至完全生成磷酸氢二铵后用管道通入蒸氨塔内，添加10～30ppm的由甲基苯骈三氮唑40～55％、聚己烯亚胺15～25％、邻苯二甲酸二丁酯30～40％组成的有机脱氮剂；蒸氨塔内安装Bi-Be-Ga-Gd-Ho-Tm-Os/α-SiO2催化剂；最后向蒸氨塔内通入蒸汽，磷酸氢二铵分解成磷酸二氢铵和氨气；氨气在催化剂的作用下被还原成氮气，磷酸二氢铵用循环泵打入吸收塔顶，重新吸收管道废气中的氨气。
实施例1
先让化肥厂废气在吸收塔内用正磷酸进行吸收，生成磷酸氢二铵和磷酸二氢铵混合溶液；然后用提升泵把混合液不断循环，反复吸收氨气，直至完全生成磷酸氢二铵后用管道通入蒸氨塔内，添加15ppm的由甲基苯骈三氮唑45g、聚己烯亚胺20g、邻苯二甲酸二丁酯35g组成的有机脱氮剂；蒸氨塔内安装催化剂；最后向蒸氨塔内通入蒸汽，磷酸氢二铵分解成磷酸二氢铵和氨气；氨气在催化剂的作用下被还原成氮气，磷酸二氢铵用循环泵打入吸收塔顶，重新吸收管道废气中的氨气。
把某化肥厂氨氮浓度为6400mg/L的废气放入蒸氨塔内进行蒸氨，测得空气中的NH3含量为1.1mg/m3，废气中的氨氮浓度降低为0.2mg/L，氨氮去除率为98.5％，符合国家二级排放标准。
实施例2
先让化肥厂废气在吸收塔内用正磷酸进行吸收，生成磷酸氢二铵和磷酸二氢铵混合溶液；然后用提升泵把混合液不断循环，反复吸收氨气，直至完全生成磷酸氢二铵后用管道通入蒸氨塔内，添加30ppm的由甲基苯骈三氮唑50g、聚己烯亚胺18g、邻苯二甲酸二丁酯32g组成的有机脱氮剂；蒸氨塔内安装催化剂；最后向蒸氨塔内通入蒸汽，磷酸氢二铵分解成磷酸二氢铵和氨气；氨气在催化剂的作用下被还原成氮气，磷酸二氢铵用循环泵打入吸收塔顶，重新吸收管道废气中的氨气。
把某化肥厂氨氮浓度为5300mg/L的废气放入蒸氨塔内进行蒸氨，测得空气中的NH3含量为1.0mg/m3，废气中的氨氮浓度降低为0.2mg/L，氨氮去除率为97.5％，符合国家二级排放标准。
实施例3
先让化肥厂废气在吸收塔内用正磷酸进行吸收，生成磷酸氢二铵和磷酸二氢铵混合溶液；然后用提升泵把混合液不断循环，反复吸收氨气，直至完全生成磷酸氢二铵后用管道通入蒸氨塔内，添加20ppm的由甲基苯骈三氮唑40g、聚己烯亚胺24g、邻苯二甲酸二丁酯36g组成的有机脱氮剂；蒸氨塔内安装催化剂；最后向蒸氨塔内通入蒸汽，磷酸氢二铵分解成磷酸二氢铵和氨气；氨气在催化剂的作用下被还原成氮气，磷酸二氢铵用循环泵打入吸收塔顶，重新吸收管道废气中的氨气。
把某化肥厂氨氮浓度为4699mg/L的废气放入蒸氨塔内进行蒸氨，测得空气中的NH3含量为1.2mg/m3，废气中的氨氮浓度降低为0.2mg/L，氨氮去除率为97.8％，符合国家二级排放标准。

Claims (1)

1.一种处理化肥厂废气中氨氮处理方法，其特征在于：
(1)化肥厂废气在吸收塔内用正磷酸进行吸收，生成磷酸氢二铵和磷酸二氢铵混合溶液；
(2)然后用提升泵把混合液不断循环，反复吸收氨气，直至完全生成磷酸氢二铵；
(3)把生成的磷酸氢二铵用管道通入蒸氨塔内，添加10～30ppm的有机脱氮剂；有机脱氮剂由甲基苯骈三氮唑、聚己烯亚胺、邻苯二甲酸二丁酯组成，其质量比为甲基苯骈三氮唑40～55％、聚己烯亚胺15～25％、邻苯二甲酸二丁酯30～40％；
(4)蒸氨塔内安装Bi-Be-Ga-Gd-Ho-Tm-Os/α-SiO2催化剂；催化剂中重金属含量以氧化物质量百分比计，分别为：氧化铋5～10％、氧化铍10～15％、氧化镓15～20％、氧化钆10～20％、氧化钬15～35％、氧化铥30～40％、氧化锇5～10％；
(5)向蒸氨塔内通入蒸汽，磷酸氢二铵分解成磷酸二氢铵和氨气；
(6)氨气在催化剂的作用下被还原成氮气，磷酸二氢铵用循环泵打入吸收塔顶，重新吸收管道废气中的氨气。
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