CN102824844B - 一种脱硫脱硝剂、制备方法及其用途 - Google Patents

一种脱硫脱硝剂、制备方法及其用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种脱硫脱硝剂、制备方法及其用途。所述脱硫脱硝剂是纳米级材料,包括以下组分:MgO、SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、CuO、和MnO2,任选地包括强氧化剂KMnO4。使用本发明的纳米级脱硫脱硝剂,可在烟气脱硫过程中同步脱除NOX,脱硫脱硝效率高。

Description

-种脱硫脱硝剂、制备方法及其用途

技术领域

[0001] 本发明涉及一种纳米级脱硫脱硝剂,其制备方法及其在烟气净化方面的应用,尤 其适用于工业燃煤燃烧后产生的含S化、NOx等成份烟气的同步脱硫脱硝应用。

背景技术

[0002] 大气是人类赖W生存的最基本的生命要素,然而利用煤、石油等化石能源燃烧做 功时产生二氧化硫(S〇2)、氮氧化合物(NOx)和颗粒物,S化和NOx是最主要的二种大气污染 物,是造成酸雨的主要原因所在。同时NOx也是造成莫氧层破坏和光化学烟雾等环境问题的 一种物质。该些已经成为制约社会和经济发展的重要因素,引起了各国人民的广泛关注。

[0003] 各国科学家及商业机构一直致力于脱硫脱硝的技术研究。全球研究和开发的脱硫 方法已有数百种之多,脱硝方法也有几十种之多,该些方法按工艺一般可分为干法和湿法。 按产品的利用状态可分为回收法和抛弃法;按吸收方式可分为物理吸收和化学吸收。

[0004] 现有的脱硫技术中比较实用的、可行的、经济的技术方案有硫化床燃烧技术、炉内 喷吸收剂/增湿活化脱硫工艺、湿式石灰/石灰石脱硫工艺、海水脱硫工艺、喷雾干燥脱硫 工艺、吸附剂再生脱硫工艺、烟道喷吸收剂脱硫工艺、电子束福照法等十余种技术。

[0005] 现有的脱硝技术主要分为两大类;燃烧过程控制和燃烧后处理。燃烧后处理又包 括:选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)、热分解法、催化分解法、气体洗 涂法、等离子体治理技术、液体吸收法、氧化吸收法处理等。

[0006] 目前全球脱硫、脱硝基本采用联合方式来进行,即脱硫与脱硝分开处理,或炉内脱 硫与炉外脱硝联合,或湿式脱硫与干法脱硝相联合等,该种联合式的方法虽然在脱硫、脱硝 效果上能够达到环保排放的要求,但基础设施投资高,系统占地面积大,运行操作复杂,且 运行维护费用很高,就是在发达国家,一般企业也承担不了该么高的运行维护费用。

[0007] 经过长时间的研究与开发,已成功开发出几种烟气同时脱硫脱硝技术。如日本发 明的活性炭吸收脱硫脱硝同步工艺,活性炭吸收工艺是利用活性炭具有较大的比表面积进 行烟气同时脱硫脱硝的。S化是通过活性炭的微孔吸附作用,存于活性炭的微孔内,再通过 热再生,生成高浓度的S化气体,经过转化装置形成高纯硫賴、浓硫酸等副产品;NOy是在加 氨的条件下经活性炭的催化作用生成水和氮气排入大气,该种方法的优点是无二次污染, 脱硫效率能达到90%左右,缺点是活性炭种类太少,采购成本高造成运行维护成本太高,同 时脱硝效率虽然能达到65%左右,但随着活性炭活性的衰减脱硝效率呈曲线性变化,不够 稳定。

[000引同期德国、W色列等国还发明了化0同时脱硫脱硝工艺。该方法利用Al203或Si02 作为载体,用浸溃等方法制备吸附剂,在300〜45(TC的温度范围内,与烟气中的S02发生 反应,形成的化S04和化0对SCR法还原NO,有很高的催化活性。吸收饱和的化S04被送去 再生,再生过程一般用C&气体对化S04进行还原,释放的S化可制酸,还原得到的金属铜或 化2S再用烟气或空气氧化。生成的化0又重新用于吸收还原过程。该方法的优点是不产 生二次污染物,可产出硫或硫酸副产品,处理后烟气无需加热,可循环利用。该工艺能达到 90% W上的S化脱除效率和75%〜80 %的NOy脱除效率。缺点是需要大量吸附剂,设备鹿 大,投资大,运行能耗大。而且随着各国环保标准的提高,80%左右的脱硫效率已经不能满 足当前各主要工业国家环保标准的新要求。

[0009] 我国研发出了有中国特色的湿式络合物吸收工艺,即湿式FGD加金属藝合物工 艺。在碱性或中性溶液中加入亚铁离子形成氨基轻酸亚铁藝合物,如化(抑TA)和化(NTA)。 该类藝合物吸收NO形成亚硝駄业铁藝合物,配位的NO能够和溶解的S化和化反应生成馬, 馬、连二硫酸盐、硫酸盐、各种N-S化合物和H价铁藝合物。该工艺需通过从吸收液中去除连 二硫酸盐、硫酸盐和N-S化合物W及H价铁藝合物还原成亚铁藝合物而使吸收液再生。湿 式络合物吸收工艺可同时脱除S〇2和N〇x,但目前仍处于试验阶段。影响其工业应用的主要 障碍是反应过程中藝合物的损失和金属藝合物再生困难、利用率低,造成运行费用高。

[0010] 由于目前国外联合或一体化脱硫脱硝技术存在流程复杂、占地面积大、运行成本 高、单一效率高联合效率低等缺点,因此开发操作简单、运行成本低、效率高、系统稳定的同 时脱硫脱硝技术成为燃煤烟气净化技术研发的重要方向之一。

发明内容

[0011] 为了克服现有技术中的上述缺陷,本申请的发明人进行了深入研究。

[0012] 本发明一个目的在于提供一种纳米级脱硫脱硝剂,该脱硫脱硝剂具有较好的同步 脱硫和脱硝效果。

[0013] 本发明的另一个目的在于提供一种脱硫脱硝剂的制备方法。

[0014] 本发明的再一个目的在于提供一种脱硫脱硝剂的应用,其用于烟气脱硫过程同步 脱除N〇x,脱硫脱硝剂的用量小,脱硫脱硝效率高,运行稳定。

[0015] 具体而言,本申请提供如下技术方案W实现上述目的。

[0016] 本发明提供一种脱硫脱硝剂,所述脱硫脱硝剂是纳米级材料,包括W下组分;MgO、 Si〇2、CaO、Fe2〇3、AI2O3、CuO 和 Mn〇2。

[0017] 根据本发明所述的脱硫脱硝剂,优选地,所述脱硫脱硝剂包括W下组分:

[001引 MgO 40〜50重量份,

[0019] CaO 0. 1 〜1 重量份,

[0020] Si〇2 10 〜20 重量份,

[0021] Fe2〇3 5 〜20 重量份,

[002引 AI2O3 5〜10重量份,

[0023] CuO 1 〜10 重量份,

[0024] Mn〇2 1 〜4 重量份。

[0025] 根据本发明所述的脱硫脱硝剂,优选地,脱硫脱硝剂中还包括KMn〇4。

[0026] 根据本发明所述的脱硫脱硝剂,优选地,脱硫脱硝剂的粒径范围为10〜60nm。

[0027] 本发明还提供上述的脱硫脱硝剂的制备方法,包括如下步骤:

[002引 (1)配巧Ij所述组分的混合剂;

[0029] (2)将配制好的混合剂制成纳米级脱硫脱硝剂;

[0030] 所述步骤似包括W下步骤:

[0031] ①将所述配制好的混合剂粉碎为纳米级粉体;

[0032] ②将所述纳米级粉体配制成浆状物质;

[0033] ③将所述浆状物质进行赔烧。

[0034] 根据本发明所述的制备方法,优选地,所述步骤①为;使用球磨机将所述配制好的 混合剂粉碎为纳米级粉体;和所述步骤②为;将所述纳米级粉体加入水,均匀揽拌后添进 增稠剂配制成浆状物质;和所述步骤③为:在赔烧温度为600〜80(TC下赔烧1.5〜2小时。

[0035] 根据本发明所述的制备方法,优选地,所述步骤③选自W下步骤的任一种:

[0036] A、将浆状物质送入单室炉,在30(TC〜50(TC的温度范围内一次赔烧1小时,成型 后,再次送入单室炉在60(TC〜80(TC温度范围内进行二次赔烧1. 5小时;

[0037] B、将浆状物质送入单室炉,在60(TC〜80(TC的温度范围内赔烧1. 5〜2小时。

[0038] 本发明也提供上述脱硫脱硝剂的用途,用于烟气的同步脱硫脱硝。

[0039] 根据本发明所述的用途,优选地,包括如下步骤:

[0040] <1〉调节烟气中氧气含量的步骤;

[0041] <2〉制浆步骤:将所述脱硫脱硝剂制成浆料后备用;

[0042] <3〉脱硫脱硝步骤:将调节了氧气含量后的烟气与所述浆料接触。

[0043] 根据本发明所述的用途,优选地,烟气中氧气含量控制在8〜15^%。

[0044] 本发明的脱硫脱硝剂经过纳米制造过程后,比表面积增大,增加了氧气、金属氧化 物与烟气的接触面积,提高了对烟气中S化和NOx的吸附功能,从而提高脱硫脱硝的效率,脱 硫脱硝剂与氧气调节装置二者配合作用下,综合脱硫效率达96% W上、脱硝效率达85% W 上。再有,通过本发明脱硫脱硝剂,脱硫、脱硝系统运行成本较低,运行费用是常规巧法脱硫 系统的2/3,常见脱硝系统的2/3 ;运行稳定;脱除效率、操作便捷性、运行维护成本等都优 于其它工艺方法。

附图说明

[0045] 图1为纳米级脱硫脱硝剂的制备方法流程图。

具体实施方式

[0046] 下面结合附图W及具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并 不限于此。

[0047] 在本发明中,"八% "表示体积百分数,该是本领域所熟知的。

[004引在本发明中,"纳米级材料"是指平均粒径为1〜IOOnm的材料,该是本领域所熟知 的。

[004引 < 脱硫脱硝剂〉

[0050] 本发明提供一种脱硫脱硝剂,所述脱硫脱硝剂是纳米级材料,包括W下组分;MgO、 Si〇2、CaO、Fe2〇3、AI2O3、CuO 和 Mn〇2。

[0051] 金属氧化物可W与烟气中的二氧化硫反应W形成硫酸盐;当二氧化硫与水反应形 成亚硫酸时,则金属氧化物可W与亚硫酸反应W形成亚硫酸盐;当二氧化硫、亚硫酸被氧化 为H氧化硫、硫酸时,金属氧化物还可W与H氧化硫、硫酸反应形成硫酸盐。同时,当一氧化 氮因催化吸附作用生成二氧化氮时,二氧化氮与水生成硝酸,硝酸与金属氧化物发生化学 反应时,生成硝酸盐。

[0052] 优选地,所述纳米级材料规格为10〜60nm,即脱硫脱硝剂中组分的粒径范围为 10〜60皿;粒径进一步优选为10〜50皿;再优选为15〜40皿;再优选为20〜30皿。

[0053] 脱硫脱硝剂经过纳米制造过程后,比表面积增大,增加了氧气、金属氧化物与烟气 的接触面积,提高了对烟气中S化和NOx的吸附功能,从而提高脱硫脱硝的效率。

[0054] 优选地,所述脱硫脱硝剂中,包括:

[005引 MgO为40〜50重量份,优选为45〜48重量份;

[0056] CaO为0. 1〜1重量份,优选为0. 5〜0. 8重量份;

[0057] Si化为10〜20重量份,优选为12〜15重量份;

[00则化203为5〜20重量份,优选为6〜15重量份;

[00则 AI2O3为5〜10重量份,优选为6〜8重量份;

[0060] 化0为1〜10重量份,优选为5〜8重量份;

[00川 Mn化为1〜4重量份,优选为1. 5〜2重量份。

[0062] 此外,优选地,上述重量份W脱硫脱硝剂总重量为100重量份计。

[0063] 优选地,所述MgO中的活性氧化镇含量为60wt % W上,优选60〜SOwt %,再优选 65 〜70wt%。

[0064] 优选地,所述脱硫脱硝剂中还包括KMn〇4。所述KMn〇4为氧化剂,氧化剂可W将四 价硫氧化为六价硫,例如,将烟气中的二氧化硫氧化为H氧化硫,将一氧化氮氧转化为二氧 化氮。该样可W提高生产效率并且给上述纳米级脱硫脱硝剂中的金属氧化物与S化、NOx等 发生反应时提供源源不断的氧原子。

[0065] 在所述脱硫脱硝剂中,KMn〇4用量为1〜10重量份,优选1〜8重量份,再优选1〜 6,再优选1〜4,再优选1〜2重量份。

[0066] 此外,优选地,上述重量份W脱硫脱硝剂总重量为100重量份计。

[0067] <脱硫脱硝剂的制各方法〉

[0068] 本发明还提供了一种脱硫脱硝剂的制备方法,其包括如下步骤:

[0069] (1)将配制W下组分配制成混合剂;

[0070] 似将配制好的混合齐峭喊纳米级脱硫脱硝剂。

[0071] 所述组分包括MgO、Si化、化0、化2〇3、AI2O3、化0和Mn化;任选地,还包括KMn〇4。

[0072] 根据本发明的制备方法,优选地,包括W下步骤:

[0073] (1)按照比例配制上述组分的混合剂;

[0074] 似将配制好的混合齐峭喊纳米级脱硫脱硝剂。

[00巧]所述脱硫脱硝剂中,包括:

[007引 MgO为40〜50重量份,优选为45〜48重量份;

[0077] CaO为0. 1〜1重量份,优选为0. 5〜0. 8重量份;

[007引 Si化为10〜20重量份,优选为12〜15重量份;

[007引化203为5〜20重量份,优选为6〜15重量份;

[0080] AI2O3为5〜10重量份,优选为6〜8重量份;

[00引]化0为1〜10重量份,优选为5〜8重量份;

[008引 Mn化为1〜4重量份,优选为1. 5〜2重量份。

[0083] 优选地,所述MgO中的活性氧化镇含量为60wt % W上,优选60〜SOwt %,再优选 65 〜70wt%。

[0084] 优选地,所述脱硫脱硝剂中还包括KMn〇4。KMn〇4用量为I〜10重量份,优选I〜 8重量份,再优选1〜6,再优选1〜4,再优选1〜2重量份。

[0085] 在本发明中,优选地,步骤(2)包括W下步骤:

[0086] ①将所述混合剂粉碎为纳米级粉体;

[0087] ②将所述纳米级粉体配制成浆状物质;

[0088] ③将所述浆状物质进行赔烧即得到所述脱硫脱硝剂。

[0089] 步骤①的粉碎可W使用任何设备,只要能将上述混合剂粉碎为纳米级即可;优选 使用高能球磨机磨制;使用球磨机球磨次数没有特别限定,例如可W球磨一次或两次或更 多次,只要能达到所需的粒径范围即可。粉碎后组分的粒径范围为10〜60nm ;粒径进一步 优选10〜50皿;再优选为15〜40皿;再优选为20〜30皿。

[0090] 步骤②优选使用水将所述纳米级粉体配制成浆状物质;优选地,配制时可W使用 增稠剂;增稠剂可W是任何抑值恒定的工业用或食用级增稠剂,优选碱性增稠剂,例如 HPMC(轻丙基甲基纤维素)等。

[0091] 优选地,步骤②将所述纳米粉体加入水,均匀揽拌后添进工业用增稠剂HPMC配制 成浆状物质。

[0092] 步骤③的赔烧可W使用任何赔烧设备,优选使用单炉室;优选地,赔烧温度为 600〜800°C,优选为650〜750°C ;赔烧时间为1. 5〜2小时,优选为1. 6〜1. 8小时。

[0093] 可W进行一次或二次或更多次赔烧。

[0094] 优选地,本发明使用二次赔烧。二次赔烧时,先在300〜50(TC、优选350〜450。 更优选380〜42CTC下进行第一次赔烧,然后再在600〜80(TC、优选为650〜75CTC下进行 第二次赔烧。

[0095] 优选地,步骤③进行如下操作;将混合好后的浆状物质送入单室炉,在30(TC〜 50(TC、优选350〜45(TC,更优选380〜42(TC的温度范围内一次赔烧1小时,成型后,再次 送入单室炉在60(TC〜80(TC温度范围内进行二次赔烧1. 5小时,即得到脱硫脱硝剂。

[0096] 或优选地,步骤③进行如下操作;将混合好后的浆状物质送入单室炉,在60(TC〜 80(TC、优选为650〜75(TC的温度范围内赔烧1. 5〜2小时,即得到脱硫脱硝剂。

[0097] 根据上述脱硫脱硝剂的制备方法,优选地,还可W按照图1所示的流程进行,即将 混合剂经一次球磨后,进行一次赔烧,然后进行二次球磨,成型后进行二次赔烧,然后检测, 如果赔烧后脱硫脱硝剂粒径满足上述纳米级别,则降温后制成成品,如果不满足上述纳米 级别,则重复上述球磨-赔烧过程,直至粒径满足要求。

[0098] <脱硫脱硝剂的巧涂〉

[0099] 本发明还提供了所述脱硫脱硝剂的用途,其用于烟气的同步脱硫脱硝;所述烟气 可W是任何包含二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等成份的烟气。所述脱硫脱硝剂用于脱除烟 气中的S化和NOx(例如NO、N02等);所述脱硫脱硝剂可W使用任何烟气脱硫技术,例如干 法脱硫技术、湿法脱硫技术,并可在脱硫过程中同步脱除N〇x。

[0100] 根据本发明的用途,优选地,用于湿法脱硫培内进行烟气脱硫过程同步脱除N〇x。

[0101] 根据本发明的用途,优选地,包括W下步骤:

[010引 (A)巧蛾步骤:将上述脱硫脱硝剂制成浆料。

[0103] 由于所述脱硫脱硝剂为粉末状,因此,本发明需进行制浆步骤。

[0104] 优选地,将脱硫脱硝剂加水制浆,进一步优选熟化后形成金属氧化物基浆料。

[010引 做脱硫脱硝步骤;将烟气与浆料接触,W脱除烟气中的s02、n0x。

[0106] 接触的方式没有特别限定,可W是将所述浆料喷淋的方式,或者将烟气通入浆料 中的方式;较优选浆料喷淋的方式。

[0107] 所述脱硫脱硝步骤中使用的脱硫脱硝设备并没有特别的限制,只要能实现脱硫脱 硝剂与烟气的接触即可,优选为湿式常规巧法或镇法所用脱硫培。

[0108] 根据本发明的用途,优选地,调节所述烟气中的氧气含量;优选地,烟气中的氧气 含量控制在8〜15^%,更优选为10〜12^%。由于吸附剂对N02的吸附要好于对NO的 吸附,因此尽可能促进NO氧化为N02,有利于纳米氧化物基吸附剂对NOx的去除。本发明中, 烟气中的一氧化氮在系统工艺中的烟气强氧段与氧气反应,转化为N02,转化效率为30%左 右,该一工艺过程将减少后面培内化学与物理吸附反应的压力,提高脱硝效率在20% W上。

[0109] 根据本发明的用途,优选地,包括W下步骤:

[0110] <1〉调节烟气中氧气含量的步骤;

[0111] <2〉制浆步骤;将纳米级脱硫脱硝剂制成浆料后备用;

[0112] <3〉脱硫脱硝步骤:将调节了氧气含量后的烟气与所述浆料接触。

[0113] 优选地,烟气中氧气含量控制在8〜15^%。

[0114] 优选地,调节烟气中氧气含量的步骤在烟气进入脱硫脱硝设备端之前进行。

[0115] 优选地,调节烟气中氧气含量的步骤通过氧气调节装置来实现。

[0116] 优选地,所述氧气调节装置设置在烟气进入脱硫脱硝设备(例如脱硫培)端之前 的烟道内。

[0117] 优选地,在温度为125〜145C,优选为130〜14(TC的烟气段,调节烟气中氧气含 量。即所述氧气调节装置设置在烟气进入脱硫脱硝设备(例如脱硫培)端之前的烟道内温 度为125〜145°C、优选为130〜14(TC的烟气段中。

[0118] 本申请的发明人在实践过程中发现,NO、N02与氧气之间在一定的温度环境下存 在反应加速或减速的现象,在本发明中,当加速现象发生时,NO能够与氧气在短时间内生 成N02,因为NO即通常所称的惰性气体,难与其它物质发生反应,所W在脱硝系统设计过程 中,如何尽可能提高NO生成N02的比例是脱硝效率是否达到设定值的关键,当烟气温度在 125〜145C时,NO与氧气发生的反应最快,反之高于145C或低于125C时反应速度开始 衰减,所W,本发明在烟气进入脱硫培端之前选择合适的温度段,加装氧含量控制与调节装 置,尽可能让烟气中的NO在该个温度端吸附到足够反应生成N02的氧气。

[0119] 根据本发明的用途,优选地,包括W下步骤:

[0120] a.在烟气进入脱硫培前端设置所述氧气调节装置,控制烟气中氧气含量在8〜 15^%之间;

[0121] b.将上述纳米级脱硫脱硝剂送入储药罐,在储药罐内加水调制成浆料后备用;

[0122] C.通过循环粟将浆料鼓入脱硫培,在培内完成脱硫脱硝过程。

[0123] 根据本发明的用途,优选地,所述氧气调节装置包括增氧系统,当烟气中含氧量低 于8vt%,自动开启增氧系统进行增氧,至氧含量达到15^%时停止。

[0124] 优选地,所述的增氧系统为一般工业用制氧设备,例如变压式吸附制氧设备、深冷 制氧设备。 阳1巧] < 脱硫脱硝剂化巧〉

[0126] 脱硝:

[0127] (I)NO随烟气至IJ达纳米级脱硫脱硝齐U的表面,同时NO在金属氧化物活性位的催化 作用下转化成N02,加速其脱除。

[012引 (2)N02到达吸附剂(即脱硫脱硝剂中的氧化镇等组分,下同)表面,一部分被表面 所吸附;

[0129] (3)被吸附剂表面吸附的N02气体、水分子与表面上的MgO反应生成亚硝酸盐,与 烟气中氧发生反应生成硝酸盐;一部分N02通过吸附剂孔隙进入吸附剂内部;

[0130] (4) NO在吸附剂内部与MgO发生反应,生成亚硝酸盐,部分亚硝酸盐与进入孔隙的 氧发生反应生成硝酸盐。

[0131] 脱硝的基本反应原理(氧化-催化)

[0132] NO2+H2O+脱硫脱硝剂(简称E沈)+催化氧化一 HN02+催化氧化一

[0133] 稳定的复合物+化一 HNOsWSE

[0134] 一氧化氮(NO)难溶于水,需要先被氧化,才能在水溶液中被吸收。

[0135] 当NOx转变成亚硝酸(HN02)时,脱硫脱硝剂巧沈)与之结合成稳定络合物,它们被 持续氧化成硝酸。

[0136] HN02巧沈=E沈• HN02

[0137] 2E沈• HN02+02 = 2E沈巧HNO3

[013引纳米级脱硫脱硝剂与氧气调节装置结合,较好地实现了上述反应。

[0139] 脱硫:

[0140] (I)S化随烟气到达吸附剂表面,一部分被表面所吸附;

[0141] (2)活性纳米金属氧化物混合剂的活性位及烟气中的NO。也促进烟气中S〇2与氧 结合向S化的转化。

[0142] (3)被吸附剂表面吸附的S化气体、水分子与表面上的金属氧化物反应生成亚硫酸 盐,与烟气中氧发生反应生成硫酸盐;一部分S〇2通过吸附剂孔隙进入吸附剂内部;

[0143] (4) S化在吸附剂内部与金属氧化物发生反应,生成亚硫酸盐,部分亚硫酸盐与进 入孔隙的氧发生反应生成硫酸盐。

[0144] 脱硫的基本反应原理:

[0145] 8〇2+&0+纳米级脱硫脱硝剂(简称ES巧一 H2SO3+ESE -

[0146] 稳定的复合物+〇2 - HsSOaWSE

[0147] 当S〇2转变成亚硫酸(H2SO3)时,脱硫脱硝剂巧沈)与之结合成稳定络合物,它们 被持续氧化成硫酸,然后功能团与之分离。

[014引 H2SO3+ESE = ESE . H2SO3

[0149] 2ESE . H2SO3+O2 = 2E沈巧H2SO4

[0150] 下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不限于 此。

[0151] 实施例1〜3的基本实验参数见下表。

[0152] 表1、基本工艺参数 4」 车肺例i

Figure CN102824844BD00101

[0155] (一)脱硫脱硝剂的调制:

[0156] 按照W下配方将各组分混合均匀,得到脱硫脱硝剂。

Figure CN102824844BD00102

[0158] 将按照上表比例配制的金属基氧化物脱硫脱硝剂送入高能球磨机磨成IOnm〜 60nm范围内的纳米级规格,将经机磨后的脱硫脱硝剂纳米粉体,加入水,均匀揽拌后添进 工业用增稠剂HPMC (轻丙基甲基纤维素),将混合好后的浆状物质送入单室炉,在60(TC〜 80(TC温度范围内赔烧1. 5〜2小时,得到脱硫脱硝专用混合剂。

[0159] (二)利用纳米级脱硫脱硝剂脱除S化、NOx工艺

Figure CN102824844BD00103

Figure CN102824844BD00104

[0160] 1、制浆:

[0161] 将调制好的脱硫脱硝剂加水制浆、熟化后形成主要成分为含金属氧化物的浆料, 并留在浆料罐中备用。

[0162] 2、脱硝:

[0163] (I)NO随烟气至IJ达纳米级脱硫脱硝齐U的表面,同时NO在金属氧化物活性位的催化 作用下转化成N02,加速其脱除。

[0164] (2)N02到达吸附剂(即脱硫脱硝剂中的氧化镇等组分,下同)表面,一部分被表面 所吸附;

[0165] (3)被吸附剂表面吸附的N02气体、水分子与表面上的MgO反应生成亚硝酸盐,与 烟气中氧发生反应生成硝酸盐;一部分N02通过吸附剂孔隙进入吸附剂内部;

[0166] (4) NO在吸附剂内部与MgO发生反应,生成亚硝酸盐,部分亚硝酸盐与进入孔隙的 氧发生反应生成硝酸盐。

[0167] 3、脱硫:

[016引 (l)S02随烟气到达吸附剂表面,一部分被表面所吸附;

[0169] (2)活性纳米金属氧化物混合剂的活性位及烟气中的NO。也促进烟气中S〇2与氧 结合向S化的转化。

[0170] (3)被吸附剂表面吸附的S化气体、水分子与表面上的金属氧化物反应生成亚硫酸 盐,与烟气中氧发生反应生成硫酸盐;一部分S〇2通过吸附剂孔隙进入吸附剂内部;

[0171] (4) S化在吸附剂内部与金属氧化物发生反应,生成亚硫酸盐,部分亚硫酸盐与进 入孔隙的氧发生反应生成硫酸盐。

[0172] 在上述条件下,各项实验数据参见下表:

[0173] 表2 ;烧结机脱硫设施废气排放监测结果

[0174]

Figure CN102824844BD00111

[0175]

Figure CN102824844BD00112

Figure CN102824844BD00121

[0176] 脱硫效率达到96. 4 %,脱硝效率达到96. 3 %。

[0177] 同时,各项消耗物的消耗参数如下:

[0178] 各项实验数据

Figure CN102824844BD00122

[0180] 可见,水、电、脱硫剂该H项物料的消耗均低于常规脱硫系统。

[0181] 连施例2

[0182] 按照W下配方将各组分混合均匀,得到脱硫脱硝剂。

Figure CN102824844BD00123

[01财实施例2相比于实施例1,减少MgO含量5重量份、减少Mn022重量份,增加Si02、

Figure CN102824844BD00124

Figure CN102824844BD00125

Figure CN102824844BD00126

化203重量份5份,增加Kmn042份,其它条件不变,工艺过程与实施例I也相同,得到如下参 数表:

[0186] 表3 ;烧结机脱硫设施废气排放监测结果

[0187]

Figure CN102824844BD00131

[018引脱硫效率达到96. 9 %,脱硝效率达到93. 1 %。

[0189] 同时,各项消耗物的消耗参数如下:

[0190] 各项实验数据

Figure CN102824844BD00132

[0192] 水、电、脱硫剂该H项物料的消耗均低于常规脱硫系统,但脱硫脱硝剂耗量略有波 动,其中脱硫效率提高0. 5个百分点,脱硝效率降低3. 2个百分点。

[019引 连施例3

[0194] 按照W下配方将各组分混合均匀,得到脱硫脱硝剂。

Figure CN102824844BD00133

Figure CN102824844BD00134

Figure CN102824844BD00141

[019引实施例3相比于实施例2,减少MgO含量5重量份、各减少Si02、化203重量份5份 (即用量与实施例1 一致),增加Mn022重量份,增加KMrAS等份,其它条件不变,工艺过程 与实施例1也相同,得到如下参数表:

[0197] 表4 ;烧结机脱硫设施废气排放监测结果

[019 引

Figure CN102824844BD00142

Figure CN102824844BD00151

[0199] 脱硫效率达到96. 4%,脱硝效率达到93%,脱硫效率下降0. 5个百分点,脱硝效率 降低0.1个百分点。

[0200] 同时,各项消耗物的消耗参数如下:

[0201] 各项实验数据

Figure CN102824844BD00152

[0203] 水、电、脱硫剂该H项物料的消耗均低于常规脱硫系统,但脱硫效率没有实例2 好。

[0204] 通过W上实施案例可W看出,虽然实施例2、3脱硝效率均有下降,但下降幅度不 影响国家标准对脱硝效率的要求,即本发明提出的脱硫脱硝一体化方法可W较好的解决脱 硫过程同步脱硝的问题。此外,本发明工艺过程脱硫脱硝剂用量小、脱硫脱硝效率高、运行 成本低于常规脱硫或脱硝系统,具有较大经济优势。

[0205] 本发明并不限于上述实施方式,在不背离本发明的实质内容的情况下,本领域技 术人员可W想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Figure CN102824844BD00153

Figure CN102824844BD00154

Claims (8)

1. 一种脱硫脱硝剂,其特征在于,所述脱硫脱硝剂是纳米级材料,包括W下组分:
Figure CN102824844BC00021
所述脱硫脱硝剂的粒径范围为10〜60nm。
2. 根据权利要求1所述的脱硫脱硝剂,其特征在于,所述脱硫脱硝剂中的KMn化用量为 1〜2重量份。
3. 根据权利要求1〜2任一项所述的脱硫脱硝剂的制备方法,其特征在于,包括如下步 骤: (1) 配制所述组分的混合剂; (2) 将配制好的混合剂制成纳米级脱硫脱硝剂; 所述步骤(2)包括W下步骤: ① 将所述配制好的混合剂粉碎为纳米级粉体; ② 将所述纳米级粉体配制成浆状物质; ③ 将所述浆状物质进行赔烧。
4. 根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于, 所述步骤①为:使用球磨机将所述配制好的混合剂粉碎为纳米级粉体; 所述步骤②为:将所述纳米级粉体加入水,均匀揽拌后添进增稠剂配制成浆状物质; 所述步骤③为;在赔烧温度为600〜80(TC下赔烧1. 5〜2小时。
5. 根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于, 所述步骤③选自W下步骤的任一种: A、 将浆状物质送入单室炉,在30(TC〜50(TC的温度范围内一次赔烧1小时,成型后,再 次送入单室炉在60(TC〜80(TC温度范围内进行二次赔烧1. 5小时; B、 将浆状物质送入单室炉,在60(TC〜80(TC的温度范围内赔烧1. 5〜2小时。
6. 根据权利要求1〜2任一项所述的脱硫脱硝剂的用途,其特征在于,用于烟气的同步 脱硫脱硝。
7. 根据权利要求6所述的用途,其特征在于,包括如下步骤: <1〉调节烟气中氧气含量的步骤; <2〉制浆步骤:将所述脱硫脱硝剂制成浆料后备用; <3〉脱硫脱硝步骤:将调节了氧气含量后的烟气与所述浆料接触。
8. 根据权利要求7所述的用途,其特征在于,烟气中氧气含量控制在8〜15八%。
Figure CN102824844BC00022
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