CN104722183B - 一种氨基酸制备过程产生的烟气的处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于烟气处理领域，公开了一种氨基酸制备过程产生的烟气的处理工艺，包括制备化学制剂，制备微生物制剂，除尘、除雾、脱硫和脱硝，以及制备复混肥。本发明工艺简单，设计独特，有效地去除了各类污染物，并且制备肥料，一举两得。

Description

一种氨基酸制备过程产生的烟气的处理工艺

技术领域

本发明属于烟气处理领域，具体涉及一种氨基酸制备过程产生的烟气的处理工艺。

背景技术

发酵制备氨基酸的过程中，会产生大量锅炉烟气。锅炉烟气是气体和烟尘的混合物，是污染居民区大气的主要原因。烟气的成分很复杂，气体中包括水蒸汽、二氧化硫、碳氢化合物以及氮氧化合物等，烟尘包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产物等。因此烟气对环境的污染是多种毒物的复合污染。烟尘对人体的危害性与颗粒的大小有关，对人体产生危害的多是直径小于10微米的飘尘，尤其以1-2.5微米的飘尘危害性最大。

以氮氧化物NO_x为例，目前常用的烟气脱硝处理方法主要包括氧化法和还原法，目的是通过脱硝将烟气中的NO_x除去，以达到标准要求。氧化法是将氧化剂加入烟气中，使NO_x转化为溶于水的高价氮氧化物，再加入碱性中和剂制成化肥；其缺点在于运行成本高，化肥的品质不好。还原法常见的有SCR和SNCR，其原理是在催化剂的作用下，通过喷入还原剂（比如：氨水、尿素）将烟气中的NO_x还原成无毒无污染的N₂和H₂O。其缺点在于当采用氨水时会有氨的逃逸，造成二次污染；当施用尿素时会增加CO₂的排放；这两种方法脱硝效率比较低，运行成本比较高。

目前主要的烟气脱硫技术是以石灰石或石灰为脱硫剂的湿法烟气脱硫，属于化学法脱硫，其工作原理为采用石灰石或石灰的乳浊液吸收烟气中的SO₂，生成硫酸钙或石膏，该技术发展成熟，脱硫效率高，可达90％，目前国外工业烟气脱硫主要采用湿法烟气脱硫方法。但是，湿法烟气脱硫法脱硫存在而硫酸钙的利用价值并不高，造成再利用或再处置的困难，工艺复杂，维护成本较高等缺陷。

现有技术需要一种高效地脱除烟气中各种有害物质的方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种氨基酸制备过程产生的烟气的处理工艺，该工艺操作简单，投入成本低廉，处理效果好，并且利用废料制备了肥料，实现了变废为宝，一举两得。

本发明是通过如下方案来实现的：

一种氨基酸制备过程产生的烟气的处理工艺，所述工艺包括如下步骤：

1）制备化学制剂：

按照重量份取硅藻土4份，壳聚糖3份，腐植酸钾2份，活性炭1份，草炭土1份，氨水10份，备用；将硅藻土，壳聚糖，腐植酸钾，活性炭，以及草炭土，混合均匀，研磨成粒径为100-200目的粉末，然后添加氨水，100-200转/min离心搅拌20min，即得；

2）制备微生物制剂：

所述微生物制剂由如下体积百分比的原料菌混合而成：亚硝化菌30%，脱氮副球菌30%，粪产碱杆菌20%，蜡状芽孢杆菌20％；

3）除尘、除雾、脱硫和脱硝：

烟气首先经过喷淋降温除尘，使烟气温度降低至30℃以下，然后通过电除雾器进行除雾，随后用步骤1）制备的化学制剂进行烟气处理，处理时间为15-20min，然后进入微生物反应室，喷洒微生物制剂，喷洒量为100-200mL/NM³烟气，反应时间为24-36h，最后将烟气通过臭氧发生器去除残留微生物，排出；

4）制备复混肥：

回收步骤3）中处理烟气后的化学制剂，然后与磷酸一铵、尿素、氯化钾以及水混合搅拌均匀，加入到双螺杆挤出造粒机中，造粒机造粒，冷却至室温，最后喷洒圆褐固氮菌，搅拌均匀，低温干燥即得复混肥。

优选地，

所述步骤2）中，四种菌的原始浓度均为1×10⁸个/ml。

所述亚硝化菌为亚硝化菌（Nitrosomonaseuropaea）CCTCCNo：M2010002；所述脱氮副球菌为脱氮副球菌(Paracoccusdenitrificans)ATCC13543；所述粪产碱杆菌（Alcaligenesfaecalis）为粪产碱杆菌ATCC31555；所述蜡状芽孢杆菌（Bacilluscereus）为ATCC10876；所述圆褐固氮菌为(Azotobacterchroococcum)ATCC4412。

所述步骤4）中，处理烟气后的化学制剂、磷酸一铵、尿素、氯化钾、水以及圆褐固氮菌的质量比例为20：12：8：5：15：1。

注，上述步骤中菌种的培养方式不是本发明的创新点，此处不详述，本领域技术人员可以根据文献记载或本领域的常识选择常规的培养基及扩大培养方法，使活菌数达到10⁸个/ml；上述菌株可从CCTCC以及ATCC等商业途径购买获得。

本发明取得的有益效果主要包括：

本发明通过化学制剂和微生物技术相结合，有效地净化了烟气，并且实现了废物再利用，节能环保；本发明制备的化学制剂具备较好的吸附和脱硫脱硝效果，制备简单成本低廉；本发明采用微生物学技术，对烟气进行脱硫脱硝深度处理，大大降低了工业能耗，减少了浪费水资源的浪费，并且投资成本低操作流程简单；本发明有效地进行了脱尘处理，以及去除了烟气中的残留微生物，避免了二次污染；本发明制备的微生物制剂，配伍合理，相互协同，能够达到较佳的脱硫脱硝效果；本发明利用废弃化学制剂制备了肥料，肥效较好，给企业带来较好的收益，大大提高了氨基酸生产企业的工业附加值。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

一种氨基酸制备过程产生的烟气的处理工艺，该工艺包括如下步骤：

1）制备化学制剂：

按照重量份取硅藻土4份，壳聚糖3份，腐植酸钾2份，活性炭1份，草炭土1份，氨水10份，备用；将硅藻土，壳聚糖，腐植酸钾，活性炭，以及草炭土，混合均匀，研磨成粒径为100目的粉末，然后添加氨水，100转/min离心搅拌30min，即得；

2）制备微生物制剂：

其由如下体积百分比的原料菌混合而成：亚硝化菌30%，脱氮副球菌30%，粪产碱杆菌20%，蜡状芽孢杆菌20％；上述四种菌的原始浓度均为1×10⁸个/ml；

所述亚硝化菌具体为亚硝化菌（Nitrosomonaseuropaea）CCTCCNo：M2010002(如参见CN101955885)；所述脱氮副球菌具体可为脱氮副球菌(Paracoccusdenitrificans)ATCC13543（如参见文献GenescodingforrespiratorycomplexesmaponallthreechromosomesoftheParacoccusdenitrificansgenome,ArchivesofMicrobiology,1998）；所述粪产碱杆菌（Alcaligenesfaecalis）为粪产碱杆菌ATCC31555(如参见文献Structuralstudiesofanextracellularpolysaccharide(S-130)elaboratedbyAlcaligenesATCC31555,CarbohydrateResearch，1986)；所述蜡状芽孢杆菌（Bacilluscereus）为ATCC10876（如参见NewJ.Chem.,2007,31,748-755）；

3）除尘、除雾、脱硫和脱硝：

锅炉烟气首先经过喷淋降温除尘，使烟气温度降低至35℃以下，然后通过电除雾器进行除雾，随后将化学制剂铺设在烟气管道内部，厚度为10cm，进行化学制剂处理，保持烟气和化学制剂的接触时间为15min，随后进入微生物反应室，喷洒微生物制剂，喷洒量为100mL/NM³，反应时间为24h，最后将烟气通过臭氧发生器去除残留微生物，排出；所述微生物制剂可以重复使用；

4）制备复混肥：

化学制剂使用1个月后，回收处理烟气后的化学制剂，与磷酸一铵、尿素、氯化钾以及水混合搅拌均匀，加入到双螺杆挤出造粒机中，造粒机造粒，冷却至室温，最后喷洒圆褐固氮菌，搅拌均匀，低温干燥即得；其中，处理烟气后的化学制剂、磷酸一铵、尿素、氯化钾、水以及圆褐固氮菌的质量比例为20：12：8：5：15：1；

所述圆褐固氮菌为(Azotobacterchroococcum)ATCC4412（ProductionofexocellularpolysaccharidebyAzotobacterchroococcum.ApplBiochemBiotechnol.1991Sep;30(3):273-84.）；该菌的浓度为1×10⁸个/ml。

实施例2

一种氨基酸制备过程产生的烟气的处理工艺，该工艺包括如下步骤：

1）制备化学制剂：

按照重量份取硅藻土4份，壳聚糖3份，腐植酸钾2份，活性炭1份，草炭土1份，氨水10份，备用；将硅藻土，壳聚糖，腐植酸钾，活性炭，以及草炭土，混合均匀，研磨成粒径为200目的粉末，然后添加氨水，200转/min离心搅拌20min，即得；

2）制备微生物制剂：

所述微生物制剂其由如下体积百分比的原料菌混合而成：亚硝化菌30%，脱氮副球菌30%，粪产碱杆菌20%，蜡状芽孢杆菌20％；上述四种菌的原始浓度均为1×10⁸个/ml；

3）除尘、除雾、脱硫和脱硝：

锅炉烟气首先经过喷淋降温除尘，使烟气温度降低至30℃以下，然后通过电除雾器进行除雾，随后进行化学制剂处理，处理时间为20min，随后进入微生物反应室，喷洒微生物制剂，喷洒量为200mL/NM³烟气，反应时间为36h，最后将烟气通过臭氧发生器去除残留微生物，排出；所述微生物制剂可以重复使用；

4）制备复混肥：

化学制剂使用半个月后，回收处理烟气后的化学制剂，与磷酸一铵、尿素、氯化钾以及水混合搅拌均匀，加入到双螺杆挤出造粒机中，造粒机造粒，冷却至室温，最后喷洒圆褐固氮菌，搅拌均匀，低温干燥即得；其中，处理烟气后的化学制剂、磷酸一铵、尿素、氯化钾、水以及圆褐固氮菌的质量比例为20：12：8：5：15：1。

实施例3

烟气净化效果试验：选择本公司制备氨基酸的锅炉烟气，采用实施例1的工艺来处理，各类污染物的单位均为mg/Nm³，具体结果见表1：

表1

污染物类型	NOx	SO2	烟尘
				处理前	497	1138	156
处理后	16	43	3

结论：经过处理后，各类污染物的浓度大大降低，完全符合排放标准。

实施例4

本发明制备的复混肥的肥效试验：以冬小麦为试验农作物。对照组：三元复合肥（N16-P16-K16）；试验组：实施例1制备的复混肥；

试验方法：两组肥料分别处理的试验田面积均为10亩，对照组使用量均为40kg/亩，实验组为40kg/亩，种植条件完全相同，具备可比性。同时收获小麦，测定小麦亩产量以及增产率；同时检测小麦穗粒数、千粒重以及亩产量。具体试验结果：参照表2。

表2

组别	穗粒数	千粒重（g）	亩产量(kg)
				对照组	32.3	45.1	424
试验组	33.9	47.3	459

结论：通过小麦种植试验发现，试验组的肥料好，穗粒数以及千粒重等指标均优于对照组。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本案作了详尽的说明，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所作的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种氨基酸制备过程产生的烟气的处理工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：

1）制备化学制剂：

按照重量份取硅藻土4份，壳聚糖3份，腐植酸钾2份，活性炭1份，草炭土1份，氨水10份，备用；将硅藻土，壳聚糖，腐植酸钾，活性炭，以及草炭土，混合均匀，研磨成粒径为100-200目的粉末，然后添加氨水，100-200转/min离心搅拌20min，即得；

2）制备微生物制剂：

所述微生物制剂由如下体积百分比的原料菌混合而成：亚硝化菌30%，脱氮副球菌30%，粪产碱杆菌20%，蜡状芽孢杆菌20％；

3）除尘、除雾、脱硫和脱硝：

烟气首先经过喷淋降温除尘，使烟气温度降低至30℃以下，然后通过电除雾器进行除雾，随后用步骤1）制备的化学制剂进行烟气处理，处理时间为15-20min，然后进入微生物反应室，喷洒微生物制剂，喷洒量为100-200mL/Nm³烟气，反应时间为24-36h，最后将烟气通过臭氧发生器去除残留微生物，排出；

4）制备复混肥：

回收步骤3）中处理烟气后的化学制剂，然后与磷酸一铵、尿素、氯化钾以及水混合搅拌均匀，加入到双螺杆挤出造粒机中，造粒机造粒，冷却至室温，最后喷洒圆褐固氮菌，搅拌均匀，低温干燥即得复混肥；

处理烟气后的化学制剂、磷酸一铵、尿素、氯化钾、水以及圆褐固氮菌的质量比例为20：12：8：5：15：1。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤2）中，四种菌的原始浓度均为1×10⁸个/ml。

3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，

所述亚硝化菌为亚硝化菌CCTCCNo：M2010002；所述脱氮副球菌为脱氮副球菌ATCC13543；所述粪产碱杆菌为粪产碱杆菌ATCC31555；所述蜡状芽孢杆菌为蜡状芽孢杆菌ATCC10876；所述圆褐固氮菌为圆褐固氮菌ATCC4412。