CN104722199B - 氨基酸生产工艺的除烟脱尘方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于环保技术领域，公开了氨基酸生产工艺的除烟脱尘方法，该方法使用了化学制剂和生物制剂，除烟脱尘效果好，并且利用废弃物制备了肥料，实现了变废为宝，环保节能。

Description

氨基酸生产工艺的除烟脱尘方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及氨基酸生产工艺的除烟脱尘方法。
背景技术
发酵生产氨基酸的过程中，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NOx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NOx除去，以达到标准要求。氧化法是将氧化剂加入烟气中，使NOx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NOx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。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了氨基酸生产工艺的除烟脱尘方法，该方法操作简单，能够同时脱去各种污染物和烟尘，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：
氨基酸生产工艺的除烟脱尘方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
1）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30min，制得化学制剂；
2）将亚硝化菌，脱氮副球菌以及蜡状芽孢杆菌按照1：1：1的体积比混合搅拌均匀，制得生物制剂；
3）氨基酸生产工艺的烟气首先经过喷淋降温脱尘，使烟气温度降低至35℃以下，然后通过电除雾器进行除雾，随后进行化学制剂处理，处理时间为15-30min，随后进入生物反应室，喷洒生物制剂，喷洒量为100-200mL/NM3烟气，反应时间为24-48h，然后烟气通过臭氧发生器去除残留微生物，最后排出；
4）回收处理烟气后的化学制剂，与花生壳粉、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，低温干燥制得生物肥料；其中，处理烟气后的化学制剂、花生壳粉、磷酸一铵、尿素、氯化钾、水以及圆褐固氮菌的质量比例为20：所述花生壳粉的粒径为200目；所述圆褐固氮菌为(Azotobacterchroococcum)ATCC4412。
优选地，
所述生物制剂可以重复使用。
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；所述蜡状芽孢杆菌（Bacilluscereus）为ATCC10876。
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
氨基酸生产工艺的除烟脱尘方法，包括如下步骤：
1）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，制得化学制剂；
2）将亚硝化菌，脱氮副球菌以及蜡状芽孢杆菌按照1：1：1的体积比混合搅拌均匀，制得生物制剂；亚硝化菌，脱氮副球菌或蜡状芽孢杆菌的原始浓度均为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）；所述蜡状芽孢杆菌（Bacilluscereus）为ATCC10876（如参见NewJ.Chem.,2007,31,748-755）；
3）烟气首先经过喷淋降温脱尘，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，随后进入生物反应室，喷洒生物制剂，喷洒量为100mL/NM3烟气，反应时间为24h，然后烟气通过臭氧发生器去除残留微生物（生物制剂中的微生物会少量残留在烟气中），最后排出；所述生物制剂可以重复使用；
4）化学制剂使用1个月后，回收处理烟气后的化学制剂，与花生壳粉、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，低温干燥制得生物肥料；其中，处理烟气后的化学制剂、花生壳粉、磷酸一铵、尿素、氯化钾、水以及圆褐固氮菌的质量比例为20：10：10：8：5：20：1；
所述花生壳粉的粒径为100目；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
氨基酸生产工艺的除烟脱尘方法，包括如下步骤：
1）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30min，制得化学制剂；
2）将亚硝化菌，脱氮副球菌以及蜡状芽孢杆菌按照1：1：1的体积比混合搅拌均匀，制得生物制剂；亚硝化菌，脱氮副球菌或蜡状芽孢杆菌的原始浓度均为1×108个/ml；
3）烟气首先经过喷淋降温脱尘，使烟气温度降低至35℃以下，然后通过电除雾器进行除雾，随后进行化学制剂处理，处理时间为30min，随后进入生物反应室，喷洒生物制剂，喷洒量为200mL/NM3烟气，反应时间为48h，然后烟气通过臭氧发生器去除残留微生物，最后排出；所述生物制剂可以重复使用；
4）化学制剂使用半个月后，经检测，性能下降明显，回收处理烟气后的化学制剂，与花生壳粉、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，低温干燥制得生物肥料；其中，处理烟气后的化学制剂、花生壳粉、磷酸一铵、尿素、氯化钾、水以及圆褐固氮菌的质量比例为20：10：10：8：5：20：1；
所述花生壳粉的粒径为200目；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3
烟气净化效果试验：选择本公司氨基酸生产工艺的锅炉烟气，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3 -->
处理前 483 1197 179
处理后 15 45 5
结论：经过处理后，烟尘以及氮氧化物和二氧化硫污染物的浓度大大降低，完全符合排放标准。
实施例4
本发明制备的生物肥料的肥效试验：
一、种植高粱的效肥实验：
对照组采用氮磷钾复合肥（氮15磷15钾15），实验组采用本发明实施例1制备的生物肥料，试验田的土质和种植条件完全相同，面积均为10亩；施肥量均为50kg/亩；具体试验结果见表2：
表2
注：复合肥按照2.8元/kg计算，本发明生物肥料按照2.6元/kg计算，高粱按照3.0元/kg。
二、种植红薯肥效实验：
设置两个处理试验田，面积均为10亩，为对照组和实验组。对照组采用复合肥（N16-P16-K16），实验组采用本发明实施例1制备的生物肥料，试验田的土质和种植条件完全相同，施肥量均为60kg/亩。实验组亩产量为2623Kg，对照组亩产量为2441Kg，亩均可增产182公斤。
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.氨基酸生产工艺的除烟脱尘方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
1）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30min，制得化学制剂；
2）将亚硝化菌，脱氮副球菌以及蜡状芽孢杆菌按照1：1：1的体积比混合搅拌均匀，制得生物制剂；
3）氨基酸生产工艺的烟气首先经过喷淋降温脱尘，使烟气温度降低至35℃以下，然后通过电除雾器进行除雾，随后进行化学制剂处理，处理时间为15-30min，随后进入生物反应室，喷洒生物制剂，喷洒量为100-200mL/Nm3烟气，反应时间为24-48h，然后烟气通过臭氧发生器去除残留微生物，最后排出；
4）回收处理烟气后的化学制剂，与花生壳粉、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，低温干燥制得生物肥料；其中，处理烟气后的化学制剂、花生壳粉、磷酸一铵、尿素、氯化钾、水以及圆褐固氮菌的质量比例为20：10：10：8：5：20：1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述花生壳粉的粒径为200目；所述圆褐固氮菌为圆褐固氮菌ATCC4412。
3.根据权利要求1所述的方法，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；所述蜡状芽孢杆菌为蜡状芽孢杆菌ATCC10876。
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