CN105771583A - 一种脱硝剂以及使用该脱硝剂对烟气进行净化的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于烟气气相脱硝的脱硝剂，通过将固体粉末状的复合脱硝剂注入脱硝反应区域，在一定温度下与烟气中混合后，在气相条件反应，达到去除烟气中NOx的目的，脱硝效率达到95％以上。

Description

一种脱硝剂以及使用该脱硝剂对烟气进行净化的方法
技术领域
本发明涉及一种用于烟气气相脱硝的脱硝剂，特别涉及一种用于烟气气相净化脱硝的高效气溶胶型复合脱硝剂，属于烟气净化处理技术领域。
背景技术
随着我国经济的发展，大量能源消费带来的环境污染也越来越严重。燃烧产生的烟气中所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质对空气造成了严重污染。
有关NOx的控制方法有分为燃烧前、燃烧中和燃烧后三种。燃烧中脱硝技术被称为低NOx燃烧技术，燃烧后脱硝技术被称为烟气脱硝技术。烟气脱硝技术目前应用较多的是选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)以及SCR与SNCR混合脱硝技术。
选择性催化还原法(SelectiveCatalyticReduction，SCR)是指在催化剂的作用下，以NH3作为还原型脱硝剂，“有选择性”地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H2O。其原理首先由Engelhard公司发现并于1957年申请专利，后来日本在该国环保政策的驱动下，成功研制出了现今被广泛使用V2O5/TiO2催化剂，并分别在1977年和1979年在燃油和燃煤锅炉上成功投入商业运用。选择适当的催化剂可以使还原反应的温度范围内进行，在NH3与NO化学计量比为1的情况下，可以得到高达80～90％的NOx脱除率。目前，世界上采用采用较多的技术，但SCR技术由于其昂贵的催化剂及寿命问题造成了投资过大，限制了其广泛应用。
SNCR技术是一种低成本的脱硝技术。是将氨水或三聚氰氨异氰酸酯等氨基物质作为脱硝剂，在一定的条件下与烟气混合，在不使用催化剂的情况下将NOx还原成为无毒的N2和H2O。按还原剂的不同，SNCR分为三种不同的反应机理：ThermalDeNOx(氨)机理，RAPRENOx(异氰酸)机理，和NOxOUT(三聚氰氨异氰酸酯)机理。而传统的SNCR法运行温度范围为850-1150℃，一般是在炉膛中喷入还原剂，由于喷入点空间大、温度不均匀，难以与烟气充分混合，SNCR技术的脱硝效率在30％～50％之间，单独使用SNCR技术的脱硝效率不高，多与其他技术联合使用，例如SCR联合SNCR脱硝技术。
目前，SCR烟气脱硝技术存在系统结构较复杂，占地大，投资高，易造成NOx氧化，降低发电效率和影响除尘，催化剂寿命短并且有毒存在二次污染、难适应不同的煤种等问题，低NOx燃烧技术和SNCR技术的脱硝效率在30％～50％之间，难于满足日益严格的环保标准，因此，开发一种经济高效、设备简单、运行成本低的烟气脱硝净化技术是当今烟气脱硝净化领域的研究热点。
本发明涉及一种用于烟气气相脱硝的脱硝剂，通过将固体粉末状的复合脱硝剂经气体分散装置生成气溶胶后，注入脱硝反应区域，在气相条件反应，达到去除烟气中NOx的目的，脱硝效率达到95％以上。该技术脱硝设备体积紧凑，运行操作简单，成本低于现有的工艺方法，经济优势明显，克服了现有同时脱硝技术基础设施投资大、运行维护费用高、脱硝效率低的问题，同时脱硝剂储运安全、使用方便，适应性好，不受燃料和锅炉结构影响，可用于各种锅炉以及工业窑炉的烟气净化处理。
发明内容
发明要解决的问题
本发明针对现有脱硝技术的不足，提供一种用于烟气气相脱硝的气溶胶型复合脱硝剂，实现燃烧烟气净化去除NOx，以克服现有脱硝技术存在的建设投资大、运行维护费用高、脱硝剂储运危险、脱硝效率低等问题。
用于解决问题的方案
根据本发明，提供了一种用于烟气气相脱硝的脱硝剂，所述脱硝剂选自组分A中的一种或二种以上和组分B中的一种或二种任意比的组合；
组分A包括：三聚氰胺一酰胺、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺
组分B包括：过氧化碳酰氨、过碳酸钠。
所述脱硝剂与待处理烟气中NOx反应量的摩尔比为(0.1～2)∶1。
所述脱硝剂与待处理烟气中NOx反应量的摩尔比为(0.5～1.2)∶1。
所述脱硝剂为固体颗粒，粒径为20～120μm。
所述脱硝剂的粒径为60～90μm。
本发明还提供一种使用所述的脱硝剂对烟气进行净化的方法，其包括如下步骤：
(1)、配制脱硝剂；
所述脱硝剂选自组分A中的一种或二种以上和组分B中的一种或二种任意比的组合；
组分A包括：三聚氰胺一酰胺、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺
组分B包括：过氧化碳酰氨、过碳酸钠；
(2)、将步骤(1)中的脱硝剂在气体分散装置中生成气溶胶；
(3)、将步骤(2)中生成的气溶胶注入温度为350～800℃的反应区，与待处理烟气混合，反应1～3s。
所述步骤(3)中，脱硝剂与待处理烟气中NOx反应量的摩尔比为(0.1～2)∶1。
所述步骤(3)中，脱硝剂与待处理烟气中NOx反应量的摩尔比为(0.5～1.2)∶1。
所述步骤(1)中脱硝剂为固体颗粒，粒径为20～120μm。
所述脱硝剂的粒径为60～90μm。
所述脱硝剂的注入压力为-10～70kpa，以利于脱硝剂进入反应区后与待处理烟气充分混匀。
所述步骤(3)中的反应区温度为450～700℃。
所述步骤(3)中反应时间为1.5～2s。
发明的效果
本发明气相条件下反应速度快效率高，脱硝效率达95％以上；
本发明与现有脱硝技术相比，具有工艺流程简单、设备占地面积小、易于实现全自动运行，投资和运行成本低经济效益好。
本发明适应性好，不受燃料和锅炉结构影响，便于与其他脱硝技术工艺联合使用，可用于各种锅炉以及工业窑炉的烟气净化处理。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明所保护范围不限于此。
实施例中所述待处理烟气为火电厂烟气，NOx约为800mg/m3。
实施例1
一种用于烟气气相脱硝的脱硝剂，组成成分和使用方法包括如下步骤：
将三聚氰胺一酰胺200kg、三聚氰酸一酰胺100kg、三聚氰酸二酰胺80kg和过碳酸钠20kg的混合物即一种复合的脱硝剂注入反应区，脱硝剂与烟气中的NOx摩尔比为0.9∶1，注入压力为30kpa；
在反应区温度为600℃的条件下，反应1.5s后，即可；
经烟气分析仪检测处理前后烟气中NOx浓度，计算得出NOx脱除率达95.4％。
实施例2
如实施例1所述的烟气气相脱硝的脱硝剂及其使用方法，不同之处在于：在反应区温度为780℃，反应时间为2s。
经烟气分析仪检测处理前后烟气中NOx浓度，计算得出NOx脱除率达97.0％。
实施例3
一种用于烟气气相脱硝的脱硝剂，组成成分和使用方法包括如下步骤：
将三聚氰胺一酰胺100kg、过氧化碳酰氨35kg的混合物即一种复合的脱硝剂注入反应区，脱硝剂与烟气中的NOx摩尔比为0.9∶1，注入压力为25kpa；
在反应区温度为450℃的条件下，反应1.5s后，即可；
经烟气分析仪检测处理前后烟气中NOx浓度，计算得出NOx脱除率达95.8％。
实施例4
一种用于烟气气相脱硝的脱硝剂，组成成分和使用方法包括如下步骤：
将三聚氰酸一酰胺500kg、过碳酸钠200kg的混合物即一种复合的脱硝剂注入反应区，脱硝剂与烟气中的NOx摩尔比为0.9∶1，注入压力为15kpa；
在反应区温度为550℃的条件下，反应1.5s后，即可；
经烟气分析仪检测处理前后烟气中NOx浓度，计算得出NOx脱除率达99.1％。
实施例5
一种用于烟气气相脱硝的脱硝剂，组成成分和使用方法包括如下步骤：
将三聚氰酸二酰胺100kg、过氧化碳酰氨35kg的混合物即一种复合的脱硝剂注入反应区，脱硝剂与烟气中的NOx摩尔比为0.9∶1，注入压力为30kpa；
在反应区温度为550℃的条件下，反应1.5s后，即可；
经烟气分析仪检测处理前后烟气中NOx浓度，计算得出NOx脱除率达98.0％。

Claims (13)

1.一种用于烟气气相脱硝的脱硝剂，所述脱硝剂选自组分A中的一种或二种以上和组分B中的一种或二种任意比的组合；
组分A包括：三聚氰胺一酰胺、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺
组分B包括：过氧化碳酰氨、过碳酸钠。
2.根据权利要求1所述的脱硝剂，所述脱硝剂与待处理烟气中NOx反应量的摩尔比为(0.1～2)∶1。
3.根据权利要求2所述的脱硝剂，所述脱硝剂与待处理烟气中NOx反应量的摩尔比为(0.5～1.2)∶1。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的脱硝剂，所述脱硝剂为固体颗粒，粒径为20～120μm。
5.根据权利要求4所述的脱硝剂，所述脱硝剂的粒径为60～90μm。
6.一种使用如权利要求1-5中任一项所述的脱硝剂对烟气进行净化的方法，其包括如下步骤：
(1)、配制脱硝剂；
所述脱硝剂选自组分A中的一种或二种以上和组分B中的一种或二种任意比的组合；
组分A包括：三聚氰胺一酰胺、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺
组分B包括：过氧化碳酰氨、过碳酸钠；
(2)、将步骤(1)中的脱硝剂在气体分散装置中生成气溶胶；
(3)、将步骤(2)中生成的气溶胶注入温度为350～800℃的反应区，与待处理烟气混合，反应1～3s。
7.根据权利要求6所述的使用脱硝剂对烟气进行净化的方法，所述步骤(3)中，脱硝剂与待处理烟气中NOx反应量的摩尔比为(0.1～2)∶1。
8.根据权利要求7所述的使用脱硝剂对烟气进行净化的方法，所述步骤(3)中，脱硝剂与待处理烟气中NOx反应量的摩尔比为(0.5～1.2)∶1。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的使用脱硝剂对烟气进行净化的方法，所述步骤(1)中脱硝剂为固体颗粒，粒径为20～120μm。
10.根据权利要求9所述的使用脱硝剂对烟气进行净化的方法，所述脱硝剂的粒径为60～90μm。
11.根据权利要求6-8中任一项所述的使用脱硝剂对烟气进行净化的方法，所述脱硝剂的注入压力为-10～70kpa，以利于脱硝剂进入反应区后与待处理烟气充分混匀。
12.根据权利要求6-8中任一项所述的使用脱硝剂对烟气进行净化的方法，所述步骤(3)中的反应区温度为450～700℃。
13.根据权利要求6-8中任一项所述的使用脱硝剂对烟气进行净化的方法，所述步骤(3)中反应时间为1.5～2s。
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