CN106310932B - 一种磷矿浆液相催化氧化脱除工业废气中no的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磷矿浆液相催化氧化脱除工业废气中低浓度NO的方法，该方法采用磷矿原矿粉为吸收剂，所用磷矿粉与自来水配制成固液比为1:20~25:20 g/mL的磷矿浆，在控制反应NO的体积含量为0.1%，气流速率为0.15 L/min，充氧体积分数为21%，反应温度为20℃，废气中NO的脱除率可达60%。本方法工艺过程简单，磷矿原料简便易得，主体设备只需吸收装置，工艺条件下充氧只需用空气鼓风，不添加其他试剂，无需高温高压，操作灵活方便，运行费用低，可用于工业废气中NO的预脱除。

Description

一种磷矿浆液相催化氧化脱除工业废气中NO的方法

技术领域

本发明涉及一种磷矿浆液相催化氧化脱除工业废气中NO的方法，具体内容涉及一种工业废气净化方法，属于大气污染净化技术领域。

背景技术

随着工业化和城市化的迅速发展，大量的污染排放到大气中，大气环境面临严峻的形式，NO是导致酸雨，光化学烟雾，臭氧层空洞等大气主要污染物之一，对生态环境级人体的健康都造成损失，随着社发展和人民的环保意识的增强，人们对周边环境的要求越来越高，国家十二五计划对大气污染物的排放收费做出进一步的要求，为满足国情，净化工业锅炉排放的低浓度的NO具有重要的意义。

目前，烟气脱硝技术主要有两类：低氮燃烧技术和烟气脱硝技术，低氮燃烧技术有循环流化床燃烧技术、煤炭的加氢热解技术、烟气再烧与吸附喷射技术等，低氮燃烧技术投资技术费用低，但脱除效果达不到排放标准要求。烟气脱硝技术是最主要的脱硝技术，目前研究的脱硝技术有很多类型，干法：选择性催化还原法、吸附法、电子射线照射法；湿法：碱吸收法、酸吸收法、氧化吸收法、液相还原法。

我国磷矿资源丰富，在磷化工厂中，磷矿廉价易得，磷矿的主要成分是氟磷酸钙[Ca₅F(PO₄)₃] 、P₂O₅、GaO、MgO、RE₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等，含有多种过渡金属离子和稀土元素，这些金属元素的存在可以在液相情况下为反应提供催化剂，最终使NO转变为NO₂ ^-和NO₃ ^-。

中国专利CN104524940A中公开发明了一种气液相介质烟气脱硝方法，该发明涉及一种气液相介质烟气脱硝方法，属于环境治理技术领域，主要内容是将尿素放入到烧杯中，搅拌溶解；把配制好的溶液经配料输送泵传送至水加压泵，尿素经过稀释后，与盐水混合，稀释成质量分数为8％的稀溶液；将质量分数为8％的稀尿素溶液，送到喷射装置中，使其通过雾化蒸汽进行雾化；以分解炉作为反应器，将尿素溶液作为还原剂通入气液相连接的管道中，反应温度为900℃；经高温反应后的尿素溶液以20MPa的压力喷入烟气中，从而使尿素溶液与烟气中的氮氧化物充分混合反应，最终生成氮气和水；最后检测其脱硝率达92％以上。该方法具有较高的脱硝效率，但实验操作条件苛刻，需要在高温高压条件下进行，操作过程不易控制且运行成本较高。

中国专利CN101385942中公开发明了一种液相氧化-吸收两段式湿法烟气脱硝工艺，该发明主要采用高锰酸钾、亚氯酸钠、次氯酸钠、次氯酸钙、双氧水、二氧化氯中的一种或者几种混合物的溶液作为氧化剂，使烟气中的一氧化氮与氧气接触反应，部分氧化成二氧化氮之后，利用碱液吸收经过氧化后的烟气中的氮氧化物，生成相应的亚硝酸盐，相比于氧化吸收在液相内同时进行的方法，两段式工艺不仅能够提高去除效率避免NO₂不完全吸收造成的二次污染，而且可以通过控制氧化阶段的氧化度，达到在吸收阶段选择性生成亚硝酸盐并进行回收的目的。该工艺采用液相代替气相氧化，从而降低了投资及运行成本，简化了工艺流程及系统结构，增强了可操作性。但该工艺过程需两段式操作，工艺所需设备和过程控制比较复杂，不利于节省人力和物力。

磷矿中P₂O₅含量在28~39%，同时含有8~15%的Fe₂O₃，5~7%的MnO，以及0.1~0.3%的稀土元素（La、Ce等）。本发明采用磷矿原矿磨粉在液相条件下作为吸收剂，反应过程中磷矿中的过渡金属离子和稀土金属离子会不断进入溶液中，成为廉价的液相催化氧化脱硝反应的金属离子催化剂，在鼓风的条件下，NO被转化成NO_3-和NO_2-，硝酸又可以进一步分解磷矿得到磷酸，生成的溶液可以作为磷铵复合肥料生产的原料而资源化利用，从而达到脱硝和吸收液再利用的目的。相对于以往脱硝技术而言，本发明不产生固体废弃物，无二次污染，是一种更为绿色的烟气脱硝工艺，而且脱硝产生的硝酸、亚硝酸可以采用不同工艺制取肥料，有较高的经济、环境效益。因此，本发明具有重要的实践指导意义，更适用于推广。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的脱硝技术的不足，提供一种以磷矿原矿为吸收剂液相催化氧化脱除工业废气中NO的方法。

其特征在于按一下步骤进行：

将磷矿原矿粉碎并过200目细筛，后将所得矿粉与自来水配制成固液比为1:20~25:20 g/mL，混合均匀后转入吸收瓶；由气瓶气NO和N₂以0.1 %体积比例配气，同时充入体积分数为21 %的氧气，后将混合气体以0.05~0.15 L/min的气流速率进入吸收瓶；整个反应过程的温度控制在20 ℃。在采样点处用气袋收集出口气体，后用盐酸萘乙二胺分光光度法（HJ479-2009）法检测气袋中NO浓度，所得结果与进口气体NO浓度之比，即为本方法的去除效率。

附图说明

附图1是反应装置图；

附图2是固液比为15:20 g/mL对NO的吸收效率；

附图3是固液比为20:20 g/mL对NO的吸收效率。

具体实施方式

下面通过实例对本发明做进一步的详细说明

实施实例1：

原磷矿在110℃，烘干2h，磷矿粉碎研磨过筛得200目细颗粒，准确称取15 g的磷矿于吸收瓶内，用20mL的自来水配成磷矿浆，吸收装置置于恒温水浴锅内温度控制在20 ℃，NO (体积分数0.08 %)、O₂ (体积分数99.999 %)、N₂为平衡气，总气流速率为0.15 L/min，进行吸收，用国标法（盐酸萘乙二胺分光光度法（HJ479-2009））测其进出口的NO的含量，计算吸收效率，脱除率如图2。

实施实例2：

原磷矿在110℃，烘干2h，磷矿粉碎研磨过筛得200目细颗粒，准确称取20 g的磷矿于吸收瓶内，用20 mL的自来水配成磷矿浆，吸收装置置于恒温水浴锅内温度控制在20℃，NO (体积分数0.08 %）、O₂ (体积分数99.999 %)、N₂为平衡气，总气流速率为0.15 L/min，进行吸收，用国标法（盐酸萘乙二胺分光光度法（HJ479-2009））测其进出口的NO的含量，计算吸收效率，脱除率如图3。

Claims (3)

1.一种磷矿浆液相催化氧化脱除工业废气中NO的方法，其特征在于按以下步骤进行：将磷矿原矿粉碎研磨过筛得200目细颗粒，将矿粉与自来水配制成固液比为1:20~25:20 g/mL的溶液作为吸收液；由工业废气中来的NO和N₂按0.1 %体积比例配气，并充入体积分数为21%的氧气，混合气以0.05~0.15 L/min的气流速率通入吸收液，吸收液的温度控制在20℃，吸收瓶出口气体用国标法盐酸萘乙二胺分光光度法检测NO浓度；所述磷矿中P₂O₅含量在28~39%，同时含有8~15%的Fe₂O₃，5~7%的MnO，以及0.1~0.3%的稀土元素。

2.根据权利要求1所述的一种磷矿浆液相催化氧化脱除工业废气中NO的方法，其特征在于：吸收过程充氧体积分数为21%，此外不加任何其它试剂，工业吸收过程可用空气进行曝氧。

3.根据权利要求1所述的一种磷矿浆液相催化氧化脱除工业废气中NO的方法，其特征在于：工业废气中NO的浓度范围在：0.08~0.1 %。