CN107261738A - 一种燃煤烟气的高效处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃煤烟气的高效处理方法,包括以下步骤,首先采用1‑甲基‑3乙基咪唑氢氧化物和海藻酸为原料制备1‑甲基‑3乙基咪唑海藻酸盐离子液体;然后将燃煤烟气进行脱硫脱硝处理,并收集处理过程中的废水,向废水中加入1‑甲基‑3乙基咪唑海藻酸盐离子液体、絮凝剂处理后,与高聚凝结剂和表面活性剂混合,制得化学团聚剂,将化学团聚剂通过双流雾化喷嘴喷入除尘器前的烟道中,并在烟道两侧安装扬声器,通过声波导管导入声场,使得烟气中的细小颗粒在化学团聚剂和声波的作用下,团聚长大,然后长大后的颗粒物通过常规除尘器除去,从而实现了燃煤烟气处理过程中废水的重复利用。该方法脱硝脱硫效率高,且处理过程的废水可以重复使用,节约成本。

Description

一种燃煤烟气的高效处理方法
技术领域:
[0001]本发明涉及大气污染治理领域,具体的涉及一种燃煤烟气的高效处理方法。
背景技术:
[0002]由S〇2和N0X等致酸物质引起的酸雨与C〇2等温室气体引起的温室效应,是国际上普 遍关注的全球大气环境问题。空气中70 %二氧化碳排放、90 %二氧化硫排放和67 %氮氧化 物排放是来自于化石燃料的使用。鉴于我国以煤为主要一次消费能源,控制燃煤烟气排放 成为保护大气环境的关键。
[0003]中国专利(200910262978.4)公开了燃煤烟气的尿素湿法联合脱硫脱硝方法,包括 以下步骤:在吸收塔燃煤烟气入口处喷入质量百分比浓度50 %双氧水,保持H202/N0摩尔比 =2〜3,将燃煤烟气中的N0氧化成N02,提高NOx的氧化度;再利用吸收塔中的尿素水溶液进 行同时脱硫脱硝。其虽然能提高N0X的氧化度和吸收液的温度,从而提高燃煤烟气联合脱硫 脱硝工艺的脱硝率,但是双氧水和尿素水溶液使用量较大,且处理过程中产生的废水较多。 [0004]中国专利(20〇710054874.5)公开了一种燃煤烟气的处理方法,将燃煤烟气通过干 法过滤脱除烟尘颗粒和硫,然后再湿法脱除二氧化硫;其中干法过滤的工艺为:将燃煤烟气 通过陶瓷过滤材料;所述的湿法脱除二氧化硫的工艺为将干法处理后的燃煤烟气与碳酸钙 浆液反应除去二氧化硫。其虽然能有效除去燃煤烟气中的细小颗粒,脱硫效果显著,但是同 样处理过程的废水需要进一步处理,增大了处理成本。
发明内容:
[0005] 本发明要解决的技术问题是现有技术中燃煤烟气处理过程中产生的废水需要进 一步处理,增大了成本,且烟气中的细小颗粒物无法出去的问题。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明公开了一种燃煤烟气的高效处理方法,首先利用常 规的方法处理燃煤烟气,然后收集处理过程中的废水,并将收集的废水经过自制的离子液 体和絮凝剂处理后,加入高聚凝结剂和表面活性剂,形成化学团聚剂,其和声波联合可以使 得燃煤烟气中的细小颗粒物发生团聚从而生长为大颗粒,可以有效被除尘器除去。
[0007] 为更好的解决上述问题,本发明采用以下技术方案:
[0008] 一种燃煤烟气的高效处理方法,包括以下步骤:
[0009] (1)将1-甲基-3乙基咪唑氢氧化物和异丙醇混合搅拌混合均匀,得到1-甲基-3乙 基咪唑氢氧化物的异丙醇溶液;
[0010] (2)将海藻酸和去离子水混合搅拌溶胀,制得质量浓度为30%的海藻酸水溶液;
[0011] (3)将上述制得海藻酸水溶液置于反应釜中,并向反应釜中滴加1-甲基-3乙基咪 唑氢氧化物的异丙醇溶液,边滴加边搅拌,滴加结束后反应,反应结束后,离心,取出上清 液,并除去溶剂,得到1-甲基_3乙基咪唑海藻酸盐离子液体;
[0012] (4)将燃煤烟气通过常规除尘器进行除尘处理;将除尘后的燃煤烟气通过由活性 炭组成的吸附柱,出来的烟气温度降至130-180°C,然后将其通入到固定床反应器中与氨气 反应,固定床反应器中出来的气体与吸收塔中的碳酸钙浆液反应,反应后的烟气达到排放 标准;反应后的碳酸钙浆液在吸收塔底部的循环浆料池中被氧化,得到的石膏浆液进行固 液分离,脱水处理,并收集脱出的废水;
[0013] (5)将收集的废水注入到吸附池中,首先加入上述制得的1-甲基-3乙基咪唑海藻 酸盐离子液体,搅拌处理30-50min,然后将上清液注入到沉淀池中,加入絮凝剂,搅拌沉淀 处理后,取上清液加入高聚凝结剂和表面活性剂,搅拌处理,制得化学团聚剂;
[0014] (6)在计量栗和空气压缩机的作用下将化学团聚剂通过双流雾化喷嘴喷入除尘器 前的烟道中,并在烟道两侧安装扬声器,通过声波导管导入声场,使得烟气中的细小颗粒在 化学团聚剂和声波的双重作用下,团聚长大,然后长大后的颗粒物通过常规除尘器除去,从 而实现了燃煤烟气处理过程中废水的重复利用。
[0015] 作为上述技术方案的优选,步骤(1)中,1-甲基-3乙基咪唑氢氧化物和异丙醇的质 量比为 1: (15-30)。
[0016]作为上述技术方案的优选,步骤(3)中,所述海藻酸、1-甲基-3乙基咪唑氢氧化物 的摩尔比为(1.0-1.3) :1。
[0017]作为上述技术方案的优选,步骤(5)中,1-甲基-3乙基咪唑海藻酸盐离子液体的加 入量为l-3mg/L。
[0018]作为上述技术方案的优选,步骤(5)中,所述絮凝剂为聚合氯化铝,其添加量为 0•3-0•8g/L。
[0019] 作为上述技术方案的优选,步骤(5)中,所述高聚凝结剂为果胶,其添加量为上清 液质量的0.01-0.04%。
[0020] 作为上述技术方案的优选,步骤(5)中,所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠,其添 加量为上清液质量的0.02-0.03%。
[0021]作为上述技术方案的优选,步骤(6)中,所述烟气处理量与化学团聚剂的体积比为 20m3/L〇
[0022]作为上述技术方案的优选,步骤(6)中,所述扬声器的频率为1300Hz,声压级为 120dB〇
[0023] 本发明具有以下有益效果:
[0024]由于一般在燃煤烟气除尘步骤中只能除去烟气中较大的微尘颗粒,对于细小的颗 粒却不能有效除去,而且在燃煤烟气处理过程中难免产生废水,从解决这个两个问题出发, 本发明首先制备离子液体吸附剂,其安全无毒,对水体无二次污染,然后将烟气处理过程中 产生的废水用自制的离子液体和絮凝剂简单处理后,加入适量的高聚凝结剂和表面活性 剂,制得化学团聚剂,然后制得的化学团聚剂采用雾化法进入到除尘器前的烟道内,其在声 波的联合作用下,可以与烟气中的恶细小颗粒团聚长成大颗粒,从而经常规的除尘器除去, 既解决了小颗粒难以除去的问题,又实现了烟气处理过程中废水的零排放,经济环保。
具体实施方式:
[0025] 为了更好的理解本发明,下面通过实施例对本发明进一步说明,实施例只用于解 释本发明,不会对本发明构成任何的限定。
[0026] 实施例1
[0027] 一种燃煤烟气的高效处理方法,包括以下步骤:
[0028] (1)将1-甲基-3乙基咪唑氢氧化物和异丙醇混合搅拌混合均匀,得到1-甲基-3乙 基咪唑氢氧化物的异丙醇溶液;其中,1-甲基-3乙基咪唑氢氧化物和异丙醇的质量比为1: 15;
[0029] ⑵将海藻酸和去离子水混合搅拌溶胀,制得质量浓度为30%的海藻酸水溶液;
[0030] (3)将上述制得海藻酸水溶液置于反应釜中,并向反应釜中滴加1-甲基-3乙基咪 唑氢氧化物的异丙醇溶液,边滴加边搅拌,滴加结束后反应,反应结束后,离心,取出上清 液,并除去溶剂,得到1-甲基-3乙基咪唑海藻酸盐离子液体;其中,海藻酸、1-甲基-3乙基咪 唑氢氧化物的摩尔比为1.0:1;
[0031] (4)将燃煤烟气通过常规除尘器进行除尘处理;将除尘后的燃煤烟气通过由活性 炭组成的吸附柱,出来的烟气温度降至130-180°C,然后将其通入到固定床反应器中与氨气 反应,固定床反应器中出来的气体与吸收塔中的碳酸钙浆液反应,反应后的烟气达到排放 标准;反应后的碳酸钙浆液在吸收塔底部的循环浆料池中被氧化,得到的石膏浆液进行固 液分离,脱水处理,并收集脱出的废水;
[0032] (5)将收集的废水注入到吸附池中,首先加入上述制得的1-甲基-3乙基咪唑海藻 酸盐离子液体,搅拌处理30min,然后将上清液注入到沉淀池中,加入絮凝剂,搅拌沉淀处理 后,取上清液加入高聚凝结剂和表面活性剂,搅拌处理,制得化学团聚剂;其中,1-甲基-3乙 基咪唑海藻酸盐离子液体的加入量为lmg/L;絮凝剂为聚合氯化铝,其添加量为〇. 3g/L;高 聚凝结剂为果胶,其添加量为上清液质量的0.01 % ;表面活性剂为十二烷基硫酸钠,其添加 量为上清液质量的0.02% ;
[0033] ⑹在计量泵和空气压缩机的作用下将化学团聚剂通过双流雾化喷嘴喷入除尘器 前的烟道中,并在烟道两侧安装扬声器,通过声波导管导入声场,使得烟气中的细小颗粒在 化学团聚剂和声波的双重作用下,团聚长大,然后长大后的颗粒物通过常规除尘器除去,从 而实现了燃煤烟气处理过程中废水的重复利用。
[0034] 实施例2
[0035] 一种燃煤烟气的高效处理方法,包括以下步骤:
[0036] (1)将1-甲基_3乙基咪唑氢氧化物和异丙醇混合搅拌混合均匀,得到1-甲基-3乙 基咪唑氢氧化物的异丙醇溶液;其中,1-甲基_3乙基咪唑氢氧化物和异丙醇的质量比为1: 30;
[0037] ⑵将海藻酸和去离子水混合搅拌溶胀,制得质量浓度为30%的海藻酸水溶液;
[0038] (3)将上述制得海藻酸水溶液置于反应釜中,并向反应釜中滴加1-甲基-3乙基咪 唑氢氧化物的异丙醇溶液,边滴加边搅拌,滴加结束后反应,反应结束后,离心,取出上清 液,并除去溶剂,得到1-甲基-3乙基咪唑海藻酸盐离子液体;其中,海藻酸、1-甲基-3乙基咪 唑氢氧化物的摩尔比为1.3:1;
[0039] (4)将燃煤烟气通过常规除尘器进行除尘处理;将除尘后的燃煤烟气通过由活性 炭组成的吸附柱,出来的烟气温度降至130-180°C,然后将其通入到固定床反应器中与氨气 反应,固定床反应器中出来的气体与吸收塔中的碳酸I丐楽液反应,反应后的烟气达到排放 标准;反应后的碳酸钙浆液在吸收塔底部的循环浆料池中被氧化,得到的石膏浆液进行固 液分离,脱水处理,并收集脱出的废水;
[0040i (5)将收集的废水注入到吸附池中,首先加入上述制得的卜甲基_3乙基咪唑海藻 酸盐离子液体,搅拌处理50min,然后将上清液注入到沉淀池中,加入絮凝剂,搅拌沉淀处理 后,取上清液加入高聚凝结剂和表面活性剂,搅拌处理,制得化学团聚剂;其中,丨—甲基-3乙 基咪唑海藻酸盐离子液体的加入量为3mg/L;絮凝剂为聚合氯化铝,其添加量为0. 8g/L;高 聚凝结剂为果胶,其添加量为上清液质量的0 • 04% ;表面活性剂为十二烷基硫酸钠,其添加 量为上清液质量的0.03% ;
[0041] ⑹在计量泵和空气压缩机的作用下将化学团聚剂通过双流雾化喷嘴喷入除尘器 前的烟道中,并在烟道两侧安装扬声器,通过声波导管导入声场,使得烟气中的细小颗粒在 化学团聚剂和声波的双重作用下,团聚长大,然后长大后的颗粒物通过常规除尘器除去,从 而实现了燃煤烟气处理过程中废水的重复利用。
[0042]实施例3
[0043] —种燃煤烟气的高效处理方法,包括以下步骤:
[0044] (1)将1-甲基-3乙基咪唑氢氧化物和异丙醇混合搅拌混合均匀,得到丨—甲基-3乙 基咪唑氢氧化物的异丙醇溶液;其中,1-甲基-3乙基咪唑氢氧化物和异丙醇的质量比为1: 20;
[0045] ⑵将海藻酸和去离子水混合搅拌溶胀,制得质量浓度为30%的海藻酸水溶液;
[0046] (3)将上述制得海藻酸水溶液置于反应釜中,并向反应釜中滴加1-甲基一3乙基咪 唑氢氧化物的异丙醇溶液,边滴加边搅拌,滴加结束后反应,反应结束后,离心,取出上清 液,并除去溶剂,得到1-甲基_3乙基咪唑海藻酸盐离子液体;其中,海藻酸、1-甲基一3乙基咪 唑氢氧化物的摩尔比为1.1:1;
[0047] (4)将燃煤烟气通过常规除尘器进行除尘处理;将除尘后的燃煤烟气通过由活性 炭组成的吸附柱,出来的烟气温度降至130-1S0°C,然后将其通入到固定床反应器中与氨气 反应,固定床反应器中出来的气体与吸收塔中的碳酸钙浆液反应,反应后的烟气达到排放 标准;反应后的碳酸钙浆液在吸收塔底部的循环浆料池中被氧化,得到的石膏浆液进行固 液分离,脱水处理,并收集脱出的废水;
[0048] (5)将收集的废水注入到吸附池中,首先加入上述制得的1-甲基-3乙基咪唑海藻 酸盐离子液体,搅拌处理35min,然后将上清液注入到沉淀池中,加入絮凝剂,搅拌沉淀处理 后,取上清液加入高聚凝结剂和表面活性剂,搅拌处理,制得化学团聚剂;其中,1-甲基-3乙 基咪唑海藻酸盐离子液体的加入量为1.5mg/L;絮凝剂为聚合氯化铝,其添加量为〇.4g/L; 高聚凝结剂为果胶,其添加量为上清液质量的0• 02% ;表面活性剂为十二烷基硫酸钠,其添 加量为上清液质量的0.023% ;
[0049] (6)在计量泵和空气压缩机的作用下将化学团聚剂通过双流雾化喷嘴喷入除尘器 前的烟道中,并在烟道两侧安装扬声器,通过声波导管导入声场,使得烟气中的细小颗粒在 化学团聚剂和声波的双重作用下,团聚长大,然后长大后的颗粒物通过常规除尘器除去,从 而实现了燃煤烟气处理过程中废水的重复利用。
[0050] 实施例4
[0051] 一种燃煤烟气的高效处理方法,包括以下步骤:
[0052] (1)将1-甲基_3乙基咪唑氢氧化物和异丙醇混合搅拌混合均匀,得到丨-甲基-3乙 基咪唑氢氧化物的异丙醇溶液;其中,1-甲基-3乙基咪唑氢氧化物和异丙醇的质量比为1: 20;
[0053] ⑵将海藻酸和去离子水混合搅拌溶胀,制得质量浓度为30%的海藻酸水溶液;
[0054] (3)将上述制得海藻酸水溶液置于反应釜中,并向反应釜中滴加1-甲基-3乙基咪 唑氢氧化物的异丙醇溶液,边滴加边搅拌,滴加结束后反应,反应结束后,离心,取出上清 液,并除去溶剂,得到1-甲基-3乙基咪唑海藻酸盐离子液体;其中,海藻酸、1-甲基-3乙基咪 唑氢氧化物的摩尔比为1.2:1;
[0055] (4)将燃煤烟气通过常规除尘器进行除尘处理;将除尘后的燃煤烟气通过由活性 炭组成的吸附柱,出来的烟气温度降至l3〇-180°C,然后将其通入到固定床反应器中与氨气 反应,固定床反应器中出来的气体与吸收塔中的碳酸钙浆液反应,反应后的烟气达到排放 标准;反应后的碳酸钙浆液在吸收塔底部的循环浆料池中被氧化,得到的石膏浆液进行固 液分离,脱水处理,并收集脱出的废水;
[0056] (5)将收集的废水注入到吸附池中,首先加入上述制得的1-甲基-3乙基咪唑海藻 酸盐离子液体,搅拌处理40min,然后将上清液注入到沉淀池中,加入絮凝剂,搅拌沉淀处理 后,取上清液加入高聚凝结剂和表面活性剂,搅拌处理,制得化学团聚剂;其中,1-甲基-3乙 基咪唑海藻酸盐离子液体的加入量为2mg/L;絮凝剂为聚合氯化铝,其添加量为〇. 5g/L;高 聚凝结剂为果胶,其添加量为上清液质量的0 • 03 % ;表面活性剂为十二烷基硫酸钠,其添加 量为上清液质量的0.026% ;
[0057] ⑹在计量泵和空气压缩机的作用下将化学团聚剂通过双流雾化喷嘴喷入除尘器 前的烟道中,并在烟道两侧安装扬声器,通过声波导管导入声场,使得烟气中的细小颗粒在 化学团聚剂和声波的双重作用下,团聚长大,然后长大后的颗粒物通过常规除尘器除去,从 而实现了燃煤烟气处理过程中废水的重复利用。
[0058] 实施例5
[0059] 一种燃煤烟气的高效处理方法,包括以下步骤:
[0060] (1)将1-甲基_3乙基咪唑氢氧化物和异丙醇混合搅拌混合均匀,得到1-甲基-3乙 基咪唑氢氧化物的异丙醇溶液;其中,1-甲基-3乙基咪唑氢氧化物和异丙醇的质量比为1: 25;
[0061] ⑵将海藻酸和去离子水混合搅拌溶胀,制得质量浓度为30%的海藻酸水溶液;
[0062] (3)将上述制得海藻酸水溶液置于反应釜中,并向反应釜中滴加丨-甲基—3乙基咪 唑氢氧化物的异丙醇溶液,边滴加边搅拌,滴加结束后反应,反应结束后,离心,取出上清 液,并除去溶剂,得到1-甲基-3乙基咪唑海藻酸盐离子液体;其中,海藻酸、1-甲基-3乙基咪 唑氢氧化物的摩尔比为1.25:1;
[0063] (4)将燃煤烟气通过常规除尘器进行除尘处理;将除尘后的燃煤烟气通过由活性 炭组成的吸附柱,出来的烟气温度降至130-180°C,然后将其通入到固定床反应器中与氨气 反应,固定床反应器中出来的气体与吸收塔中的碳酸钙浆液反应,反应后的烟气达到排放 标准;反应后的碳酸钙浆液在吸收塔底部的循环浆料池中被氧化,得到的石膏浆液进行固 液分离,脱水处理,并收集脱出的废水;
[0064] (5)将收集的废水注入到吸附池中,首先加入上述制得的1-甲基-3乙基咪唑海藻 酸盐离子液体,搅拌处理45min,然后将上清液注入到沉淀池中,加入絮凝剂,搅拌沉淀处理 后,取上清液加入高聚凝结剂和表面活性剂,搅拌处理,制得化学团聚剂;其中,1-甲基-3乙 基咪唑海藻酸盐离子液体的加入量为2.5mg/L;__ 墙质量酸钠,其 2。65]、、(6)在计里―和2气压缩机的細下将化学_剂通过双流雾化喷_入除尘器 則的烟道中,并在烟道两侧安装扬声器,通过声波导管导入声场,使得烟气中的细小颗粒在 化学团聚剂和声波的賴作用下,团聚长大,然后长大后的颗粒物耐常娜余尘器除去,从 而实现了燃煤烟气处理过程中废水的重复利用。
[0066]本发明实施例中的燃煤烟气中,烟尘颗粒、硫蒸气、二氧化硫、氮氧化物的含量分 别为2125mg/m3、1860mg/m3、8000mg/m3、500mg/m3;最后从吸收塔出来的烟气中无硫蒸气,二 氧化硫、氮氧化物的含量为200-230mg/m3、75-90mg/m3。
[0067] 经过由废水制得的化学团聚剂和声波处理后的烟气,再经过常规除尘、活性炭吸 附后的烟气中的烟尘颗粒过滤效率为100 %。

Claims (9)

1. 一种燃煤烟气的高效处理方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)将1-甲基-3乙基咪唑氢氧化物和异丙醇混合搅拌混合均匀,得到1-甲基-3乙基咪 唑氢氧化物的异丙醇溶液; ⑵将海藻酸和去离子水混合搅拌溶胀,制得质量浓度为3〇 %的海藻酸水溶液; (3) 将上述制得海藻酸水溶液置于反应釜中,并向反应釜中滴加1-甲基-3乙基咪唑氢 氧化物的异丙醇溶液,边滴加边搅拌,滴加结束后反应,反应结束后,离心,取出上清液,并 除去溶剂,得到1-甲基-3乙基咪唑海藻酸盐离子液体; (4) 将燃煤烟气通过常规除尘器进行除尘处理;将除尘后的燃煤烟气通过由活性炭组 成的吸附柱,出来的烟气温度降至130-180°C,然后将其通入到固定床反应器中与氨气反 应,固定床反应器中出来的气体与吸收塔中的碳酸钙浆液反应,反应后的烟气达到排放标 准,反应后的碳酸钙浆液在吸收塔底部的循环浆料池中被氧化,得到的石膏浆液进行固液 分离,脱水处理,并收集脱出的废水; (5) 将收集的废水注入到吸附池中,首先加入上述制得的1-甲基-3乙基咪唑海藻酸盐 离子液体,搅拌处理30-50min,然后将上清液注入到沉淀池中,加入絮凝剂,搅拌沉淀处理 后,取上清液加入高聚凝结剂和表面活性剂,搅拌处理,制得化学团聚剂; ⑹在计量栗和空气压缩机的作用下将化学团聚剂通过双流雾化喷嘴喷入除尘器前的 烟道中,并在烟道两侧安装扬声器,通过声波导管导入声场,使得烟气中的细小颗粒在化学 团聚剂和声波的双重作用下,团聚长大,然后长大后的颗粒物通过常规除尘器除去,从而实 现了燃煤烟气处理过程中废水的重复利用。
2. 如权利要求1所述的一种燃煤燃气的高效处理方法,其特征在于:步骤(1)中,I-甲 基-3乙基咪唑氢氧化物和异丙醇的质量比为1: (15-30)。
3. 如权利要求1所述的一种燃煤燃气的高效处理方法,其特征在于:步骤(3)中,所述海 藻酸、1-甲基-3乙基咪唑氢氧化物的摩尔比为(1.0-1.3) : 1。
4. 如权利要求1所述的一种燃煤燃气的高效处理方法,其特征在于:步骤(5)中,I —甲 基-3乙基咪唑海藻酸盐离子液体的加入量为l_3mg/L。
5. 如权利要求1所述的一种燃煤燃气的高效处理方法,其特征在于,步骤中,所述絮 凝剂为聚合氯化铝,其添加量为〇 • 3-0.8g/L。 _
6. 如权利要求1所述的一种燃煤燃气的高效处理方法,其特征在于:步骤中,所述高 聚凝结剂为果胶,其添加量为上清液质量的〇 • 01-〇. 04%。 、
7. 如权利要求1所述的一种燃煤燃气的高效处理方法,其特征在于:步骤⑸中,所述表 面活性剂为十二烷基硫酸钠,其添加量为上清液质量的0.02-0.03%。
8. 如权利要求1所述的一种燃煤燃气的高效处理方法,其特征在于:步骤中,所述烟 气处理量与化学团聚剂的体积比为20m3/L。
9. 如权利要求1所述的一种燃煤燃气的高效处理方法,其特征在于:步骧(6)中,所述扬 声器的频率为1300Hz,声压级为l2〇dB。
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