CN107694302A - 具有协效脱硝、固硫功能的烟气净化剂及其净化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有协效脱硝、固硫功能的烟气净化剂及其净化工艺，该烟气净化剂包括：20‑45质量份尿素；11‑30质量份膨润土；13‑30质量份碳酸钠；10‑30质量份的二氧化硅；26‑74质量份的协效剂。在发明中，通过尿素、膨润土、碳酸钠、二氧化硅的组合，即可同时实现较好的固硫和脱销的效果，无需像现有技术一样进行两道工序的加工，大大简化了生产工艺，降低了生产成本；同时，尿素、膨润土、碳酸钠、二氧化硅这些均为无毒无害配料，且成本低，既起到了保护环境、减少有害化学物质使用的作用，也降低了生产成本；另外，协效剂的使用能够进一步提升净化剂的固硫和脱销的效果；综上，本烟雾净化剂易于工业化广泛运用和提高经济效益。

Description

具有协效脱硝、固硫功能的烟气净化剂及其净化工艺
技术领域
本发明属于化工原料及工艺领域，特别涉及一种烟气净化剂及其净化工艺。
背景技术
治理雾霾和酸雨是我国环保的重要任务。我国是一个燃煤大国，高硫煤在我国煤炭资源中占有相当大的比例。目前，效率降低成本则成为脱硝和脱硫技术的核心内容。
通常烟气的脱硝和脱硫是分段执行的：1.脱硝工艺。在较高温度区间(通常为800℃左右)脱硝有经典的选择性非催化还原(SNCR)方案，在相对较低的温度段脱硝有经典的选择性催化还原(SCR)方案。前者通常需要大量的氨水和液氨，运送危险，且脱硝效率较低。对于后者，目前商用SCR脱硝催化剂多为V2O5-WO3(MoO3)/TiO2，温度窗口为300～400℃，成本较高。由于温度限制，通常的SNCR和SCR工艺组合是SNCR处于前段。由于烟气成分复杂易，导致催化剂失活。例如：沈伯雄等(低温SCR脱硝催化剂过渡金属氧化物改性及硫中毒失活机制研究,环境科学，2009,30(8):2204-2209)报道了，SO2能够将SCR活性成分的锰铈氧化物转化成硫酸盐进而导致催化剂失活。再如：赵栗等人(V2O5@CeO2核壳微球结构的脱硝催化剂制备及其抗硫性能,化工学报，2017,68(4):373-1380)采用静电自组装法，320℃烟气中含有571mg/m3的SO2和15％H2O时，可以维持这种核壳SCR脱硝效率基本不变。但后续的长时间的脱硝性能尚无数据支撑。此为，通过在SNCR脱硝剂中“钙质脱硫剂”，减少烟气中的硫组分也是一种经典方法。但是，固硫作用有限；2.脱硫工艺。脱硫工艺通常依赖吸收法，通过中和原理，采用碱性物质吸收烟气中的硫氧化物。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有协效脱硝、固硫功能的烟气净化剂及其净化工艺；该烟气净化剂及其净化工艺可以节省工业综合成本，提升脱销、固硫效果，减少了有害化学药剂的使用，易于工业化广泛运用和提高经济效益。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
本发明提供一种具有协效脱硝、固硫功能的烟气净化剂，该烟气净化剂包括：20-45质量份尿素；11-30质量份膨润土；13-30质量份碳酸钠；10-30质量份的二氧化硅；26-74质量份的协效剂。在发明中，通过尿素、膨润土、碳酸钠、二氧化硅的组合，即可同时实现较好的固硫和脱销的效果，无需像现有技术一样进行两道工序的加工，大大简化了生产工艺，降低了生产成本；同时，尿素、膨润土、碳酸钠、二氧化硅这些均为无毒无害配料，且成本低，既起到了保护环境、减少有害化学物质使用的作用，也降低了生产成本；另外，协效剂的使用能够进一步提升净化剂的固硫和脱销的效果；综上所述，本烟雾净化剂易于工业化广泛运用和提高经济效益。
进一步的，所述协效剂包括14-30质量份的硫酸镁；10-40质量份的氧化镁和0-4质量份硬脂酸盐。在协效剂本身能够提升整体净化剂固硫和脱销效果的前提下，硫酸镁、氧化镁和硬脂酸盐的使用效果尤为明显，且上述材料的成本低，便于进行广泛的工业运用。
更进一步的，所述烟气净化剂包括20质量份尿素；11质量份膨润土；30质量份碳酸钠；10质量份的二氧化硅14质量份的硫酸镁；10质量份的氧化镁和2质量份硬脂酸盐。这组配方的使用，脱硝率能够达到95.5％，其使用的效果十分好。
进一步地，所述硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸钙或二者的组合。硬脂酸盐通常在工业中的作用有三种，一种是聚烯烃中的酸中和剂，用于对聚烯烃颜色的稳定及防腐蚀做出直接的贡献；第二种是润滑作用和加工助剂，用于提高聚烯烃、聚酰胺、苯乙烯类及橡胶在挤出成型和压制成型时的可加工性；三是提升热塑性塑料，橡胶以及热固性制品的脱模性。而硬脂酸盐在本发明中与其他主要成分组合后能够实现固硫的作用，替代了现有的较贵固硫剂的使用，降低生产成本，且加工过程简便高效。
为了清除地反应本发明的改进，本发明还提供了一种具有协效脱硝、固硫功能的烟气净化工艺，该工艺主要包括以下步骤：
步骤一：制备固硫剂，将14-30质量份的硫酸镁；10-40质量份的氧化镁和0-4质量份硬脂酸盐充分混合形成混合物，然后将混合物粉碎至30-80目得到固硫剂；
步骤二：制备烟气净化剂，将20-45质量份尿素；11-30质量份膨润土；13-30质量份碳酸钠；10-30质量份的二氧化硅和26-74质量份固硫剂充分混合，并粉碎至30～80目后得到烟气净化剂；
步骤三：脱硝减硫，将烟气净化剂喷入700℃-900℃的烟气中进行烟气的脱硝和减硫。
进一步地，所述步骤三中烟气净化剂喷入的具体方式为：利用旋风分离方式或抽气输送方式喷入。采用旋风分离方式时，基于旋风分离方式，将较细粉吹入烟气中使得净化剂在烟气中充分分散。同时，旋风分离有助于将结团的粗粉末分离，避免粗粉堵塞管道，保证脱硝段工况的连续、平稳性，且分离所得粗颗粒可再次粉碎达到继续使用的目的；采用抽气输送方式时，用罗茨泵引风装置将净化剂喷入烟气。整个喷入的工况参数须根据烟气中成分的变化，反馈给喷射流量控制的气力的输送装置，引风机或者流量控制阀，以达到根据脱硝、减硫指标来减少烟气净化剂的用量目的。
进一步地，所述步骤一中的硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸钙或二者的组合。
本发明的优势在于：相比于现有技术，在发明中，通过尿素、膨润土、碳酸钠、二氧化硅的组合，即可同时实现较好的固硫和脱销的效果，无需像现有技术一样进行两道工序的加工，大大简化了生产工艺，降低了生产成本；同时，尿素、膨润土、碳酸钠、二氧化硅这些均为无毒无害配料，且成本低，既起到了保护环境、减少有害化学物质使用的作用，也降低了生产成本；另外，协效剂的使用能够进一步提升净化剂的固硫和脱销的效果；综上所述，本烟雾净化剂易于工业化广泛运用和提高经济效益。
附图说明
图1是本发明具有协效脱硝、固硫功能的烟气净化工艺的流程框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
本发明提供一种具有协效脱硝、固硫功能的烟气净化剂，该烟气净化剂包括：20-45质量份尿素；11-30质量份膨润土；13-30质量份碳酸钠；10-30质量份的二氧化硅；26-74质量份的协效剂。在发明中，通过尿素、膨润土、碳酸钠、二氧化硅的组合，即可同时实现较好的固硫和脱销的效果，无需像现有技术一样进行两道工序的加工，大大简化了生产工艺，降低了生产成本；同时，尿素、膨润土、碳酸钠、二氧化硅这些均为无毒无害配料，且成本低，既起到了保护环境、减少有害化学物质使用的作用，也降低了生产成本；另外，协效剂的使用能够进一步提升净化剂的固硫和脱销的效果；综上，本烟雾净化剂易于工业化广泛运用和提高经济效益。
在本实施例中，协效剂包括14-30质量份的硫酸镁；10-40质量份的氧化镁和0-4质量份硬脂酸盐。在协效剂本身能够提升整体净化剂固硫和脱销效果的前提下，硫酸镁、氧化镁和硬脂酸盐的使用效果尤为明显，且上述材料的成本低，便于进行广泛的工业运用。
在本实施例中，烟气净化剂包括20质量份尿素；11质量份膨润土；30质量份碳酸钠；10质量份的二氧化硅14质量份的硫酸镁；10质量份的氧化镁和2质量份硬脂酸盐。这组配方的使用，脱硝率能够达到95.5％，其使用的效果十分好。
在本实施例中，硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸钙或二者的组合。硬脂酸盐通常在工业中的作用有三种，一种是聚烯烃中的酸中和剂，用于对聚烯烃颜色的稳定及防腐蚀做出直接的贡献；第二种是润滑作用和加工助剂，用于提高聚烯烃、聚酰胺、苯乙烯类及橡胶在挤出成型和压制成型时的可加工性；三是提升热塑性塑料，橡胶以及热固性制品的脱模性。而硬脂酸盐在本发明中与其他主要成分组合后能够实现固硫的作用，替代了现有的较贵固硫剂的使用，降低生产成本，且加工过程简便高效。
为了清除地反应本发明的改进，本发明还提供了一种具有协效脱硝、固硫功能的烟气净化工艺，该工艺主要包括以下步骤：
步骤S1：制备固硫剂，将14-30质量份的硫酸镁；10-40质量份的氧化镁和0-4质量份硬脂酸盐充分混合形成混合物，然后将混合物粉碎至30-80目得到固硫剂；
步骤S2：制备烟气净化剂，将20-45质量份尿素；11-30质量份膨润土；13-30质量份碳酸钠；10-30质量份的二氧化硅和26-74质量份固硫剂充分混合，并粉碎至30～80目后得到烟气净化剂；
步骤S3：脱硝减硫，将烟气净化剂喷入700℃-900℃的烟气中进行烟气的脱硝和减硫。
在本实施例中，步骤S3中烟气净化剂喷入的具体方式为：利用旋风分离方式或抽气输送方式喷入。采用旋风分离方式时，基于旋风分离方式，将较细粉吹入烟气中使得净化剂在烟气中充分分散。同时，旋风分离有助于将结团的粗粉末分离，避免粗粉堵塞管道，保证脱硝段工况的连续、平稳性，且分离所得粗颗粒可再次粉碎达到继续使用的目的；采用抽气输送方式时，用罗茨泵引风装置将净化剂喷入烟气。整个喷入的工况参数须根据烟气中成分的变化，反馈给喷射流量控制的气力的输送装置，引风机或者流量控制阀，以达到根据脱硝、减硫指标来减少烟气净化剂的用量目的。
在本实施例中，步骤S1中的硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸钙或二者的组合。
本发明的优势在于：相比于现有技术，在发明中，通过尿素、膨润土、碳酸钠、二氧化硅的组合，即可同时实现较好的固硫和脱销的效果，无需像现有技术一样进行两道工序的加工，大大简化了生产工艺，降低了生产成本；同时，尿素、膨润土、碳酸钠、二氧化硅这些均为无毒无害配料，且成本低，既起到了保护环境、减少有害化学物质使用的作用，也降低了生产成本；另外，协效剂的使用能够进一步提升净化剂的固硫和脱销的效果；综上，本烟雾净化剂易于工业化广泛运用和提高经济效益。
在本发明中，实施例还包括以下：
实施例1
将14质量份的硫酸镁；10份的氧化镁混合物进行研磨粉碎，获得30～80目的协效剂。将所得协效剂与20质量份尿素；11质量份膨润土；30质量份碳酸钠；10质量份的二氧化硅充分研磨混合。得到30-80目粉末状烟气净化剂。同时，在不含协效剂的条件下，按照以上其余原料和比例制备不含协效剂的混合物粉末，制备30-80目粉末状对照样品。
测试结果列入表1。
实施例2
将22质量份的硫酸镁；15份氧化镁形成的混合物进行研磨粉碎，获得30～80目的协效剂。将所得协效剂与30质量份尿素；30质量份膨润土；30质量份碳酸钠；10质量份的二氧化硅充分研磨混合。得到30-80目粉末状烟气净化剂。同时，在不含协效剂的条件下，按照以上其余原料和比例制备不含协效剂的混合物粉末，制备30-80目粉末状对照样品。
测试结果列入表1。
实施例3
将30质量份的硫酸镁，40质量份氧化镁，2质量份硬脂酸镁和2质量份硬脂酸钙形成的混合物进行研磨粉碎，获得30～80目的协效剂。将所得协效剂与45质量份尿素；20质量份膨润土；13质量份碳酸钠；30质量份的二氧化硅充分研磨混合。得到30-80目粉末状烟气净化剂。同时，在不含协效剂的条件下，按照以上其余原料和比例制备不含协效剂的混合物粉末，制备30-80目粉末状对照样品。
测试结果列入表1。
实施例4
将22质量份的硫酸镁，40质量份氧化镁，2质量份硬脂酸镁和2质量份硬脂酸钙形成的混合物进行研磨粉碎，获得30～80目的协效剂。将所得协效剂与20质量份尿素；30质量份膨润土；13质量份碳酸钠；20质量份的二氧化硅充分研磨混合。得到30-80目粉末状烟气净化剂。同时，在不含固硫剂的条件下，按照以上其余原料和比例制备不含固硫剂的混合物粉末，制备30-80目粉末状对照样品。
测试结果列入表1。
实施例5
将14质量份的硫酸镁，40质量份的氧化镁，2质量份的硬脂酸钙形成的混合物进行研磨粉碎，获得30～80目的协效剂。将所得协效剂与45质量份尿素；11质量份膨润土；30质量份碳酸钠；30质量份的二氧化硅充分研磨混合。得到30-80目粉末状烟气净化剂。同时，在不含协效剂的条件下，按照以上其余原料和比例制备不含协效剂的混合物粉末，制备30-80目粉末状对照样品。
测试结果列入表1。
实施例6
将12质量份碳酸钙进行研磨粉碎，获得30～80目的固硫剂。将此固硫剂与40质量份尿素；30质量份膨润土；30质量份碳酸钠；30质量份的二氧化硅充分研磨混合。得到30-80目粉末状烟气净化剂。同时，在不含固硫剂的条件下，按照以上其余原料和比例制备不含固硫剂的混合物粉末，制备30-80目粉末状对照样品。
测试结果列入表1。
实施例7
将56质量份的碳酸钙进行研磨粉碎，获得30～80目的固硫剂。将此固硫剂与45质量份尿素；11质量份膨润土；30质量份碳酸钠；30质量份的二氧化硅充分研磨混合。得到30-80目粉末状烟气净化剂。同时，在不含固硫剂的条件下，按照以上其余原料和比例制备不含固硫剂的混合物粉末，制备30-80目粉末状对照样品。
测试结果列入表1。
表1.具体烟气参数，脱硝和固硫的结果列入表1
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有协效脱硝、固硫功能的烟气净化剂，其特征在于，该烟气净化剂包括：20-45质量份尿素；11-30质量份膨润土；13-30质量份碳酸钠；10-30质量份的二氧化硅；26-74质量份的协效剂。
2.如权利要求1所述的具有协效脱硝、固硫功能的烟气净化剂及其净化工艺，其特征在于，所述协效剂包括14-30质量份的硫酸镁；10-40质量份的氧化镁和0-4质量份硬脂酸盐。
3.如权利要求2所述的具有协效脱硝、固硫功能的烟气净化剂及其净化工艺，其特征在于，所述烟气净化剂包括20质量份尿素；11质量份膨润土；30质量份碳酸钠；10质量份的二氧化硅14质量份的硫酸镁；10质量份的氧化镁和2质量份硬脂酸盐。
4.如权利要求1所述的具有协效脱硝、固硫功能的烟气净化剂及其净化工艺，其特征在于，所述硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸钙或二者的组合。
5.一种具有协效脱硝、固硫功能的烟气净化工艺，其特征在于，该工艺主要包括以下步骤：
步骤一：制备固硫剂，将14-30质量份的硫酸镁；10-40质量份的氧化镁和0-4质量份硬脂酸盐充分混合形成混合物，然后将混合物粉碎至30-80目得到固硫剂；
步骤二：制备烟气净化剂，将20-45质量份尿素；11-30质量份膨润土；13-30质量份碳酸钠；10-30质量份的二氧化硅和26-74质量份固硫剂充分混合，并粉碎至30～80目后得到烟气净化剂；
步骤三：脱硝减硫，将烟气净化剂喷入700℃-900℃的烟气中进行烟气的脱硝和减硫。
6.如权利要求5所述的具有协效脱硝、固硫功能的烟气净化剂及其净化工艺，其特征在于，所述步骤三中烟气净化剂喷入的具体方式为：利用旋风分离方式或抽气输送方式喷入。
7.如权利要求5所述的具有协效脱硝、固硫功能的烟气净化剂及其净化工艺，其特征在于，所述步骤一中的硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸钙或二者的组合。
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