CN109276987B - 一种用于工业尾气脱硫脱硝处理的吸收剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于工业尾气脱硫脱硝处理的吸收剂,主要用于工业尾气净化过程中同时吸收二氧化硫等硫化物和氮氧化物,可有效降低工业尾气中硫化物、氮氧化物含量。本发明公开了的用于工业尾气脱硫脱硝处理的吸收剂由碱金属或碱土金属的过氧化物、具有氧化性的无机盐或有机过氧化物作为氧化剂,以可溶性碱或具有活化作用的能在水溶液中生成弱酸根离子的盐类作为吸收剂组成;吸收剂中氧化剂浓度为0.01~0.5mol/L,活化剂浓度为0.1~5mol/L。本发明吸收剂化学稳定性好,发泡性小,粘度高,原料来源丰富,易购买,价格便宜,应用性广。该吸收剂在吸收过程中不受烟气内氧气含量影响,脱硫脱硝效率可同时达到90%以上。

Description

一种用于工业尾气脱硫脱硝处理的吸收剂
技术领域
本发明涉及一种用于工业尾气脱硫脱硝处理的吸收剂,适用于工业尾气的脱硫脱硝净化过程,属于能源与环保领域。
背景技术
煤炭是我国的主要能源,随着经济的迅速增长,其使用量日益增大,工业生产带来的大气污染越来越严重,燃煤烟气中产生的SO2和NOx是主要的大气污染物,是形成酸雨和光化学烟雾、破坏臭氧层、造成温室效应的主要因素,严重威胁生态环境和人类的生命安全。现有的工艺都是将脱硫脱硝除尘分开来处理,造成了整个尾气处理工艺链结构复杂、设备投资费用高。
目前关于烟气脱硫的方法有很多种,主要分为干法脱硫、半干法脱硫以及湿法脱硫。干法和半干法脱硫技术与湿法相比具有投资少、占地面积小、运行费用低、设备简单等优点,但同时也存在脱硫效率低、副产物不能商品化等问题。湿法由于操作简便、工艺成熟、效率高等优点,受到了各国广大治理大气污染工作者的青睐。湿法脱硫是采用液体吸收剂吸收烟气中的SO2。常用方法有石灰/石灰石吸收法、钠碱法、催化氧化还原法等,湿法烟气脱硫技术凭借其脱硫效率高、适应范围广等优点成为主要的烟气脱硫方法。但湿法烟气脱硫技术具有投资大、占地面积广、设备复杂、运行费用和技术要求高等缺点,因此发展受到限制。
NO难溶于水或碱液,占烟气中氮氧化物含量的90%,在湿法脱硫过程中难以同时脱除。现行的湿法烟气净化技术是在不同的体系中分步进行的。如:目前我国主要采用湿法脱硫,而后结合选择性催化还原法(SCR)或非选择性催化还原法(SNCR)脱除NOx。SNCR和SCR各自有优缺点,SNCR的优点是不需要价格昂贵的催化剂床,缺点是脱硝效果较差,脱硝率一般不超过40%。SCR的缺点则是需要使用价格昂贵的催化剂床,而且需要有足够的空间设置催化剂床,优点则是脱硝效果较SNCR好,脱硝率一般为60%以下。虽然该法脱硫、脱硝效率高,但是存在占地面积大、系统复杂、投资运行费用高等缺点。
脱硫脱硝用吸收剂兼备了单一吸收剂的优良性能,在吸收过程中互不干扰,且可以提供更高的传质推动力,在此基础上,可以开发成本低,系统设备少,占地面积小的脱硫脱硝处理一体化设备,解决烟气净化问题。
发明内容
本发明为了解决传统工业尾气中硫化物、氮氧化物去除方法效率不高,装置复杂、组成元件多、流程繁琐的问题,而提供了一种用于工业尾气脱硫脱硝处理的吸收剂。该吸收剂主要用于工业尾气净化过程中同时吸收二氧化硫等硫化物和氮氧化物,可有效降低工业尾气中硫化物、氮氧化物含量。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种用于工业尾气脱硫脱硝处理的吸收剂,将氧化剂、活化剂分别溶解于水中,然后混合静置后形成的,其特征在于:
所述的氧化剂为碱金属或碱土金属的过氧化物;或者具有氧化性的无机盐;或者有机过氧化物;
所述的活化剂为可溶性碱,或者具有活化作用的、且能在水溶液中生成弱酸根离子的盐;
所述的吸收剂中,氧化剂的浓度为0.01~0.5mol/L,活化剂的浓度为0.1~5mol/L。
上述技术方案中,所述的碱金属或碱土金属的过氧化物,优选为过氧化钠、过氧化钾、过氧化钙、过氧化锌中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物。
上述技术方案中,所述的具有氧化性的无机盐,优选为高氯酸钠、次氯酸钠、硝酸钠、高锰酸钾中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物。
上述技术方案中,所述的有机过氧化物,优选为叔丁基过氧化氢(TBHP)、特戊基过氧化氢(TAHP)、二叔丁基过氧化氢(DTBHP)、环己基过氧化氢(CHHP)、异丙苯过氧化氢(CHP)、二异丙苯过氧化氢(DBHP)、萜烷过氧化氢(PMHP)、过氧化二异丙苯(DCP)、偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧化环己酮(CYP)中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物。
上述技术方案中,所述的可溶性碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物。
上述技术方案中,所述的具有活化作用的、且能在水溶液中生成弱酸根离子的盐优选为具有活化作用的、且能在水溶液中生成碳酸根离子、碳酸氢根离子、硫酸根离子、硫酸氢根离子、硫氰根离子、磷酸根离子、磷酸一氢根离子、磷酸二氢根离子、硅酸氢根离子或硅酸根离子的盐;进一步优选为碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硫酸氢盐、硫氰盐、磷酸盐、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、硅酸氢盐、硅酸盐中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物。
上述技术方案中,所述的吸收剂,需要用碱调节pH为6~12后再使用,优选为8~11;所用调节pH的碱的种类和浓度无具体限制,可以是氢氧化钠,氢氧化钾等,还可以是所需pH的缓冲液,缓冲液的成分无特殊要求。
上述技术方案中,所述的吸收剂,将氧化剂、活化剂分别溶解于水中,混合均匀后自然静置1~30分钟后再进行使用。
本发明还提供一种上述的用于工业尾气脱硫脱硝处理的吸收剂在同时吸收含有硫化物和氮氧化物的工业尾气方面的应用。
上述技术方案中,吸收剂在用于同时吸收硫化物和氮氧化物的工业尾气时,将工业尾气持续不断的通入到所述的吸收剂中进行反应,反应温度为0~100℃、反应压力为0.05~0.5MPa、反应时间1~30分钟;工业尾气的质量空速为0.05~0.5h-1
上述技术方案中,吸收剂在用于同时吸收硫化物和氮氧化物的工业尾气时,工业尾气中各气体组分的浓度为1至50000ppm之间。
上述技术方案中,吸收剂在用于同时吸收硫化物和氮氧化物的工业尾气时,所述的硫化物包括硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、三氧化二硫、硫酸、亚硫酸盐、硫酸盐、有机硫气溶胶中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物。
上述技术方案中,吸收剂在用于同时吸收硫化物和氮氧化物的工业尾气时,所述的氮氧化物包括一氧化氮、二氧化氮、氧化二氮、三氧化氮、四氧化二氮、铵盐中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物。
本发明技术方案的优点在于:本发明提出的脱硫脱硝用吸收剂化学稳定性好,发泡性小,粘度高,原料来源丰富,易购买,价格便宜,应用性广。该吸收剂在吸收过程中不受烟气内氧气含量影响,脱硫脱硝效率可以同时达到90%以上。
附图说明
图1为实施例2中所采用的常温尾气脱硫脱硝工艺流程图,
其中:1风机;2水洗塔;3吸收塔;4碱液泵;5储液罐;6排气管。
具体实施方式
以下对本发明技术方案的具体实施方式详细描述,但本发明并不限于以下描述内容:
本发明以下实施例中:
所使用的氢氧化钠为:CAS:1310-73-2,分析纯,上海凌峰化学试剂有限公司;
所使用的次氯酸钠为:CAS:7681-52-9,分析纯,上海泰坦科技股份有限公司。
下面结合具体的实施例对本发明进行具体的阐述:
实施例1:
一种用于工业尾气脱硫脱硝处理的吸收剂,将100g氢氧化钠置于烧杯A中用少量纯净水进行溶解得到氢氧化钠溶液,将35g次氯酸钠烧杯A中用少量纯净水进行溶解得到次氯酸钠溶液;然后将氢氧化钠溶液、次氯酸钠溶液混合于1000ml定量瓶中,再分别用纯净水清洗烧杯A、烧杯B数次,清洗后的水体也导入定量瓶中;最后用纯净水定容至1000ml;静置15分钟后得到吸收剂,吸收剂中氢氧化钠浓度为1.2mol/L,次氯酸钠浓度为0.5mol/L。
将含有二氧化硫2000ppm,一氧化氮2000ppm和空气的工业尾气持续不断的通入到本实施例所述的吸收剂中进行反应,反应温度为30℃、反应压力为0.3MPa、反应时间20分钟、工业尾气的空速为0.3h-1
每隔20分钟使用气体浓度检测仪检测出口出的二氧化硫以及氮氧化物浓度,用本发明实施例的吸收剂吸收200分钟后,出口处二氧化硫的浓度为45ppm、氮氧化物的浓度为78ppm,二氧化硫的吸收率为97.75%,氮氧化物的吸收率为96.1%。
实施例2:
一种用于工业尾气脱硫脱硝处理的吸收剂,制备方法与实施例1相同,所不同的是,吸收剂中,氢氧化钠浓度为3mol/L,次氯酸钠浓度为0.5mol/L。
湖北某石化厂480Nm3/h风量废气,二氧化硫浓度约为3000ppm,氮氧化物浓度约为1800ppm,按照原有工艺和装置(如图1所示)运行,将原来的吸收剂更换本发明所述吸收液,持续工作24h。
经过原来装置、原来工艺、原来吸收剂处理后,二氧化硫排放量为450ppm、吸收率为85%;氮氧化物排放量为300ppm、吸收率为83.4%。
更换为本发明的吸收剂处理后,二氧化硫排放量在50ppm以下,氮氧化物排放量约为50ppm以下,符合《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996),二氧化硫吸收率在98.3%以上,氮氧化物吸收率在97.2%以上。
由本实施例可知,运行结果表明,利用本发明吸收剂,吸收能力大,脱硫脱硝较传统方法有显著提高。
实施例3:
一种用于工业尾气脱硫脱硝处理的吸收剂,制备方法与实施例1相同,所不同的是,吸收剂中,氧化剂为过氧化钠、浓度为0.1mol/L,活化剂为碳酸氢钠、浓度为2mol/L。
实施例4:
一种用于工业尾气脱硫脱硝处理的吸收剂,制备方法与实施例1相同,所不同的是,吸收剂中,氧化剂为叔丁基过氧化氢、浓度为0.3mol/L,活化剂为碳酸钠、浓度为3mol/L。
实施例5:
一种用于工业尾气脱硫脱硝处理的吸收剂,制备方法与实施例1相同,所不同的是,吸收剂中,氧化剂为环己基过氧化氢、浓度为0.08mol/L,活化剂为硅酸钠、浓度为2mol/L。
实施例6:
一种用于工业尾气脱硫脱硝处理的吸收剂,制备方法与实施例1相同,所不同的是,吸收剂中,氧化剂为偶氮二异丁腈、浓度为0.01mol/L,活化剂为磷酸一氢钠、浓度为4.5mol/L。
上述实例只是为说明本发明的技术构思以及技术特点,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰,都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于工业尾气脱硫脱硝处理的吸收剂,将氧化剂、活化剂分别溶解于水中,然后混合静置后形成的,其特征在于:
所述的氧化剂为叔丁基过氧化氢、特戊基过氧化氢、二叔丁基过氧化氢、环己基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、二异丙苯过氧化氢、萜烷过氧化氢、过氧化二异丙苯、偶氮二异丁腈、过氧化环己酮中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物;
所述的活化剂为可溶性碱,或者具有活化作用的、且能在水溶液中生成弱酸根离子的盐;
所述的具有活化作用的、且能在水溶液中生成弱酸根离子的盐为具有活化作用的、且能在水溶液中生成碳酸根离子、碳酸氢根离子、磷酸二氢根离子、硅酸氢根离子或硅酸根离子的盐;
所述的可溶性碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物;
所述的吸收剂中,氧化剂的浓度为0.01~0.5mol/L,活化剂的浓度为0.1~5mol/L。
2.根据权利要求1所述的吸收剂,其特征在于,所述的吸收剂,需要用碱调节pH为6~12后再使用;所述的吸收剂,将氧化剂、活化剂分别溶解于水中,然后混合静置1~30分钟后再进行使用。
3.权利要求1-2任一项所述的吸收剂在同时吸收含有硫化物和氮氧化物的工业尾气方面的应用。
4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,吸收剂在用于同时吸收硫化物和氮氧化物的工业尾气时,将工业尾气持续不断的通入到所述的吸收剂中进行反应,反应温度为0~100℃、反应压力为0.05~0.5MPa、反应时间1~30分钟;工业尾气的质量空速为0.05~0.5h-1。
5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,吸收剂在用于同时吸收硫化物和氮氧化物的工业尾气时,工业尾气中各气体组分的浓度为1至50000ppm之间;所述的硫化物包括硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、三氧化二硫、硫酸、亚硫酸盐、硫酸盐、有机硫气溶胶中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物;所述的氮氧化物包括一氧化氮、二氧化氮、氧化二氮、三氧化氮、四氧化二氮、铵盐中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物。
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