CN110026077A - 一种脱硝剂、制备方法及干法脱硝方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脱硝剂、制备方法及干法脱硝方法，涉及烟气处理技术领域。所述脱硝剂包括：高吸水性树脂1％‑20％，尿素10％‑70％，二氧化硅1％‑30％，高岭土1％‑30％，三聚氰胺1％‑20％，高锰酸钾0.1％‑10％，氰尿酸1‑20％，滑石粉1‑20％，小苏打1％‑10％。方法：将各原料混合后即得所述脱硝剂。脱硝方法：将上述脱硝剂喷入炉膛中700℃‑1150℃的温度区域，经反应后脱除烟气中氮氧化物。所述脱硝剂的对于烟气的脱硝效率至少在80％以上，可完全替代SCR工艺，降低脱硝成本，降低操作难度，提高脱硝效率，达到氮氧化物排放标准。

Description

一种脱硝剂、制备方法及干法脱硝方法
技术领域
本发明涉及烟气处理技术领域，尤其涉及一种脱硝剂、制备方法及干法脱硝方法。
背景技术
目前烟气处理脱硝系统中，选择性非催化还原(SNCR)是指无催化剂的作用下，在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。该技术一般采用炉内喷氨、尿素或氢氨酸作为还原剂还原NOx。还原剂只和烟气中的NOx反应，一般不与氧反应，该技术不采用催化剂，所以这种方法被称为选择性非催化还原法(SNCR)。由于该工艺不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂。SNCR工艺相对简单，但脱硝效率较低，不能满足日益严格的环保要求。
选择性催化还原技术(SCR)即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把烟气中的NOx还原成N2和H2O。催化剂有贵金属和非贵金属两类。对氮氧化物(NOx)进行选择性催化还原，从而达到既节能、又减排的目的。SCR脱硝效率较高，但其工艺复杂，价格昂贵，使用寿命短，运行条件苛刻，维护成本较高，脱硝剂更换产生的催化剂为危废，二次处理较为困难。燃料中含有硫分,燃烧过程中可生成一定量的SO3。添加催化剂后,在有氧条件下,SO3的生成量大幅增加,并与过量的NH3生成NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蚀性和粘性,可导致尾部烟道设备损坏。虽然SO3的生成量有限,但其造成的影响不可低估。在中小型电厂，利用余热产生蒸汽较少，中温SCR催化剂需要消耗大量的蒸汽，低温SCR催化剂，运行条件苛刻，烟气中的成分要求较高，几乎不能满足要求。而在生物质电厂中，烟气含有大量的K、Na等碱金属导致SCR催化剂中毒，运行时间未超过半年，催化剂将失活。目前传统的脱硝工艺无法从根本上解决问题，满足严格的环保指标。
传统的干法活性炭喷射本身对脱硝影响不大，对氮氧化物吸附能力较小。
因此，亟需寻找一种适用于干法脱硝的高效且环保型脱硝剂。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种脱硝剂、制备方法及干法脱硝方法，主要目的是解决干法脱硝效率低、成本高的问题。
为达到上述目的，本发明主要提供了如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种脱硝剂，所述脱硝剂包括以下质量百分比的各组分：
作为优选，所述脱硝剂包括以下质量百分比的各组分：
作为优选，所述脱硝剂包括以下质量百分比的各组分：
作为优选，所述脱硝剂包括以下质量百分比的各组分：
作为优选，所述高吸水性树脂为聚乙烯。
另一方面，本发明实施例提供了所述的一种脱硝剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：按配方准备各原料，各原料混合均匀，即为所述脱硝剂。
作为优选，将各原料混合均匀的具体步骤为：先将高吸水性树脂、尿素、高锰酸钾、三聚氰胺、氰尿酸、滑石粉混合为第一混合物，再向所述第一混合物中加入二氧化硅和高岭土，混合均匀，即为所述脱硝剂。
作为优选，所述各原料混合前，先将各原料研磨成粒径大于等于80目的粉末，再将各粉末状原料混合，获得粉末状脱硝剂。
作为优选，所述脱硝剂为颗粒状与粉末状的混合物。
再一方面，本发明实施例提供了一种烟气干法脱硝方法，所述脱硝方法包括以下步骤：将所述的脱硝剂通过气力输送至炉膛中700℃-1150℃温度区域对应的温度窗口，分1-3层喷入炉膛中；采用烟气分析仪检测烟气脱硝前和脱硝后的烟气中的氮氧化物浓度。
作为优选，所述温度窗口控制在800℃-1000℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明针对SNCR脱硝不使用催化剂但脱硝效率低和SCR脱硝使用催化剂脱硝效率高但催化剂成本高、寿命短、处理难、污染环境的技术问题，根据烟气脱硝的特性，设计了适用于烟气干法脱硝的脱硝剂，通过合理设计脱硝剂各组分及其配比关系，达到不使用催化剂脱硝方式的情况下，所述脱硝剂对于烟气的脱硝效率至少在80％以上，完全替代SCR工艺，降低脱硝成本，降低操作难度，提高脱硝效率，达到氮氧化物排放标准，并且不产生二次污染。
附图说明
图1是本发明实施例提供的干法脱硝剂在炉膛中脱硝过程示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下以较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、技术方案、特征及其功效，详细说明如后。下述说明中的多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
实施例1(制备脱硝剂)
按以下配方称取各原料，以质量百分比计，聚乙烯高吸水性树脂1％，尿素53％，高锰酸钾3％，二氧化硅10％，高岭土5％，三聚氰胺5％，氰尿酸8％，滑石粉12％，小苏打3％；将各原料混合均匀后即得脱硝剂，上述脱硝剂为粉末与颗粒的混合状。
实施例2(制备脱硝剂)
按以下配方称取各原料，以质量百分比计，聚乙烯高吸水性树脂5％，尿素36％，高锰酸钾5％，二氧化硅8％，高岭土8％，三聚氰胺7％，氰尿酸10％，滑石粉16％，小苏打5％；先将各原料粉末研磨至粒径为100-120目粉末，然后再将各原料混合均匀后即得脱硝剂，上述脱硝剂为粉末状。
实施例3(制备脱硝剂)
按以下配方称取各原料，以质量百分比计，聚乙烯高吸水性树脂8％，尿素30％，高锰酸钾7％，二氧化硅10％，高岭土9％，三聚氰胺8％，氰尿酸10％，滑石粉12％，小苏打6％；先将各原料粉末研磨至粒径为100-120目粉末，再将吸水性树脂、尿素、高锰酸钾、滑石粉、三聚氰胺及氰尿酸混合为第一混合物，最后向第一混合物中加入二氧化硅和高岭土，混合均匀，即为脱硝剂。
实施例4(制备脱硝剂)
按以下配方称取各原料，以质量百分比计，聚乙烯高吸水性树脂4％，尿素40％，高锰酸钾5％，二氧化硅15％，高岭土9％，三聚氰胺5％，氰尿酸7％，滑石粉8％，小苏打7％；先将各原料粉末研磨至粒径为100-120目粉末，再将吸水性树脂、尿素、高锰酸钾、滑石粉、三聚氰胺及氰尿酸混合为第一混合物，最后向第一混合物中加入二氧化硅和高岭土，混合均匀，即为脱硝剂。
实施例5(制备脱硝剂)
按以下配方称取各原料，以质量百分比计，聚乙烯高吸水性树脂10％，尿素45％，高锰酸钾2％，二氧化硅12％，高岭土9％，三聚氰胺9％，氰尿酸5％，滑石粉5％，小苏打3％；先将各原料粉末研磨至粒径为100-120目粉末，再将高分子树脂、尿素、碳酸氢钠、滑石粉、双腈胺及膨润土混合为第一混合物，最后向第一混合物中加入二氧化硅和高岭土，混合均匀，即为脱硝剂。
本发明设计了一种干法脱硝剂，其包括以下质量百分比的各组分：
如图1所示，本发明制备的脱硝剂是以高分子树脂为载体，将氨基活性成分和其他助剂/分散剂负载在高吸水性树脂上，通过混合作用，形成粉体状的材质。其制备过程可以为高吸水性树脂/助剂/氨基活性物质先加入，混合均匀，再加入剩余物质，也可以所有成分一起加入制得脱硝剂，脱硝剂既可以是粉末也可以是颗粒与粉末的混合物，其中全部为粉末的在混合过程之前要求将原料研磨为80目以上的细粉。
应用例1
采用实施例5制备的脱硝剂；
在广东某垃圾发电厂，将上述脱硝剂通过风机直接输送的方式直接喷入炉膛，选用22支喷枪，分为三层，温度窗口控制在880℃-920℃，烟气由Gasmat 4000烟气分析仪在线监测，NOx排放浓度从330-400mg/Nm3降为30-60mg/Nm3，并稳定运行，脱硝效率大于81％。
应用例2
采用实施例5制备的脱硝剂；
在江苏某生物发电公司，600t/d生物质直燃炉的烟气净化中，将上述脱硝剂通过采用罗茨风机直接输送工艺，选用10支喷枪，都分布在一层，温度窗口控制在780℃-900℃，烟气由ABB烟气分析仪在线监测，NOx排放浓度从410-500mg/Nm3降为60-70mg/Nm3，并稳定运行，脱硝效率高达83％。
本发明结合理论知识和实际生产经验，对脱硝过程反复仔细研究与多次实验，研制出可用于烟气脱硝系统的脱硝剂，直接将其喷入合适的炉膛温度区间，700℃-1150℃，其脱硝效率至少在80％以上。采用本发明研制的脱硝剂对烟气进行脱硝，在不采用SCR的情况下，可保证烟气在炉内脱硝效率达到最高，采用本发明研制的脱硝剂可完全替代SCR脱硝工艺，避免使用催化剂带来的各种问题。
本发明实施例中未尽之处，本领域技术人员均可从现有技术中选用。
以上公开的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以上述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种脱硝剂，其特征在于，所述脱硝剂包括以下质量百分比的各组分：
2.如权利要求1所述的一种脱硝剂，其特征在于，所述脱硝剂包括以下质量百分比的各组分：
3.如权利要求1所述的一种脱硝剂，其特征在于，所述脱硝剂包括以下质量百分比的各组分：
4.如权利要求1所述的一种脱硝剂，其特征在于，所述脱硝剂包括以下质量百分比的各组分：
5.如权利要求1-4任一项所述的一种脱硝剂，其特征在于，所述高吸水性树脂为聚乙烯。
6.权利要求1-4任一项所述的一种脱硝剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：按配方准备各原料，各原料混合均匀，即为所述脱硝剂。
7.如权利要求6所述的一种脱硝剂的制备方法，其特征在于，将各原料混合均匀的具体步骤为：先将高吸水性树脂、尿素、高锰酸钾、三聚氰胺、氰尿酸、滑石粉混合为第一混合物，再向所述第一混合物中加入二氧化硅和高岭土，混合均匀，即为所述脱硝剂。
8.如权利要求7所述的一种脱硝剂的制备方法，其特征在于，所述各原料混合前，先将各原料研磨成粒径大于等于80目的粉末，再将各粉末状原料混合，获得粉末状脱硝剂。
9.如权利要求5或6所述的一种脱硝剂的制备方法，其特征在于，所述脱硝剂为颗粒状与粉末状的混合物。
10.一种烟气干法脱硝方法，其特征在于，所述脱硝方法包括以下步骤：将权利要求1-8任一项所述的脱硝剂通过气力输送至炉膛中700℃-1150℃温度区域对应的温度窗口，分1-3层喷入炉膛中；采用烟气分析仪检测烟气脱硝前和脱硝后的烟气中的氮氧化物浓度。
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