CN110252103A - 一种燃煤烟气处理组合物及处理方法、装置和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃煤烟气处理技术领域，尤其涉及一种燃煤烟气处理组合物及处理方法、装置和应用。所述组合物包括分别使用的：二碳酸溶液、氮铜溶液、氯化钠溶液；所述二碳酸溶液由碳酸氢钠、碳酸钠和溶剂组成；所述氮铜溶液由母液和籽液组成，其中，所述母液由经过加热处理的铜和尿素溶液配制而成，所述籽液为尿素溶液。本发明利用氮铜溶液作为催化剂处理燃煤烟气，将传统的烟气处理需要消耗氧气的模式转变成了释放氧气，进而将将烟气中含氧量基本恢复到了空气的水平，实现烟气的无害化处理；另外，本发明设计的燃煤烟气处理组合物能够将燃煤烟气中NOx的含量降低到10mg/m3以内，从而将氮氧化物的降解水平提高到了一个全新的水平。

Description

一种燃煤烟气处理组合物及处理方法、装置和应用
技术领域
本发明涉及燃煤烟气处理技术领域，尤其涉及一种燃煤烟气处理组合物及处理方法、装置和应用。
背景技术
本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
我国能源以煤碳为主，目前，发电供热企业将从SO2排放总量和排放浓度两个方面进行技术改造，加大脱硫力度。同时随着排污费征收范围的扩大(由原来的“两控区”扩大到了全国)和排污费征收标准的提高(由原来的0.2元/千克二氧化硫分布提高到0.63元/千克二氧化硫)，促使了越来越多的煤电厂选择安装烟气脱硫装置。根据规定，通过国家发改委审批的新建火电厂，燃煤含硫量在0.7％以上的，必须安装烟气脱硫设施，这使80％以上的新建电厂都需安装脱硫装置。目前，国内企业采用的燃煤烟气的处理方法主要有：石灰石-石膏法，半干法、干法脱硫脱销等。
例如，专利文献201811059049.9公开了一种用于低温烟气脱硝的催化剂，该催化剂的主要组成为载体和活性组分，载体的重量百分数为85-91wt％，活性组分的重量百分数为9-12wt％；载体为硝酸改性的果壳活性炭，活性组分为锰氧化物和/或铜氧化物。该催化剂实现了对50-100℃的低温烟气的脱硝处理，工艺简单，能耗低；同时整个脱硝工艺绿色且无二次污染，实现了干法无氨脱硝，脱硝率高，避免了氨气逃逸。再例如，专利文献201510527140.9公开了一种基于尿素溶液的SCR烟气脱硝处理系统及方法，其处理方法为：通过喷枪将尿素溶液喷入SCR反应器的烟道内部、温度为350-600℃的反应风道内，尿素在此温度下发生热解反应生成氨气，并在SCR催化剂的作用下，将烟气中的NOX还原成N2和H2O。然而，本发明人认为：现有的一些燃煤烟气的处理方法的净化效果仍然不太理想。
发明内容
针对上述的问题，本发明旨在提供一种燃煤烟气处理组合物及处理方法、装置和应用。本发明的技术能够大幅度降低二氧化硫以及氮氧化合物的浓度，同时，本发明的技术能够在处理废气的同时，而释放出氧气，将烟气中氧气基本恢复至空气中氧气的水平。
本发明第一目的：提供一种燃煤烟气处理组合物。
本发明第二目的：提供一种燃煤烟气处理技术。
本发明第三目的：提供一种燃煤烟气处理装置。
本发明第四目的：提供所述燃煤烟气处理组合物及处理技术、装置的应用。
为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：
首先，本发明公开一种燃煤烟气处理组合物，包括分别使用的：二碳酸溶液、氮铜溶液、氯化钠溶液；所述二碳酸溶液由碳酸氢钠、碳酸钠和溶剂组成；所述氮铜溶液由母液和籽液组成，其中，所述母液由经过加热处理的铜和尿素溶液配制而成，所述籽液为尿素溶液。
作为进一步的技术方案，所述二碳酸溶液中，碳酸氢钠、碳酸钠和溶剂的质量比为1-5:75-120:800-1300，优选为3:100:1000。可选地，所述溶剂为水。
作为进一步的技术方案，所述母液中，铜的加热温度为180-260℃。
作为进一步的技术方案，所述母液中，由过加热处理的铜和尿素溶液的质量比为1-10：40-480，优选为1：50；其中，所述尿素溶液的质量百分数为14-20％，优选为17％。
作为进一步的技术方案，所述籽液中，尿素溶液的质量百分数为11-18％，优选为15％。
作为进一步的技术方案，所述氯化钠溶液中，氯化钠和水的质量比为1：35-70；优选为1：50。
其次，本发明公开一种燃煤烟气处理技术，包括如下步骤：将燃煤烟气依次通过氯化钠溶液、二碳酸溶液、氮铜溶液、氯化钠溶液，即可实现对烟气的净化处理。
作为进一步的技术方案，上述处理技术中，在对燃煤烟气进行处理前，还包括对烟气进行除尘的步骤，以便于增加各处理溶液的使用寿命。
再次，本发明公开一种燃煤烟气处理装置，所述装置包括依次相连的第一清洗箱、第二清洗箱、第三清洗箱，所述第一清洗箱包括箱体、上盖板、上隔断板、下隔断板、润气室、进气口和出气口,其中：
所述上盖板设置在箱体内的上部，从而将箱体内分为上、下部分空间，所述上部分空间即为润气室，且该上、下部分空间之间连通，以便于经过处理后的烟气经过润气室后从出气口中排出；所述进气口设置在箱体的侧壁上，所述出气口设置在润气室中。
所述上隔断板、下隔断板交错分布在箱体内的下部分空间中，且上隔断板的上端和两侧边分别连接在上盖板和箱体内壁上，上隔断板的下端与箱体的底面之间具有空隙，所述下隔断板的下端和两侧边分别连接在箱体的底面和箱体内壁上，下隔断板的上端与上盖板之间具有空隙，以便于烟气通过；从而将箱体的下部分空间分隔为彼此连通的格子间；而烟气依次经过上隔断板和箱体的底面之间的空隙、下隔断板的上端与上盖板之间的空隙后形成“∽”形行进路线；经过处理后的烟气进入润气室；然后从出气口排出。
所述第二清洗箱、第三清洗箱的构造和第一清洗箱相同，且第一清洗箱的出气口和第二清洗箱的进气口连接；第二清洗箱的出气口和第三清洗箱进气口连接，以便于将烟气导入不同的处理溶液中，进行硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物的处理。
作为进一步的技术方案，所述第一清洗箱用于盛放二碳酸溶液、氯化钠溶液，且两种溶液彼此独立放置在述一清洗箱中的格子间中。
作为进一步的技术方案，所述第二清洗箱用于盛放氮铜溶液；所述第三清洗箱用于盛放氯化钠溶液。
最后，本发明公开所述燃煤烟气处理组合物及处理技术、装置在烟气处理中的应用,如用于燃油、燃气等尾气，废气中的脱硫、脱硝等。
本发明的燃煤烟气处理技术的特点之一是：传统的燃煤烟气处理一般是要消耗氧气，例如将为了脱销先将一氧化氮与氧气反应后生成二氧化氮，然后通过尿素等还原成氮气，而氧元素以二氧化碳的形式排出；因此，这类方法存在的问题是大量消耗的氧气被转变成了温室气体，事实上这仅仅是在一定程度上降低了氧气对环境的影响，并没有较彻底地将烟气转变成无害气体，实现烟气的无害化处理。而采用本发明的技术处理后，检测结果显示：烟气经过氮铜溶液后，得到的气体中的氧气含量逐渐增加，这说明本发明处理燃煤烟气的技术是释放氧气的，所以测试氧气含量逐渐增加，最终经过氯化钠溶液、二碳酸溶液、氮铜溶液处理后的烟气中的氧气含量保持在20-21％之间，已经基本接近空气中氧气的含量，而且，由于烟气中的二氧化硫、氮氧化物等也被净化，将烟气基本恢复至空气的水平。
与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：
(1)本发明利用氮铜溶液作为催化剂处理燃煤烟气，将传统的烟气处理需要消耗氧气的模式转变成了释放氧气，进而将将烟气中含氧量基本恢复到了空气的水平，彻底地将烟气转变成无害气体，实现烟气的无害化处理。
(2)本发明设计的燃煤烟气处理组合物能够将燃煤烟气中NOx的含量降低到10mg/m3以内；而目前国内企业采用方法的处理值基本上都大于100mg/m3；而烟气中氮氧化物的降解水平目前也是环保界公认的难题，可以看出，本发明的组合物将氮氧化物的降解水平提高到了一个全新的水平。
(3)本发明设计的燃煤烟气处理组合物能够将燃煤烟气中二氧化硫的浓度处理至几乎检测不到，分析发现：二氧化硫通过盐液、二碳酸溶液和氮铜溶液后就能基本化解和消除，特别在二碳酸溶液内的化解和消除效果最佳。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1的燃煤烟气处理装置的结构示意图。
图2为本发明实施例1的第一清洗箱/第二清洗箱/第三清洗箱的结构示意图。
上述附图中标记分别代表：1-第一清洗箱、2-第二清洗箱、3-第三清洗箱、4-箱体、5-上盖板、6-上隔断板、7-下隔断板、8-润气室、9-进气口、10-出气口、11-空隙、12-烟气。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如，在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如前文所述，现有的一些燃煤烟气的处理方法的净化效果仍然不太理想。因此，本发明提出一种燃煤烟气处理组合物及处理方法、装置和应用；现结合附图和具体实施方式对本发明进一步进行说明。
实施例1
一种燃煤烟气处理组合物，包括分别使用的：二碳酸溶液、氮铜溶液、氯化钠溶液；所述二碳酸溶液由碳酸氢钠、碳酸钠和溶剂组成；所述氮铜溶液由母液和籽液组成，其中，所述母液由经过加热处理的铜和尿素溶液配制而成，所述籽液为尿素溶液。所述二碳酸溶液中，所述溶剂为水。所述碳酸氢钠、碳酸钠和溶剂的质量比为3:100:1000。所述母液中，铜的加热温度为200℃。所述母液中，由过加热处理的铜和尿素溶液的质量比为1：50；其中，所述尿素溶液的质量百分数为17％。所述籽液中，尿素溶液的质量百分数为15％；所述氯化钠溶液中，氯化钠和水的质量比为1：50。
实施例2
一种燃煤烟气处理组合物，包括分别使用的：二碳酸溶液、氮铜溶液、氯化钠溶液；所述二碳酸溶液由碳酸氢钠、碳酸钠和溶剂组成；所述氮铜溶液由母液和籽液组成，其中，所述母液由经过加热处理的铜和尿素溶液配制而成，所述籽液为尿素溶液。所述二碳酸溶液中，所述溶剂为水。所述碳酸氢钠、碳酸钠和溶剂的质量比为1:75:800。所述母液中，铜的加热温度为260℃。所述母液中，由过加热处理的铜和尿素溶液的质量比为1：40；其中，所述尿素溶液的质量百分数为20％。所述籽液中，尿素溶液的质量百分数为11％；所述氯化钠溶液中，氯化钠和水的质量比为1：35。
实施例3
一种燃煤烟气处理组合物，包括分别使用的：二碳酸溶液、氮铜溶液、氯化钠溶液；所述二碳酸溶液由碳酸氢钠、碳酸钠和溶剂组成；所述氮铜溶液由母液和籽液组成，其中，所述母液由经过加热处理的铜和尿素溶液配制而成，所述籽液为尿素溶液。所述二碳酸溶液中，所述溶剂为水。所述碳酸氢钠、碳酸钠和溶剂的质量比为1:24:260。所述母液中，铜的加热温度为180℃。所述母液中，由过加热处理的铜和尿素溶液的质量比为1：48；其中，所述尿素溶液的质量百分数为14％。所述籽液中，尿素溶液的质量百分数为18％；所述氯化钠溶液中，氯化钠和水的质量比为1：70。
实施例4
一种燃煤烟气处理方法，采用实施例3所述的氯化钠溶液、二碳酸溶液、氮铜溶液；该处理技术具体包括如下步骤：将燃煤烟气依次通过二碳酸溶液、氯化钠溶液、氮铜溶液、氯化钠溶液，重复上述处理步骤总共三次，得到第1-3次处理后烟气，即完成对烟气的净化处理。
实施例5
参考图1和2，一种燃煤烟气处理装置，所述装置包括依次相连的第一清洗箱1、第二清洗箱2、第三清洗箱3，所述第一清洗箱包括箱体4、上盖板5、上隔断板6、下隔断板7、润气室8、进气口9和出气口10,其中：
所述上盖板5设置在箱体4内的上部，从而将箱体1内分为上、下部分空间，所述上部分空间即为润气室8，且该上、下部分空间之间连通，以便于经过处理后的烟气经过润气室8后从出气口中排出；所述进气口9设置在箱体1的侧壁上，所述出气口10设置在润气室8中。
所述上隔断板6、下隔断板7交错分布在箱体1内的下部分空间中，且上隔断板6的上端和两侧边分别连接在上盖板5和箱体1内壁上，上隔断板6的下端与箱体1的底面之间具有空隙11，所述下隔断板7的下端和两侧边分别连接在箱体的底面和箱体内壁上，下隔断板7的上端与上盖板5之间具有空隙，以便于烟气通过；从而将箱体的下部分空间分隔为彼此连通的格子间；而烟气12依次经过上隔断板6和箱体1的底面之间的空隙、下隔断板7的上端与上盖板5之间的空隙后形成“∽”形行进路线；经过处理后的烟气进入润气室8；然后从出气口10排出(如图2中箭头所示)。
所述第二清洗箱2、第三清洗箱3的构造和第一清洗箱1相同，且第一清洗箱1的出气口和第二清洗箱2的进气口连接；第二清洗箱2的出气口和第三清洗箱3进气口连接，以便于将烟气导入不同的处理溶液中，进行硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物的处理。
处理结果检测：
对实施例4中净化处理后的燃煤烟气进行检测侧，结果如表1所示。
表1
注：本检测数据由山东科源检测技术有限公司于2019年6月8日检测，检测报告号：鲁科源(环)检字2019第2167号。
从表1的检测结果可以看出：首先，本发明设计的燃煤烟气处理组合物能够将燃煤烟气中NOx的含量降低到10mg/m3以内；而目前国内企业采用方法的处理值基本上都大于100mg/m3，这意味着本发明的方法将氮氧化物的降解水平提高到了一个全新的水平。其次，本发明设计的燃煤烟气处理组合物能够将燃煤烟气中二氧化硫的浓度处理至几乎检测不到，二氧化硫通过盐溶液液、二碳酸溶液遇水形成酸液，酸液与碱液(二碳酸)反应中和后，使二氧化硫基本化解和消除，特别在二碳酸溶液内的化解和消除效果最佳。最后，可以看出：烟气铬溶液后得到的气体中的氧气含量逐渐增加，这说明本发明处理燃煤烟气的技术是释放氧气的；所以测试氧气含量逐渐增加，最终经过氯化钠溶液、二碳酸溶液、氮铜溶液处理后的烟气中的氧气含量保持在20-21％之间，已经基本接近空气中氧气的含量。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃煤烟气处理组合物，其特征在于：包括分别使用的：二碳酸溶液、氮铜溶液、氯化钠溶液；所述二碳酸溶液由碳酸氢钠、碳酸钠和溶剂组成；所述氮铜溶液由母液和籽液组成，其中，所述母液由经过加热处理的铜和尿素溶液配制而成，所述籽液为尿素溶液。
2.如权利要求1所述的燃煤烟气处理组合物，其特征在于：所述二碳酸溶液中，碳酸氢钠、碳酸钠和溶剂的质量比为1-5:75-120:800-1300，优选为3:100:1000；可选地，所述溶剂为水。
3.如权利要求1所述的燃煤烟气处理组合物，其特征在于：所述母液中，铜的加热温度为80-260℃。
4.如权利要求1所述的燃煤烟气处理组合物，其特征在于：所述母液中，由过加热处理的铜和尿素溶液的质量比为1-10：40-480，优选为1：50；其中，所述尿素溶液的质量百分数为14-20％，优选为17％。
5.如权利要求1所述的燃煤烟气处理组合物，其特征在于：所述籽液中，尿素溶液的质量百分数为11-18％，优选为15％。
6.如权利要求1所述的燃煤烟气处理组合物，其特征在于：所述氯化钠溶液中，氯化钠和水的质量比为1：35-70；优选为1：50。
7.一种燃煤烟气处理技术，其特征在于：包括如下步骤：将燃煤烟气依次通过权利要求1-6任一项所述的氯化钠溶液、二碳酸溶液、氮铜溶液、氯化钠溶液，即可实现对烟气的净化处理。
8.如权利要求7所述的燃煤烟气处理技术，其特征在于：在对燃煤烟气进行处理前，还包括对烟气进行除尘的步骤。
9.一种燃煤烟气处理装置，其特征在于：包括依次相连的第一清洗箱、第二清洗箱、第三清洗箱；所述第一清洗箱包括：箱体、上盖板、上隔断板、下隔断板、润气室、进气口和出气口,其中：
所述上盖板设置在箱体内的上部，从而将箱体内分为上、下部分空间，所述上部分空间即为润气室，且该上、下部分空间之间连通；所述进气口设置在箱体的侧壁上，所述出气口设置在润气室中；
所述上隔断板、下隔断板交错分布在箱体内的下部分空间中，且上隔断板的上端和两侧边分别连接在上盖板和箱体内壁上，上隔断板的下端与箱体的底面之间具有空隙，所述下隔断板的下端和两侧边分别连接在箱体的底面和箱体内壁上，下隔断板的上端与上盖板之间具有空隙；
所述第二清洗箱、第三清洗箱的构造和第一清洗箱相同，且第一清洗箱的出气口和第二清洗箱的进气口连接；第二清洗箱的出气口和第三清洗箱进气口连接。
10.如权利要求1-6任一项所述的燃煤烟气处理组合物和/或如权利要求7或8所述的处理技术和/或如权利要求9所述的燃煤烟气处理装置在烟气处理中的应用。
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