CN110465179B - 一种利用热解酸洗污泥进行烟气脱硝的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用热解酸洗污泥进行烟气脱硝的方法，属于烟气污染物控制技术领域。本发明首先将热解酸洗污泥得到的碳素粉置于60～100℃的温度下干燥24～48h；然后在600～900℃，氧气浓度为1％～3％的条件下，利用碳素粉进行NOx的脱除。并且碳素粉对低浓度NOx有很高的吸附能力，利用碳素粉作还原剂还原烟气中的NOx，不需要价格昂贵的贵金属催化剂，不存在催化剂中毒问题，还能拥有很好的NOx脱除效率。将污泥处置利用和脱硝技术结合起来，其资源化利用可使污泥变废为宝，又节约资源能源，保护了生态环境，具有可持续发展的重要意义。

Description

一种利用热解酸洗污泥进行烟气脱硝的方法
技术领域
本发明属于烟气污染物控制技术领域，具体涉及一种利用热解酸洗污泥所得的碳素粉进行脱硝的方法。
背景技术
城镇污泥的处理处置是我国城镇发展面临的重要环境问题。随着生态环境的破坏，国家出台了一系列环保措施，推动城市污水污泥处置行业的发展。根据水十条的规定，2020年前我国地级以上城市污泥无害化处置率必须达到90％以上，这对城市污水污泥处理技术提出了新的要求。酸洗污泥是金属表面处理过程排出的酸洗废水经处理产生的固体废物，含有铬、镍、铜、锰等重金属和残酸，如果处置不当极易引发严重的环境污染问题。工业上通常采取的火法冶炼或湿法萃取进行回收成本都很高，而且都无法避免二次污染的问题，如果随意倾倒或者简易填埋，会引发严重的环境污染问题。热解作为污泥的重要处理手段，其主要产物为热解气、焦油和碳化固体残留物。热解酸洗污泥产生的碳化固体残留物主要由炭和重金属组成，可以作为碳源还原氮氧化物。
随着雾霾时代的到来，环境污染问题越发收到关注，氮氧化物(NOx)作为大气主要污染源之一，也引发了各界的广泛关注。氮氧化物会导致酸雨和光化学烟雾的形成，对我国的环境造成了极大的危害，同时还对人体有强烈的毒害作用。目前，典型的脱硝技术包括选择性催化还原(SCR)技术和选择性非催化还原(SNCR)技术等，但是仍然存在投资高、运行成本高及易造成二次污染等问题。将热解酸洗污泥得到的碳素粉用于氮氧化物还原技术中，不但可以解决污泥的处置问题，又可以起到还原氮氧化物的作用。
将污泥处置利用和脱硝技术结合起来，其资源化利用可使污泥变废为宝，又节约资源能源，保护了生态环境，具有可持续发展的重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提出一种利用热解酸洗污泥所得的碳素粉进行脱硝的方法，可以有效脱除NOx。
本发明采用的具体技术方案如下：
一种利用热解酸洗污泥进行烟气脱硝的方法，其特征在于，包括以下步骤：首先将热解酸洗污泥所得的碳素粉置于60～100℃的温度下干燥24～48h；然后在氧气体积百分比浓度为1％～3％，1000ppmNO，N2为平衡气，总气体流速为450ml/min，10℃/min加热速度，600～900℃的条件下，利用碳素粉进行NOx的脱除，碳素粉质量与总气体流速比为1g：450ml/min以上的比例。碳素粉质量肯定是越多效率越好直到饱和。
热解酸洗污泥所得到的碳素粉需先放置60℃干燥箱内干燥24h，得到干燥后的固体之后，用玛瑙研钵研磨，过筛得到100目的碳素粉，然后将碳素粉放在60℃的烘箱内干燥24h，最后密封保存。
其中，碳素粉是厂家通过现有的工艺热解酸洗得到的，并且碳素粉中所含有的少量铁成分不会对脱硝产生影响。
[1]孟剑；杨刚；丁柄皓.一种酸洗污泥资源化处理装置及工艺[P].中国专利:CN108793652A,2018-11-13.
[2]张春晖；唐佳伟；孙超；贾广如；王健；刘宗；贾建成.一种轧钢酸洗废水污泥资源化处理方法[P].中国专利:CN109399887A,2019-03-01.
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[4]高志；王弘；杨乐；于高鹏.污泥热解装置[P].中国专利:CN109485220A,2019-03-19.
碳质材料脱硝原理：
C+NO→CO+1/2N2 (1)
C+2NO→CO2+N2 (2)
CO+NO→CO2+1/2N2 (3)
本发明的效果是：
(1)由于碳素粉对低浓度NOx有很高的吸附能力，利用碳素粉作还原剂还原烟气中的NOx，不需要价格昂贵的贵金属催化剂，不存在催化剂中毒问题，还能拥有很好的NOx脱除效率。
(2)将热解酸洗污泥所得的碳素粉加入到设备中时无需对工厂现有设备进行改造、投资成本低、操作简单。热解酸洗污泥所得的碳素粉用于NOx的脱除，在脱硝的同时也解决了污泥的处理问题，环境效益显著。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
首先将热解酸洗污泥所得的碳素粉置于60～100℃的温度下干燥24～48h；以下实施例的碳素粉都是干燥后的。
实施例1
在烟气条件为1000ppmNO、1％O2，N2为平衡气，总气体流速为450ml/min，温度条件为600℃时，将1g碳素粉加入到直径为3cm的管式炉中，脱硝率达到98.5％。
实施例2
在烟气条件为1000ppmNO、1％O2，N2为平衡气，总气体流速为450ml/min，温度条件为700℃时，将1g碳素粉加入到直径为3cm的管式炉中，脱硝率达到96.0％。
实施例3
在烟气条件为1000ppmNO、1％O2，N2为平衡气，总气体流速为450ml/min，温度条件为800℃时，将1g碳素粉加入到直径为3cm的管式炉中，脱硝率达到95.1％。
实施例4
在烟气条件为1000ppmNO、1％O2，N2为平衡气，总气体流速为450ml/min，温度条件为900℃时，将1g碳素粉加入到直径为3cm的管式炉中，脱硝率达到94.3％。
实施例5
在烟气条件为1000ppmNO、2％O2，N2为平衡气，总气体流速为450ml/min，温度条件为600℃时，将1g碳素粉加入到直径为3cm的管式炉中，脱硝率达到90.8％。
实施例6
在烟气条件为1000ppmNO、2％O2，N2为平衡气，总气体流速为450ml/min，温度条件为700℃时，将1g碳素粉加入到直径为3cm的管式炉中，脱硝率达到89.1％。
实施例7
在烟气条件为1000ppmNO、2％O2，N2为平衡气，总气体流速为450ml/min，温度条件为800℃时，将1g碳素粉加入到直径为3cm的管式炉中，脱硝率达到88.4％。
实施例8
在烟气条件为1000ppmNO、2％O2，N2为平衡气，总气体流速为450ml/min，温度条件为900℃时，将1g碳素粉加入到直径为3cm的管式炉中，脱硝率达到86.3％。
实施例9
在烟气条件为1000ppmNO、3％O2，N2为平衡气，总气体流速为450ml/min，温度条件为600℃时，将1g碳素粉加入到直径为3cm的管式炉中，脱硝率达到84.6％。
实施例10
在烟气条件为1000ppmNO、3％O2，N2为平衡气，总气体流速为450ml/min，温度条件为700℃时，将1g碳素粉加入到直径为3cm的管式炉中，脱硝率达到83.2％。
实施例11
在烟气条件为1000ppmNO、3％O2，N2为平衡气，总气体流速为450ml/min，温度条件为800℃时，将1g碳素粉加入到直径为3cm的管式炉中，脱硝率达到81.7％。
实施例12
在烟气条件为1000ppmNO、3％O2，N2为平衡气，总气体流速为450ml/min，温度条件为900℃时，将1g碳素粉加入到直径为3cm的管式炉中，脱硝率达到79.5％。
表1 各实施例的脱硝率
Figure BDA0002131051520000051

Claims (1)

1.一种利用热解酸洗污泥进行烟气脱硝的方法，其特征在于，包括以下步骤：首先将热解酸洗污泥得到的碳素粉置于60℃的温度下干燥24h；得到干燥后的固体之后，用玛瑙研钵研磨，过筛得到100目的碳素粉，然后将碳素粉放在60℃的烘箱内干燥24h，密封保存；
然后在氧气体积百分比浓度为1％，1000ppmNO和N2为平衡气为混合气体，混合气体流速为450ml/min，10℃/min加热速度，600℃的条件下，利用碳素粉进行NOx的脱除，碳素粉质量与总气体流速比为1g：450ml/min以上的比例。
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