CN111686564A - 一种用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于烟气脱硝的高分子固体粉末硝剂及其制备方法，以重量百分比计，所述高分子固体粉末脱硝剂包括以下原料：10－70％的有机氨基活性化合物，10－40％的无机活性氨基化合物，5－40％的无机矿物质粉末，5－30％的活性矿物质粉末，1－10％的添加剂。本发明的高分子固体粉末脱硝剂成分简单，原材料易得，制备方法简单，脱硝效率高，性价比高，并且流动性良好，便于脱硝剂在脱硝工艺中的输送，更能提高脱硝剂脱硝效率，降低二次污染，克服了现有技术的不足。

Description

一种用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及烟气脱硝技术领域，特别涉及一种用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂及其制备方法。

背景技术

烟气脱硝是燃烧烟气中去除氮氧化物的过程，防止环境污染的重要性，已作为世界范围的问题而被尖锐地提了出来。

脱硝方法包括燃烧前脱硝，如选煤；燃烧中脱硝，如燃煤固硫脱硝、炉内喷钙、循环流化床燃烧等；燃烧后脱硝，即烟气脱硫脱硝。目前国外控制NOx排放的最有效手段是烟气脱硫脱硝技术，但其基建投资和日常运行费用较高。凡能与煤在燃烧过程中生成的NOx起化学或物理吸附反应，形成固态残渣而留在煤灰中的物质均可作为脱硝剂。

目前脱硝工艺方法有选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)等方法。SCR脱硝效率可达80－90％，SNCR脱硝效率一般≤60％。SCR脱硝工艺虽然效率较高，但投资成本非常昂贵，运行成本也非常高；虽然SNCR脱硝工艺的投资成本和运行成本都比较低，但脱硝效率有限，并且还只能在高温旋风分离的流化床锅炉上才有60％的脱硝效果，如果是在煤粉炉、低温旋风分离流化床锅炉和链条锅炉上，因为没有适合脱硝的温度条件，脱硝效率还不到40％；同时这些脱硝方法容易造成二次污染和安全问题，成本较高、脱硝效率低等。针对于以上现状，很有必要创新设计出一种新型的脱硝剂。

中国专利CN 105771645B公开了一种高分子固体粉末脱硝剂，其配方为：尿素30－40份，二氧化硅粉20－30份，碳酸钠20－30份，膨润土20－30份，元明粉10－15份，页岩粉20－30份。该高分子固体粉末脱硝剂具有对锅炉无腐蚀、能有效降低燃煤氧化反应活化能，固硫脱硫功能突出，然而，该专利的权利要求并无对高分子材料的要求，同时高分子固体粉末脱硝剂使用了大量无机物，而无机物的脱硝效率本身很低，因此，该高分子固体粉末脱硝剂并不能解决脱硝效率低的问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有高分子固体粉末脱硝剂易吸潮，易对焚烧炉造成腐蚀、易造成二次污染等问题，提供一种用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂及其制备方法，本发明的高分子固体粉末脱硝剂成分简单，原材料易得，制备方法简单，脱硝效率高，性价比高，并且流动性良好，便于脱硝剂在脱硝工艺中的输送，更能提高脱硝剂脱硝效率，降低二次污染，克服了现有技术的不足。

本发明采用的技术方案如下：一种用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂，其特征在于，以重量百分比计，所述高分子固体粉末脱硝剂包括以下原料：10－70％的有机氨基活性化合物，10－40％的无机活性氨基化合物，5－40％的无机矿物质粉末，5－30％的活性矿物质粉末，1－10％的添加剂。

本发明的高分子固体粉末脱硝剂是一种灰色或者黑色粉末状固体，流动性良好，具有很强的脱硝效率。组分中高分子活性氨基化合物和无机氨基化合物作为主要的脱硝剂氨源，不同氨源组成的脱硝剂能使脱硝剂在不同温度下分解，进而间接降低脱硝反应温度，大大提高了氨的利用率，同时对二噁英产生具有抑制作用，降低了二次污染。活性矿物质粉末能有效提供脱硝反应的活性位点，提高脱硝效率。无机矿物质粉末能有效分散氨源和活性矿物质粉末，进一步降低脱硝剂的投料量，提高脱硝效率，减少二次污染，增强脱硝剂流动性。无机矿物质粉末、活性矿物质粉末等物质共同产生协同作用，增加了催化功能，降低了NO_X反应能量，促进了脱硝反应的进行，克服了现有高分子固体粉末脱硝剂易吸潮，易对焚烧炉造成腐蚀、易造成二次污染等问题。

在本发明中，为保证脱硝效率，有机氨基活性化合物的含量不低于10％，兼顾性价比，有机氨基活性化合物的含量最好不超过50％。

在本发明中，所述有机氨基活性化合物选自硫脲、磺酸胺、磺酰胺、三聚氰胺、三聚氰酸、苯代三聚氰胺中的一种或多种。这些高分子活性氨基化合物可以在更宽的温度区间分解出多种有利于脱硝反应过程中的活性基团，提高脱硝效率，解决了现有脱硝剂在脱硝反应中温度区间限制的影响。

在本发明中，所述无机氨基活性化合物选自碳酸铵、碳酸氢铵、醋酸铵、硫酸铵、尿素中的一种或多种。这些无机氨基化合物可以在焚烧炉腔体中较低温度下分解出活性胺，与高分子活性氨基化合物高温分解产生的活性基团一起参与脱硝反应，提高脱硝效率。为了保证脱硝效率，且不造成二次污染等问题，无机氨基活性化合物的含量最好在10－40％内。

在本发明中，所述无机矿物质粉末选自碳酸钙、氧化镁、碳酸镁、沸石、白云石粉中的一种或多种。无机矿物质粉末作为氨源和活性矿物质粉末的载体，其与这些组分在混合过程中能发生一定物理化学反应，并能增加粉体流动性，更能分散高分子活性氨基化合物和无机氨基化合物，提高了氨源利用率，减少了二次污染。

在本发明中，所述活性矿物质粉末为含有硅、锰、稀土元素的矿物质粉末，如稀土矿、锰矿等。活性矿物质粉末作为高效的催化活化成分，可有效提高脱硝效率。

进一步，所述添加剂选自醋酸钠、碳酸钠、硫酸钠、硫代硫酸钠的一种或多种。

本发明还包括一种用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、按原料配比计量称取原材料，将有机活性氨基化合物、无机活性氨基化合物与无机矿物质粉末混合并达到规定尺寸粉末；

S2、对S1获得的规定尺寸粉末，在搅拌条件下加入添加剂，得到混合均匀的均一粉末；

S3、将S2获得的均一粉末，在搅拌条件下，加入无机活性矿物质粉末，搅拌均匀后即可得到高分子固体粉末脱硝剂。

本发明的制备方法在限定各原料组分的粒径与混合顺序基础上，充分发挥了各原料组分的活性和作用机理，提高了与烟气的接触、反应活性和脱硝效率，制备工艺简单，成本低廉。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的高分子固体粉末脱硝剂由高分子活性氨基化合物、无机氨基化合物、无机矿物质粉末、活性矿物质粉末、添加剂等物质按照设计比例经科学复配加工组成，具有将一氧化氮和二氧化氮转化氮气和水，使烟尘达标排放的作用。特别是高分子活性氨基化合物的加入，其能在较宽的温度操作范围内实现一氧化氮的化学反应；

2、本发明的高分子固体粉末脱硝剂由各粒径相近的粉末组成，具有良好的流动性，使本发明的高分子固体粉末脱硝剂粉末与烟气可充分接触、均匀反应，有利于提高脱硝效率；

3、本发明的高分子固体粉末脱硝剂在脱硝过程中，因为掺加有活性矿物质粉末和无机矿物质粉末等催化活化成分，可有效增加活性矿物质粉末的接触面积，提高催化活性，进而可提高脱硝效率10－25％；同时对二噁英产生具有抑制作用，对环境无二次污染。

4、与其它脱硝剂相比，本脱硝剂在使用过程中氨逃逸更低，脱硝效率更高(≥85％)、更环保，可完全替代SNCR+SCR脱销工艺，降低了脱硝成本，达到氮氧化物排放标准，克服了现有高分子固体粉末脱硝剂易吸潮，成本高，易对焚烧炉造成腐蚀、易造成二次污染等问题。

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。

实施例1

一种用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取原材料，称取10g磺酰胺、34g三聚氰酸、12g碳酸氢铵和25g碳酸钙粉末，将其混合过筛网50－60目后，达到规定尺寸粉末；

S2、对S1获得的规定尺寸粉末，在搅拌条件下加入6g添加剂，得到混合均匀的均一粉末；

S3、将S2获得的均一粉末，在搅拌条件下，加入稀土矿粉末12g，搅拌均匀后即可得到高分子固体粉末脱硝剂。

实施例2

一种用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取原材料，称取12g硫脲、25g三聚氰胺、10g碳酸氢铵和25.5g方解石，将其混合过筛网50－60目后，达到规定尺寸粉末；

S2、对S1获得的规定尺寸粉末，在搅拌条件下加入3.7g添加剂，得到混合均匀的均一粉末；

S3、将S2获得的均一粉末，在搅拌条件下，加入稀土矿粉末11.3g，搅拌均匀后即可得到高分子固体粉末脱硝剂。

实施例3

一种用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取原材料，称取15g磺酸胺、28g三聚氰酸、12g尿素和24.3g白云石，将其混合过筛网50－60目后，达到规定尺寸粉末；

S2、对S1获得的规定尺寸粉末，在搅拌条件下加入7.4g添加剂，得到混合均匀的均一粉末；

S3、将S2获得的均一粉末，在搅拌条件下，加入稀土矿粉末13.9g，搅拌均匀后即可得到高分子固体粉末脱硝剂。

实施例4

一种用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取原材料，称取10g硫脲、26g苯代三聚氰胺、15g硫酸铵和23g白云石粉，将其混合过筛网50－60目后，达到规定尺寸粉末；

S2、对S1获得的规定尺寸粉末，在搅拌条件下加入7g添加剂，得到混合均匀的均一粉末；

S3、将S2获得的均一粉末，在搅拌条件下，加入锰矿粉末16g，搅拌均匀后即可得到高分子固体粉末脱硝剂。

实施例5

一种用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取原材料，称取25g磺酸胺、10g三聚氰酸、21g硫酸铵和22g碳酸镁，将其混合过筛网50－60目后，达到规定尺寸粉末；

S2、对S1获得的规定尺寸粉末，在搅拌条件下加入9g添加剂，得到混合均匀的均一粉末；

S3、将S2获得的均一粉末，在搅拌条件下，加入锰矿粉末18g，搅拌均匀后即可得到高分子固体粉末脱硝剂。

实施例6

一种用于烟气脱硝的干法脱硝剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取原材料，称取37g三聚氰酸、19g尿素和21g醋酸铵粉末，将其混合进入粉碎机，粉碎后过筛网50－60目后，达到规定尺寸粉末；

S2、对S1获得的规定尺寸粉末，在搅拌条件下加入6g添加剂，得到混合均匀的均一粉末；

S3、将S2获得的均一粉末，在搅拌条件下，加入稀土矿粉末16g，搅拌均匀后即可得到干法脱硝剂。

将得到的干法脱硝剂通过粉料加料装置用于处理垃圾焚烧烟气，处理结果如下表1所示。

表1实施例1－6处理飞灰的结果

本发明的高分子固体粉末脱硝剂具有脱硝效率高，性价比高等优点，脱硝剂本身组成简单，各配方组成可在要求最低区间进行随意调配，组成原料种类选择范围宽，能实现就地、就近取材方便，是一种值得广泛推广的复配型高分子固体粉末脱硝剂，能够解决现有高分子固体粉末脱硝剂易吸潮，成本高，易对焚烧炉造成腐蚀、易造成二次污染等问题。

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 (8)

1.一种用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂，其特征在于，以重量百分比计，所述高分子固体粉末脱硝剂包括以下原料：10－70％的有机氨基活性化合物，10－40％的无机活性氨基化合物，5－40％的无机矿物质粉末，5－30％的活性矿物质粉末，1－10％的添加剂。

2.如权利要求1所述的用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂，其特征在于，所述有机氨基活性化合物的含量为10－70％。

3.如权利要求1所述的用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂，其特征在于，所述有机氨基活性化合物选自硫脲、磺酸胺、磺酰胺、三聚氰胺、三聚氰酸、苯代三聚氰胺中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂，其特征在于，所述无机氨基活性化合物选自碳酸铵、碳酸氢铵、醋酸铵、硫酸铵、尿素中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂，其特征在于，所述无机矿物质粉末选自碳酸钙、氧化镁、碳酸镁、沸石、方解石、白云石粉中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂，其特征在于，所述活性矿物质粉末为含有硅、锰、稀土元素的矿物质粉末。

7.如权利要求1所述的用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂，其特征在于，所述添加剂选自醋酸钠、碳酸钠、硫酸钠、硫代硫酸钠的一种或多种。

8.如权利要求1－7之一所述的用于烟气脱硝的高分子固体粉末脱硝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按原料配比计量称取原材料，将有机活性氨基化合物、无机活性氨基化合物与无机矿物质粉末进行混合并达到规定尺寸粉末；

S2、对S1获得的规定尺寸粉末，在搅拌条件下加入添加剂，得到混合均匀的均一粉末；

S3、将S2获得的均一粉末，在搅拌条件下，加入无机活性矿物质粉末，搅拌均匀后即可得到高分子固体粉末脱硝剂。