CN111992035A - 一种高流动性高效脱硝剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高流动性高效脱硝剂，按照质量百分比计，包括40％‑85％还原剂，10％‑55％增效剂，3％‑8％粘结剂，所述还原剂为三聚氰胺、三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸三钠盐、三聚氰酸氰尿酸盐之一或二者以上任意比例的组合，所述增效剂为高岭土、膨润土、蒙脱土、伊利土、硅粉之一或二者以上任意比例的组合，所述粘结剂为铝溶胶、硅溶胶、硅铝凝胶中的一种或几种。本发明脱硝剂制备方法为：将还原剂、增效剂、粘结剂按比例在水中混合搅拌成浆液，然后进行喷雾干燥。本发明制备的脱硝剂流动性好，解决了脱硝剂工业输送时易堵塞的难题，且脱硝效率＞90％，可以高效的脱除催化裂化烟气中的NOx。

Description

一种高流动性高效脱硝剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高流动性高效脱硝剂及其制备方法，更确切地说，涉及一种利用高流动性粉末脱硝剂脱除催化裂化高温烟气中的氮氧化物(NOx)，属于烟气净化脱硝技术领域。
背景技术
催化裂化是目前我国炼油厂采用的最主要的二次加工工艺，其原料油中的部分含氮化合物在生产过程中转变为NOx，并随再生烟气排入大气中造成了严重环境污染，随着催化裂化装置加工的原料油变重，氮含量增加，催化裂化烟气中NOx含量增加，降低催化裂化再生烟气中NOx的排放成为亟待解决的问题。
目前，降低催化裂化再生烟气NOx排放的技术主要有SCR法、SNCR法、使用脱硝助剂，SCR是在350℃-375℃以及金属催化剂和氧的环境下，以NH3作为还原剂对烟气中的NOx进行催化还原为氮气，脱除率可达到90％以上，但该方法存在氨逃逸、铵盐结垢、成本相对较高等缺点。SNCR工艺是在800℃-1200℃下，将还原剂喷入烟气中，将烟气中NOx还原为氮气和水，但该方法需要的高反应温度大多催化裂化装置无法满足，且NOx脱除效率较低在50％左右，并存在能耗高、氨逃逸等问题。脱硝助剂一般是加入到催化裂化再生器中，其脱除率与再生器结构和再生工况有关，且活性组分大多是贵金属，成本较高。
US4886650A公开了一种异氰酸(HNCO)脱硝剂，先将三聚氰酸固体气化为异氰酸气体再进行输送的方法，也可以将产生异氰酸的固体物质三聚氰酸直接与含NO的高温气体混合脱除NO，该方法脱硝效率高，但未涉及三聚氰酸固体直接与NO气体混合的方法以及实施混合过程中固体输送问题。
CN106000072A公开了一种降低FCC再生烟气中NOx排放的方法，是将三聚氰酸氰尿酸盐等粉末还原剂直接注入FCC烟气管线中，还原剂粉末为40-160目，此方法存在粉末还原剂流动性差，管线输送过程中易于堵塞的问题，尤其是大于160目的粉末还原剂因粒径小流动性更差难以输送。
CN107998852A公开了一种固体脱硝剂及其制备方法，成分包含60％-80％三聚氰酸，12％-16％氧化铁，3％-6％氧化钛，3％-6％二氧化锰，1％-3％羟丙基甲基纤维素，2％-4％的添加剂，上述成分进行粉碎磨成粉末再搅拌制成脱硝剂，其中添加剂为有机膨润土，可以解决固体流体输送堵塞问题。但该专利所涉及的有机膨润土添加量和脱硝剂制备方法与本发明明显不同。
发明内容
针对目前SCR法和SNCR法的不足，以及采用三聚氰酸、三聚氰胺、三聚氰酸氰尿酸盐等固体粉末作为脱硝剂成分时，固体粉末流动性差易于堵塞、难以持续稳定的进行固体输送的问题，本发明提供了一种高流动性高效脱硝剂及其制备方法。
本发明所采用的技术方法是：
本发明提供一种高流动性高效脱硝剂，按照质量百分比计，包括40％-85％还原剂，10％-55％增效剂，3％-8％粘结剂。
本发明提供的高流动性高效脱硝剂中，所述还原剂为三聚氰胺、三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸三钠盐、三聚氰酸氰尿酸盐之一或二者以上任意比例的组合。还原剂粉末平均粒径为5μm-2000μm。
本发明提供的高流动性高效脱硝剂中，所述增效剂为高岭土、膨润土、蒙脱土、伊利土、硅粉之一或二者以上任意比例的组合。增效剂的平均粒径为4μm-100μm，按照质量百分比计，二氧化硅含量在40％-99％。
本发明提供的高流动性高效脱硝剂中，所述粘结剂为铝溶胶、硅溶胶、硅铝凝胶中的一种或几种。
本发明还提供一种高流动性高效脱硝剂的制备方法，包括如下步骤：在适量的水中加入40％-85％还原剂和10％-55％增效剂，进行搅拌均匀后，再加入3％-8％的粘结剂搅拌均匀，然后将搅拌均匀的浆液在喷雾干燥塔中进行喷雾造粒。
本发明提供的高流动性高效脱硝剂的制备方法中，在喷雾干燥过程中，喷雾干燥塔入口温度为200℃-300℃，尾气温度为150℃-300℃。
与现有脱硝剂制备技术相比，本发明制备的脱硝剂具有以下优点：
1.喷雾干燥后的脱硝剂粉末休止角明显降低，流动性增加，解决了在进行管线输送时易堵塞的问题，便于脱硝剂稳定连续的加入到催化裂化烟气管线中。
2.增效剂来源广泛，可选择低成本的增效剂制备脱硝剂，以降低脱硝剂的成本。
3.增效剂既可以作为还原剂的载体，其中含有少量的氧化铝、氧化钙、氧化铁等金属氧化物，又可以对产生自由基和脱硝反应起到催化剂作用，进一步提高脱硝效率。
具体实施方式
以下对于本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
称取1664g水，加入112g硅粉搅拌均匀，再加入850g三聚氰酸搅拌均匀后，加入232g的浓度为21.5％铝溶胶继续搅拌均匀成浆液。将喷雾干燥塔入口温度设置为210℃，尾气温度设置为150℃，将搅拌均匀的浆液进行喷雾干燥，制备成脱硝剂粉末，记作TXJ-1。
实施例2
称取1652g水，加入223g高岭土搅拌均匀，再加入750g三聚氰酸一酰胺搅拌均匀后，加入232g的浓度为21.5％硅溶胶继续搅拌均匀成浆液。将喷雾干燥塔入口温度设置为290℃，尾气温度设置为300℃，将搅拌均匀的浆液进行喷雾干燥，制备成脱硝剂粉末，记作TXJ-2。
实施例3
称取1640g水，加入335g蒙脱土搅拌均匀，再加入650g三聚氰酸氰尿酸盐拌均匀后，加入232g的浓度为21.5％铝溶胶继续搅拌均匀成浆液。将喷雾干燥塔入口温度设置为250℃，尾气温度设置为220℃，将搅拌均匀的浆液进行喷雾干燥，制备成脱硝剂粉末，记作TXJ-3。
对实施例1～3、以及三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸氰尿酸盐的性能进行检测，检测项目如下：
1流动性：根据GB11986-89《表面活性剂、粉体和颗粒休止角的测定》中的方法测定脱硝剂的休止角θ(角度/°)，休止角θ越小，摩擦力越小，流动性越好，一般认为当θ≤30°时，颗粒粉体的流动性高；当30°＜θ≤40°时，颗粒粉体的流动性适中；当θ>40°时，颗粒粉体的流动性差。
2脱硝率：将脱硝剂按与烟气中NOx的质量比为3喷入反应器中，烟气中氧气浓度为3％，温度控制在700℃，停留时间控制在2.0s，反应后烟气通入烟气分析仪，分析反应前后烟气中NOx浓度，计算得出烟气脱硝率。
表1各脱硝剂及还原剂性能检测结果
项目 休止角 流动性 脱硝率，％
TXJ-1 27° 高 95.3
TXJ-2 26° 高 93.2
TXJ-3 26° 高 92.5
三聚氰酸 59° 差 98.2
三聚氰酸一酰胺 55° 差 97.1
三聚氰酸氰尿酸盐 58° 差 98.6
由实验数据结果可以看出，与现有技术相比，本实施例所采用方法制备的脱硝剂休止角均＜30°，可以明显的改善原脱硝还原剂的流动性，利于工业输送，且脱硝率均＞90％，可以高效的脱除催化裂化烟气中的NOx。

Claims (5)

1.一种高流动性高效脱硝剂及其制备方法，其特征在于：
所述的高流动性高效脱硝剂，按照质量百分比计，包括40％-85％还原剂，10％-55％增效剂，3％-8％粘结剂。所述还原剂为三聚氰胺、三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸三钠盐、三聚氰酸氰尿酸盐之一或二者以上任意比例的组合。所述增效剂为高岭土、膨润土、蒙脱土、伊利土、硅粉之一或二者以上任意比例的组合。所述粘结剂为铝溶胶、硅溶胶、硅铝凝胶中的一种或几种。
所述的高流动性高效脱硝剂制备方法如下：在适量的水中加入40％-85％还原剂和10％-55％增效剂，进行搅拌均匀后，再加入3％-8％的粘结剂搅拌均匀，然后将搅拌均匀的浆液在喷雾干燥塔中进行喷雾造粒。
2.根据权利要求1所述的一种高流动性高效脱硝剂，其特征在于：所述还原剂粉末的平均粒径为5μm-2000μm。
3.根据权利要求1所述的一种高流动性高效脱硝剂，其特征在于：所述增效剂的平均粒径为4μm-100μm。
4.根据权利要求1所述的一种高流动性高效脱硝剂，其特征在于：所述增效剂，按照质量百分比计，二氧化硅含量在40％-99％。
5.根据权利要求1所述的一种高流动性高效脱硝剂的制备方法，其特征在于：喷雾干燥过程中，喷雾干燥塔入口温度为200℃-300℃，尾气温度为150℃-300℃。
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