CN114405241B - 脱硝剂及其制备方法、烟气净化方法 - Google Patents

脱硝剂及其制备方法、烟气净化方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种脱硝剂及其制备方法、烟气净化方法，属于烟气脱硝技术领域。所述脱硝剂包括无机金属氨基化物和添加剂，或者包括金属氢化物和添加剂，其中，无机金属氨基化物包括氨基化锂、氨基化镁、氨基化锂镁合金中至少一种，金属氢化物包括氢化锂、氢化镁、氢化锂镁中至少一种。相比于现有技术采用的有机含氮化合物，无机金属氨基化物的活性高，选择性强，气体产物仅为氨气NH3，直接用于还原烟气中的氮氧化物NOx；金属氢化物气体产物仅为氢气H2，亦对氮氧化物NOx有还原作用。本申请能够提高脱硝效率，并缓解烟气脱硝过程中的氨逃逸问题。

Description

脱硝剂及其制备方法、烟气净化方法
技术领域
本申请涉及烟气脱硝技术领域，特别是涉及一种脱硝剂及其制备方法、烟气净化方法。
背景技术
大型焚烧（例如垃圾焚烧）产生的烟气中含有大量有害的NOx，不能直接排放，需要对烟气进行脱硝处理，达到环保排放标准之后再进行排放。目前的炉内脱硝技术主要为选择非催化还原（SNCR），具体为将有机含氮化合物，如尿素溶液直接喷射至炉内进行脱硝，反应温度在850℃-1050℃，脱硝效率仅为30%-50%。上述技术脱硝效率不佳源于三个方面：（1）材料反应活性低；（2）反应选择性差，尿素分解还会产生氰酸HCNO气体，不利于脱硝反应；（3）反应物为液态，导致炉温大幅波动，不利于反应的稳定进行。SNCR技术不佳的脱硝效率使其无法满足当下对于NOx超低排放的处理要求（NOx≤ 100 mg/Nm3，NH3≤ 8 mg/Nm3）。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种脱硝剂及其制备方法、烟气净化方法，能够提高烟气脱硝效率。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种脱硝剂，所述脱硝剂包括无机金属氨基化物和添加剂，所述无机金属氨基化物包括氨基化锂、氨基化镁、氨基化锂镁合金中至少一种；或者，所述脱硝剂包括金属氢化物和添加剂，所述金属氢化物包括氢化锂、氢化镁、氢化锂镁中至少一种。
可选地，所述脱硝剂包括所述无机金属氨基化物和所述添加剂，且所述无机金属氨基化物占所述脱硝剂的质量百分比为60%-80%，所述添加剂占所述脱硝剂的质量百分比为4.5%-8.5%；或者，所述脱硝剂包括所述金属氢化物和所述添加剂，且所述金属氢化物占所述脱硝剂的质量百分比为40%-70%，所述添加剂占所述脱硝剂的质量百分比为4.5%-8.5。
可选地，所述脱硝剂包括所述无机金属氨基化物、所述金属氢化物和所述添加剂。
可选地，所述无机金属氨基化物占所述脱硝剂的质量百分比为30%-40%，所述金属氢化物占所述脱硝剂的质量百分比为20%-35%，所述添加剂占所述脱硝剂的质量百分比为4.5%-8.5%。
可选地，所述脱硝剂还包括催化剂；其中，所述催化剂包括硼化钛、硼化铌、氮化钛、氮化铌、碳化钛、碳化铌中至少一种。
可选地，所述催化剂占所述脱硝剂的质量百分比为1%-2%。
可选地，所述添加剂包括：分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂；其中，所述分散剂包括活性炭或者白炭黑，所述偶联剂包括硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，所述粘结剂包括环氧树脂，所述成膜剂包括聚氨酯或者聚丙烯酸酯；且所述分散剂、所述偶联剂、所述粘结剂和所述成膜剂占所述脱硝剂的质量百分比分别为2%-3%、1%-2%、0.5%-1%和0.2%-0.5%。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种脱硝剂的制备方法，包括：
提供前驱物和添加剂；其中，所述前驱物包括无机金属氨基化物或者金属氢化物，且所述无机金属氨基化物包括氨基化锂、氨基化镁、氨基化锂镁合金中至少一种，所述金属氢化物包括氢化锂、氢化镁、氢化锂镁中至少一种；
将所述前驱物和所述添加剂混合均匀，以得到所述脱硝剂。
可选地，所述前驱物包括所述无机金属氨基化物和所述金属氢化物。
可选地，所述添加剂包括分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂；所述将所述前驱物和所述添加剂混合均匀的步骤之前，还包括：
提供催化剂；
所述将所述前驱物和所述添加剂混合均匀的步骤，包括：
将所述前驱物、所述催化剂和所述分散剂混合均匀，得到第一混合物；
将所述第一混合物与所述偶联剂和所述粘结剂混合均匀，得到第二混合物；
利用喷射工艺使所述成膜剂包裹所述第二混合物的颗粒表面，以得到所述脱硝剂；其中，所述喷射工艺的温度为150℃-180℃，所述喷射工艺的压力为5bar-10bar。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种烟气净化方法，包括：
提供上述技术方案所述的脱硝剂，或者，根据上述技术方案所述的脱硝剂的制备方法制备得到脱硝剂；
利用气相载体将所述脱硝剂喷射至含有烟气的炉膛内，以使得所述脱硝剂与所述烟气中的NOx反应。
可选地，所述脱硝剂的添加量为所述烟气中NOx质量含量的1.0%-1.5%，所述脱硝剂与所述烟气中的NOx反应的温度为600℃-1050℃。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的脱硝剂为纯固态，包括无机金属氨基化物和添加剂；或者，包括金属氢化物和添加剂；其中，无机金属氨基化物包括氨基化锂、氨基化镁、氨基化锂镁合金中至少一种，金属氢化物包括氢化锂、氢化镁、氢化锂镁中至少一种。包括了氨基化锂、氨基化镁、氨基化锂镁合金中至少一种的无机金属氨基化物的气体分解产物仅为NH3，用于还原烟气中的NOx，实现脱硝。相比于现有技术采用的有机含氮化合物，本申请脱硝剂中的无机金属氨基化物的活性高，反应选择性强，除NH3外，分解产物无其他气体副产物，如HCNO，利于脱硝效率的提升。相同质量条件下，本申请提供的脱硝剂的NH3生成率是有机含氮化合物的1.5-2倍，NH3产率的提升，增加了与NOx的反应概率。包括了氢化锂、氢化镁、氢化锂镁中至少一种的金属氢化物的气体分解产物仅为H2，用于还原烟气中的NOx，实现脱硝。相比于基于NH3还原气体的含氮脱硝剂，其能消除脱硝处理过程中氨逃逸的问题，解决炉膛器壁腐蚀问题。此外，本申请提供的脱硝剂为纯固态，保证了反应温度的稳定。因此，本申请提供的脱硝剂能够提高脱硝效率和缓解氨逃逸。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1为本申请脱硝剂的制备方法一实施方式的流程示意图；
图2为本申请脱硝剂的制备方法另一实施方式的流程示意图；
图3为本申请脱硝剂的制备方法另一实施方式的流程示意图；
图4为本申请脱硝剂的制备方法另一实施方式的流程示意图；
图5为本申请脱硝剂的制备方法另一实施方式的流程示意图；
图6为本申请脱硝剂的制备方法另一实施方式的流程示意图；
图7为本申请烟气净化方法一实施方式的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
在一个实施方式中，本申请提供的脱硝剂包括无机金属氨基化物A(NH2) x 和添加剂，其中，无机金属氨基化物A(NH2) x 包括氨基化锂、氨基化镁、氨基化锂镁合金中至少一种；添加剂包括分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂，其中分散剂包括活性炭或者白炭黑，偶联剂包括硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，粘结剂包括环氧树脂，成膜剂包括聚氨酯或者聚丙烯酸酯。为方便描述，在无机金属氨基化物中，用A表示金属，可以为锂Li、镁Mg、锂镁合金Li2Mg中至少一种，与氨基NH2形成无机金属氨基化物A(NH2) x ，其中，x为1-4。
大型焚烧产生含有大量有害NOx的烟气，将本申请脱硝剂喷射至含有烟气的炉膛内，脱硝剂中的上述无机金属氨基化物A(NH2) x 在炉内的高温环境下可直接生成NH3，与烟气中NOx反应，将其还原为氮气N2，实现脱硝。反应机理可参阅如下化学反应式（1）和（2），此处以一氧化氮NO为例。
6A(NH2)x→3A2(NH)x+3xNH3→2A3Nx+4xNH3 …… （1）；
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O …… （2）；
优选地，无机金属氨基化物A(NH2) x 占脱硝剂的质量百分比为60%-80%，例如60%、64%、68%、72%、76%、80%等。
优选地，分散剂占脱硝剂的质量百分比为2%-3%，例如2%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%、3%等。偶联剂占脱硝剂的质量百分比为1%-2%，例如1%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2%等。粘结剂占脱硝剂的质量百分比为0.5%-1%，例如0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%等。成膜剂占脱硝剂的质量百分比为0.2%-0.5%，例如0.2%、0.3%、0.4%、0.5%等。
本实施方式中，相比于现有技术中采用的有机含氮化合物，本申请脱硝剂中的无机金属氨基化物A(NH2) x 的活性更高，使得本申请提供的脱硝剂在750℃左右即有脱硝能力，活性窗口较已报道的炉内脱硝剂明显扩大，从而提高烟气脱硝效率。而且，相比现有技术，本申请提供的脱硝剂生成NH3还原性气体的生成率更高，意味着更少的脱硝剂即能产生等量的还原性气体，从而进一步提高烟气脱硝效率。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种脱硝剂的制备方法，请参阅图1，图1为本申请脱硝剂的制备方法一实施方式的流程示意图，该制备方法包括如下步骤。
步骤S11，提供无机金属氨基化物和添加剂；其中，无机金属氨基化物包括氨基化锂、氨基化镁、氨基化锂镁合金中至少一种，添加剂包括分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂。
无机金属氨基化物A(NH2) x 的具体性质和反应机理可参阅上述实施方式，此处不再赘述。
步骤S12，将无机金属氨基化物和分散剂混合均匀，得到第一混合物。分散剂用于促进粉体材料间的分散混合。混合采用卧式搅拌机，搅拌速度为30-60 转/分钟，搅拌时间为10-20分钟。
步骤S13，将第一混合物与偶联剂和粘结剂混合均匀，得到第二混合物。偶联剂用于改善树脂与无机材料界面性能，进一步促进混合，粘结剂用于不同材料的粘结，控制颗粒的尺寸，使第二混合物的颗粒直径为2mm-3mm。混合采用卧式搅拌机，搅拌速度为50-100转/分钟，搅拌时间为5-10分钟。
步骤S14，利用喷射工艺使成膜剂包裹第二混合物的颗粒表面，以得到颗粒状脱硝剂，颗粒直径为2mm-3mm。喷射工艺的温度为150℃-180℃，用于包裹液态成膜剂的干燥；喷射工艺的压力为5bar-10bar，用于控制包裹膜层的含量和厚度。喷射过程的同时对第二混合物进行旋转搅拌，其中，旋转搅拌速率为50-100转/分钟，时间为5-10分钟，以使成膜剂均匀包裹第二混合物的颗粒表面。包裹于颗粒表面的成膜剂能够有效阻止水气和其他气体与脱硝剂的活性成分接触，保证了脱硝剂活性，防潮不结块，延长了储存性。
本申请脱硝剂一方面能够提升脱硝效率，在添加了分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂的基础上，进一步能够提升脱硝剂的输送性能和储存性能。相比于现有技术中的粉末状固态脱硝剂，本申请制备的颗粒状脱硝剂更易于传输和喷射投料，降低管道和喷枪发生堵塞的概率。
在另一个实施方式中，本申请提供的脱硝剂包括无机金属氨基化物A(NH2) x 、催化剂和添加剂，其中，无机金属氨基化物A(NH2) x 包括氨基化锂、氨基化镁、氨基化锂镁合金中至少一种；催化剂包括硼化钛、硼化铌、氮化钛、氮化铌、碳化钛、碳化铌中至少一种；添加剂包括分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂，其中分散剂包括活性炭或者白炭黑，偶联剂包括硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，粘结剂包括环氧树脂，成膜剂包括聚氨酯或者聚丙烯酸酯。为方便描述，在无机金属氨基化物中，用A表示金属，可以为锂Li、镁Mg、锂镁合金Li2Mg中至少一种，与氨基NH2形成无机金属氨基化物A(NH2) x ，其中，x为1-4。
大型焚烧产生含有大量有害NOx的烟气，将本申请脱硝剂喷射至含有烟气的炉膛内，脱硝剂中的上述无机金属氨基化物A(NH2) x 在炉内的高温环境下可直接生成NH3，与烟气中NOx反应，将其还原为N2，实现脱硝。反应机理可参阅如下化学反应式（3）和（4），此处以NO为例。
6A(NH2)x→3A2(NH)x+3xNH3→2A3Nx+4xNH3 …… （3）；
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O …… （4）；
催化剂的引入，可促使部分反应按化学反应式（5）进行：
3A(NH2)x+xNO→A3Nx+2xN2+xH2O …… （5）。
优选地，无机金属氨基化物A(NH2) x 占脱硝剂的质量百分比为60%-80%，例如60%、64%、68%、72%、76%、80%等。
优选地，催化剂占脱硝剂的质量百分比为1%-2%，例如1%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2%等。
优选地，分散剂占脱硝剂的质量百分比为2%-3%，例如2%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%、3%等。偶联剂占脱硝剂的质量百分比为1%-2%，例如1%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2%等。粘结剂占脱硝剂的质量百分比为0.5%-1%，例如0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%等。成膜剂占脱硝剂的质量百分比为0.2%-0.5%，例如0.2%、0.3%、0.4%、0.5%等。
本实施方式中，相比于现有技术中采用的有机含氮化合物，本申请脱硝剂中的无机金属氨基化物A(NH2)x的活性更高，引入的催化剂能够作为反应产物A3Nx的形核核心，促进无机金属氨基化物A(NH2) x 与NO直接反应，提升脱硝效率，使得本申请提供的脱硝剂在700℃左右即有脱硝能力，活性窗口较已报道的炉内脱硝剂明显扩大，从而提高烟气脱硝效率。而且，相比现有技术，本申请提供的脱硝剂生成NH3还原性气体的生成率更高，意味着更少的脱硝剂即能产生等量的还原性气体，从而进一步提高烟气脱硝效率。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种脱硝剂的制备方法，请参阅图2，图2为本申请脱硝剂的制备方法另一实施方式的流程示意图，该制备方法包括如下步骤。
步骤S21，提供无机金属氨基化物、催化剂和添加剂；其中，无机金属氨基化物A(NH2) x 包括氨基化锂、氨基化镁、氨基化锂镁合金中至少一种，催化剂包括硼化钛、硼化铌、氮化钛、氮化铌、碳化钛、碳化铌中至少一种，添加剂包括分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂。
无机金属氨基化物A(NH2) x 和催化剂的具体性质和反应机理可参阅上述实施方式，此处不再赘述。
步骤S22，将无机金属氨基化物、催化剂和分散剂混合均匀，得到第一混合物。分散剂用于促进粉体材料间的分散混合。混合采用卧式搅拌机，搅拌速度为30-60 转/分钟，搅拌时间为10-20分钟。
步骤S23，将第一混合物与偶联剂和粘结剂混合均匀，得到第二混合物。偶联剂用于改善树脂与无机材料界面性能，进一步促进混合，粘结剂用于不同材料的粘结，控制颗粒的尺寸，使第二混合物的颗粒直径为2mm-3mm。混合采用卧式搅拌机，搅拌速度为50-100转/分钟，搅拌时间为5-10分钟。
步骤S24，利用喷射工艺使成膜剂包裹第二混合物的颗粒表面，以得到颗粒状脱硝剂，颗粒直径为2mm-3mm。喷射工艺的温度为150℃-180℃，用于包裹液态成膜剂的干燥；喷射工艺的压力为5bar-10bar，用于控制包裹膜层的含量和厚度。喷射过程的同时对第二混合物进行旋转搅拌，其中，旋转搅拌速率为50-100转/分钟，时间为5-10分钟，以使成膜剂均匀包裹第二混合物的颗粒表面。包裹于颗粒表面的成膜剂能够有效阻止水气和其他气体与脱硝剂的活性成分接触，保证了脱硝剂活性，防潮不结块，延长了储存性。
本申请脱硝剂一方面能够提升脱硝效率，在引入催化剂后，进一步改善了脱硝效率和扩大了反应窗口，在添加了分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂的基础上，进一步能够提升脱硝剂的输送性能和储存性能。相比于现有技术中的粉末状固态脱硝剂，本申请制备的颗粒状脱硝剂更易于传输和喷射投料，降低管道和喷枪发生堵塞的概率。
在另一个实施方式中，本申请提供的脱硝剂包括金属氢化物AH x 和添加剂，其中，金属氢化物AH x 包括氢化锂、氢化镁、氢化锂镁中至少一种；添加剂包括分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂，其中分散剂包括活性炭或者白炭黑，偶联剂包括硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，粘结剂包括环氧树脂，成膜剂包括聚氨酯或者聚丙烯酸酯。为方便描述，在金属氢化物中，用A表示金属，可以为Li、Mg、Li2Mg中至少一种，与氢形成金属氢化物AH x ，其中，x为1-4。
大型焚烧产生含有大量有害NOx的烟气，将本申请脱硝剂喷射至含有烟气的炉膛内，脱硝剂中的上述金属氢化物AH x 在炉内的高温环境下可直接生成H2，与烟气中NOx反应，将其还原为N2，实现脱硝。反应机理可参阅如下化学反应式（6）和（7），此处以NO为例。
2AHx→2A+xH2 …… （6）；
4H2+2NO+O2→N2+4H2O …… （7）；
优选地，金属氢化物AH x 占脱硝剂的质量百分比为40%-70%，例如42%、46%、50%、54%、58%、62%、66%、70%等。
优选地，分散剂占脱硝剂的质量百分比为2%-3%，例如2%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%、3%等。偶联剂占脱硝剂的质量百分比为1%-2%，例如1%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2%等。粘结剂占脱硝剂的质量百分比为0.5%-1%，例如0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%等。成膜剂占脱硝剂的质量百分比为0.2%-0.5%，例如0.2%、0.3%、0.4%、0.5%等。
本实施方式中，相比于现有技术中采用的有机含氮化合物，本申请脱硝剂中的金属氢化物AH x 的活性更高，使得本申请提供的脱硝剂在820℃左右即有脱硝能力，从而提高烟气脱硝效率。而且，相比现有技术，本申请提供的脱硝剂生成H2还原性气体，能够解决氨基处理方法导致的氨逃逸问题。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种脱硝剂的制备方法，请参阅图3，图3为本申请脱硝剂的制备方法另一实施方式的流程示意图，该制备方法包括如下步骤。
步骤S31，提供金属氢化物和添加剂；其中，金属氢化物包括氢化锂、氢化镁、氢化锂镁中至少一种，添加剂包括分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂。
金属氢化物AH x 的具体性质和反应机理可参阅上述实施方式，此处不再赘述。
步骤S32，将金属氢化物和分散剂混合均匀，得到第一混合物。分散剂用于促进粉体材料间的分散混合。混合采用卧式搅拌机，搅拌速度为30-60 转/分钟，搅拌时间为10-20分钟。
步骤S33，将第一混合物与偶联剂和粘结剂混合均匀，得到第二混合物。偶联剂用于改善树脂与无机材料界面性能，进一步促进混合，粘结剂用于不同材料的粘结，控制颗粒的尺寸，使第二混合物的颗粒直径为2mm-3mm。混合采用卧式搅拌机，搅拌速度为50-100转/分钟，搅拌时间为5-10分钟。
步骤S34，利用喷射工艺使成膜剂包裹第二混合物的颗粒表面，以得到颗粒状脱硝剂，颗粒直径为2mm-3mm。喷射工艺的温度为150℃-180℃，用于包裹液态成膜剂的干燥；喷射工艺的压力为5bar-10bar，用于控制包裹膜层的含量和厚度。喷射过程的同时对第二混合物进行旋转搅拌，其中，旋转搅拌速率为50-100转/分钟，时间为5-10分钟，以使成膜剂均匀包裹第二混合物的颗粒表面。包裹于颗粒表面的成膜剂能够有效阻止水气和其他气体与脱硝剂的活性成分接触，保证了脱硝剂活性，防潮不结块，延长了储存性。
本申请脱硝剂一方面能够提升脱硝效率和消除氨逃逸，在添加了分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂的基础上，进一步能够提升脱硝剂的输送性能和储存性能。相比于现有技术中的粉末状固态脱硝剂，本申请制备的颗粒状脱硝剂更易于传输和喷射投料，降低管道和喷枪发生堵塞的概率。
在另一个实施方式中，本申请提供的脱硝剂包括金属氢化物AH x 、催化剂和添加剂，其中，金属氢化物AH x 包括氢化锂、氢化镁、氢化锂镁中至少一种；催化剂包括硼化钛、硼化铌、氮化钛、氮化铌、碳化钛、碳化铌中至少一种；添加剂包括分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂，其中分散剂包括活性炭或者白炭黑，偶联剂包括硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，粘结剂包括环氧树脂，成膜剂包括聚氨酯或者聚丙烯酸酯。为方便描述，在金属氢化物中，用A表示金属，可以为Li、Mg、Li2Mg中至少一种，与氢形成金属氢化物AH x ，其中，x为1-4。
大型焚烧产生含有大量有害NOx的烟气，将本申请脱硝剂喷射至含有烟气的炉膛内，脱硝剂中的上述金属氢化物AH x 在炉内的高温环境下可直接生成H2，与烟气中NOx反应，将其还原为N2，实现脱硝。反应机理可参阅如下化学反应式（8）和（9），此处以NO为例。
2AHx→2A+xH2 …… （8）；
4H2+2NO+O2→N2+4H2O …… （9）；
催化剂的引入，可促使部分反应按化学反应式（10）进行：
12AHx+6xNO→4A3Nx+xN2+6xH2O …… （10）。
优选地，金属氢化物AH x 占脱硝剂的质量百分比为40%-70%，例如42%、46%、50%、54%、58%、62%、66%、70%等。
优选地，催化剂占脱硝剂的质量百分比为1%-2%，例如1%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2%等。
优选地，分散剂占脱硝剂的质量百分比为2%-3%，例如2%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%、3%等。偶联剂占脱硝剂的质量百分比为1%-2%，例如1%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2%等。粘结剂占脱硝剂的质量百分比为0.5%-1%，例如0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%等。成膜剂占脱硝剂的质量百分比为0.2%-0.5%，例如0.2%、0.3%、0.4%、0.5%等。
本实施方式中，相比于现有技术中采用的有机含氮化合物，本申请脱硝剂中的金属氢化物AH x 的活性更高，引入的催化剂能够作为反应产物A3Nx的形核核心，促进金属氢化物AH x 与NO直接反应，提升脱硝效率，使得本申请提供的脱硝剂在780℃左右即有脱硝能力，从而提高烟气脱硝效率。而且，相比现有技术，本申请提供的脱硝剂生成H2还原性气体，能够解决氨基处理方法导致的氨逃逸问题。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种脱硝剂的制备方法，请参阅图4，图4为本申请脱硝剂的制备方法另一实施方式的流程示意图，该制备方法包括如下步骤。
步骤S41，提供金属氢化物、催化剂和添加剂；其中，金属氢化物AH x 包括氢化锂、氢化镁、氢化锂镁中至少一种，催化剂包括硼化钛、硼化铌、氮化钛、氮化铌、碳化钛、碳化铌中至少一种，添加剂包括分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂。
金属氢化物AH x 和催化剂的具体性质和反应机理可参阅上述实施方式，此处不再赘述。
步骤S42，将金属氢化物、催化剂和分散剂混合均匀，得到第一混合物。分散剂用于促进粉体材料间的分散混合。混合采用卧式搅拌机，搅拌速度为30-60 转/分钟，搅拌时间为10-20分钟。
步骤S43，将第一混合物与偶联剂和粘结剂混合均匀，得到第二混合物。偶联剂用于改善树脂与无机材料界面性能，进一步促进混合，粘结剂用于不同材料的粘结，控制颗粒的尺寸，使第二混合物的颗粒直径为2mm-3mm。混合采用卧式搅拌机，搅拌速度为50-100转/分钟，搅拌时间为5-10分钟。
步骤S44，利用喷射工艺使成膜剂包裹第二混合物的颗粒表面，以得到颗粒状脱硝剂，颗粒直径为2mm-3mm。喷射工艺的温度为150℃-180℃，用于包裹液态成膜剂的干燥；喷射工艺的压力为5bar-10bar，用于控制包裹膜层的含量和厚度。喷射过程的同时对第二混合物进行旋转搅拌，其中，旋转搅拌速率为50-100转/分钟，时间为5-10分钟，以使成膜剂均匀包裹第二混合物的颗粒表面。包裹于颗粒表面的成膜剂能够有效阻止水气和其他气体与脱硝剂的活性成分接触，保证了脱硝剂活性，防潮不结块，延长了储存性。
本申请脱硝剂一方面能够提升脱硝效率和消除氨逃逸，在引入催化剂后，进一步改善了脱硝效率和扩大了反应窗口，在添加了分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂的基础上，进一步能够提升脱硝剂的输送性能和储存性能。相比于现有技术中的粉末状固态脱硝剂，本申请制备的颗粒状脱硝剂更易于传输和喷射投料，降低管道和喷枪发生堵塞的概率。
在另一个实施方式中，本申请提供的脱硝剂包括无机金属氨基化物A(NH2) x 、金属氢化物AH x 和添加剂，其中，无机金属氨基化物A(NH2) x 包括氨基化锂、氨基化镁、氨基化锂镁合金中至少一种；金属氢化物AH x 包括氢化锂、氢化镁、氢化锂镁中至少一种；添加剂包括分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂，其中分散剂包括活性炭或者白炭黑，偶联剂包括硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，粘结剂包括环氧树脂，成膜剂包括聚氨酯或者聚丙烯酸酯。为方便描述，在无机金属氨基化物和金属氢化物中，用A表示金属，可以为Li、Mg、Li2Mg中至少一种，与氨基或氢形成无机金属氨基化物A(NH2) x 或金属氢化物AH x ，其中，x为1-4。
大型焚烧产生含有大量有害NOx的烟气，将本申请脱硝剂喷射至含有烟气的炉膛内，脱硝剂中的上述无机金属氨基化物A(NH2) x 在炉内的高温环境下可直接生成NH3，上述金属氢化物AH x 在炉内的高温环境下可直接生成H2，与烟气中NOx反应，将其还原为N2，实现脱硝。反应机理可参阅如下化学反应式（11）-（15），此处以NO为例。
A(NH2)x→3A2(NH)x+3xNH3→2A3Nx+4xNH3 …… （11）；
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O …… （12）；
2AHx→2A+xH2 …… （13）；
2A(NH2)x+4AHx→4xH2+2A3Nx…… （14）；
4H2+2NO+O2→N2+4H2O …… （15）；
优选地，无机金属氨基化物A(NH2) x 占脱硝剂的质量百分比为30%-40%，例如30%、32%、34%、36%、38%、40%等。
金属氢化物AHx占脱硝剂的质量百分比为20%-35%，例如21%、23%、25%、27%、29%、31%、33%、35%等。
优选地，分散剂占脱硝剂的质量百分比为2%-3%，例如2%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%、3%等。偶联剂占脱硝剂的质量百分比为1%-2%，例如1%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2%等。粘结剂占脱硝剂的质量百分比为0.5%-1%，例如0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%等。成膜剂占脱硝剂的质量百分比为0.2%-0.5%，例如0.2%、0.3%、0.4%、0.5%等。
本实施方式中，相比于现有技术中采用的有机含氮化合物，本申请脱硝剂中的无机金属氨基化物A(NH2) x 和金属氢化物AH x 的复合物活性更高，除A(NH2) x 和AH x 各自分解分别产生NH3和H2，A(NH2) x 和AH x 间亦会协同作用，生成H2，促进脱硝反应，使得本申请提供的脱硝剂在650℃左右即有脱硝能力，从而提高烟气脱硝效率。而且，相比现有技术，本申请提供的脱硝剂生成H2还原性气体，能够缓解纯氨基处理方法导致的氨逃逸问题。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种脱硝剂的制备方法，请参阅图5，图5为本申请脱硝剂的制备方法另一实施方式的流程示意图，该制备方法包括如下步骤。
步骤S51，提供无机金属氨基化物、金属氢化物和添加剂；其中，无机金属氨基化物A(NH2) x 包括氨基化锂、氨基化镁、氨基化锂镁合金中至少一种，金属氢化物AH x 包括氢化锂、氢化镁、氢化锂镁中至少一种，添加剂包括分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂。
金属氢化物A(NH2) x 和AH x 的具体性质和反应机理可参阅上述实施方式，此处不再赘述。
步骤S52，将无机金属氨基化物、金属氢化物和分散剂混合均匀，得到第一混合物。分散剂用于促进粉体材料间的分散混合。混合采用卧式搅拌机，搅拌速度为30-60 转/分钟，搅拌时间为10-20分钟。
步骤S53，将第一混合物与偶联剂和粘结剂混合均匀，得到第二混合物。偶联剂用于改善树脂与无机材料界面性能，进一步促进混合，粘结剂用于不同材料的粘结，控制颗粒的尺寸，使第二混合物的颗粒直径为2mm-3mm。混合采用卧式搅拌机，搅拌速度为50-100转/分钟，搅拌时间为5-10分钟。
步骤S54，利用喷射工艺使成膜剂包裹第二混合物的颗粒表面，以得到颗粒状脱硝剂，颗粒直径为2mm-3mm。喷射工艺的温度为150℃-180℃，用于包裹液态成膜剂的干燥；喷射工艺的压力为5bar-10bar，用于控制包裹膜层的含量和厚度。喷射过程的同时对第二混合物进行旋转搅拌，其中，旋转搅拌速率为50-100转/分钟，时间为5-10分钟，以使成膜剂均匀包裹第二混合物的颗粒表面。包裹于颗粒表面的成膜剂能够有效阻止水气和其他气体与脱硝剂的活性成分接触，保证了脱硝剂活性，防潮不结块，延长了储存性。
本申请脱硝剂一方面能够提升脱硝效率，同时缓解了氨逃逸，在添加了分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂的基础上，进一步能够提升脱硝剂的输送性能和储存性能。相比于现有技术中的粉末状固态脱硝剂，本申请制备的颗粒状脱硝剂更易于传输和喷射投料，降低管道和喷枪发生堵塞的概率。
在另一个实施方式中，本申请提供的脱硝剂包括无机金属氨基化物A(NH2) x 、金属氢化物AH x 、催化剂和添加剂，其中，无机金属氨基化物A(NH2) x 包括氨基化锂、氨基化镁、氨基化锂镁合金中至少一种；金属氢化物AH x 包括氢化锂、氢化镁、氢化锂镁中至少一种；催化剂包括硼化钛、硼化铌、氮化钛、氮化铌、碳化钛、碳化铌中至少一种；添加剂包括分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂，其中分散剂包括活性炭或者白炭黑，偶联剂包括硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，粘结剂包括环氧树脂，成膜剂包括聚氨酯或者聚丙烯酸酯。为方便描述，在无机金属氨基化物和金属氢化物中，用A表示金属，可以为Li、Mg、Li2Mg中至少一种，与氨基或氢形成无机金属氨基化物A(NH2) x 或金属氢化物AH x ，其中，x为1-4。
大型焚烧产生含有大量有害NOx的烟气，将本申请脱硝剂喷射至含有烟气的炉膛内，脱硝剂中的上述无机金属氨基化物A(NH2) x 在炉内的高温环境下可直接生成NH3，上述金属氢化物AH x 在炉内的高温环境下可直接生成H2，与烟气中NOx反应，将其还原为N2，实现脱硝。反应机理可参阅如下化学反应式（16）-（20），此处以NO为例。
A(NH2)x→3A2(NH)x+3xNH3→2A3Nx+4xNH3 …… （16）；
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O …… （17）；
2AHx→2A+xH2 …… （18）；
2A(NH2)x+4AHx→4xH2+2A3Nx…… （19）；
4H2+2NO+O2→N2+4H2O …… （20）；
催化剂的引入，可促使部分反应按化学反应式（21）进行：
A(NH2)x+2AHx+2xNO→A3Nx+xN2+2xH2O …… （21）。
优选地，无机金属氨基化物A(NH2) x 占脱硝剂的质量百分比为30%-40%，例如30%、32%、34%、36%、38%、40%等。
金属氢化物AHx占脱硝剂的质量百分比为20%-35%，例如21%、23%、25%、27%、29%、31%、33%、35%等。
优选地，分散剂占脱硝剂的质量百分比为2%-3%，例如2%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%、3%等。偶联剂占脱硝剂的质量百分比为1%-2%，例如1%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2%等。粘结剂占脱硝剂的质量百分比为0.5%-1%，例如0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%等。成膜剂占脱硝剂的质量百分比为0.2%-0.5%，例如0.2%、0.3%、0.4%、0.5%等。
本实施方式中，相比于现有技术中采用的有机含氮化合物，本申请脱硝剂中的无机金属氨基化物A(NH2) x 和金属氢化物AH x 的复合物活性更高，除A(NH2) x 和AH x 各自分解分别产生NH3和H2，A(NH2) x 和AH x 间亦会协同作用，生成H2，促进脱硝反应。引入的催化剂能够作为反应产物A3Nx的形核核心，促进无机金属氨基化物A(NH2) x 和金属氢化物AH x 与NO直接反应，提升脱硝效率，使得本申请提供的脱硝剂在600℃左右即有脱硝能力，从而提高烟气脱硝效率。而且，相比现有技术，本申请提供的脱硝剂生成H2还原性气体，能够缓解纯氨基处理方法导致的氨逃逸问题。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种脱硝剂的制备方法，请参阅图6，图6为本申请脱硝剂的制备方法另一实施方式的流程示意图，该制备方法包括如下步骤。
步骤S61，提供无机金属氨基化物、金属氢化物、催化剂和添加剂；其中，无机金属氨基化物A(NH2) x 包括氨基化锂、氨基化镁、氨基化锂镁合金中至少一种，金属氢化物AH x 包括氢化锂、氢化镁、氢化锂镁中至少一种，催化剂包括硼化钛、硼化铌、氮化钛、氮化铌、碳化钛、碳化铌中至少一种，添加剂包括分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂。
金属氢化物A(NH2) x 、AH x 和催化剂的具体性质和反应机理可参阅上述实施方式，此处不再赘述。
步骤S62，将无机金属氨基化物、金属氢化物、催化剂和分散剂混合均匀，得到第一混合物。分散剂用于促进粉体材料间的分散混合。混合采用卧式搅拌机，搅拌速度为30-60转/分钟，搅拌时间为10-20分钟。
步骤S63，将第一混合物与偶联剂和粘结剂混合均匀，得到第二混合物。偶联剂用于改善树脂与无机材料界面性能，进一步促进混合，粘结剂用于不同材料的粘结，控制颗粒的尺寸，使第二混合物的颗粒直径为2mm-3mm。混合采用卧式搅拌机，搅拌速度为50-100转/分钟，搅拌时间为5-10分钟。
步骤S64，利用喷射工艺使成膜剂包裹第二混合物的颗粒表面，以得到颗粒状脱硝剂，颗粒直径为2mm-3mm。喷射工艺的温度为150℃-180℃，用于包裹液态成膜剂的干燥；喷射工艺的压力为5bar-10bar，用于控制包裹膜层的含量和厚度。喷射过程的同时对第二混合物进行旋转搅拌，其中，旋转搅拌速率为50-100转/分钟，时间为5-10分钟，以使成膜剂均匀包裹第二混合物的颗粒表面。包裹于颗粒表面的成膜剂能够有效阻止水气和其他气体与脱硝剂的活性成分接触，保证了脱硝剂活性，防潮不结块，延长了储存性。
本申请脱硝剂一方面能够提升脱硝效率，同时缓解了氨逃逸，在引入催化剂后，进一步改善了脱硝效率和扩大了反应窗口。在添加了分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂的基础上，进一步能够提升脱硝剂的输送性能和储存性能。相比于现有技术中的粉末状固态脱硝剂，本申请制备的颗粒状脱硝剂更易于传输和喷射投料，降低管道和喷枪发生堵塞的概率。
此外，本申请还提供一种烟气净化方法，请参阅图7，图7为本申请烟气净化方法一实施方式的流程示意图，该烟气净化方法包括如下步骤。
步骤S71，提供脱硝剂。
该脱硝剂为上述实施方式所述的脱硝剂，或者为根据上述实施方式所述的脱硝剂的制备方法制备得到的脱硝剂，具体可参阅上述实施方式，此处不再赘述。
步骤S72，利用气相载体将脱硝剂喷射至含有烟气的炉膛内，以使得脱硝剂与烟气中的NOx反应。
提供脱硝剂之后，进一步利用气相载体（例如空气载体）将脱硝剂喷射至含有烟气的炉膛内，以使得脱硝剂与烟气中的NOx反应，具体反应机理可参阅上述实施方式，以将有毒害的NOx还原为无害的N2排出，实现脱硝，从而满足环保排放要求，将烟气排出。
优选地，脱硝剂的添加量为烟气中NOx质量含量的1.0%-1.5%，例如1%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%等，脱硝剂与烟气中的NOx反应的温度为600℃-1050℃，例如600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃等。
本实施方式中，相比于现有技术中采用的有机含氮化合物，本申请使用的脱硝剂中无机金属氨基化物A(NH2) x 和金属氢化物AH x 的活性更高，且本申请还能够形成NH3和H2的协同作用，使得本申请提供的脱硝剂在600℃左右即有脱硝能力，活性窗口较已报道的炉内脱硝剂明显提升，从而提高烟气脱硝效率。而且，相比现有技术，本申请使用的脱硝剂生成还原性气体NH3的生成率更高，意味着更少的脱硝剂即能产生等量的还原性气体，从而进一步提高烟气脱硝效率。进一步地，本申请脱硝剂生成的还原性气体包括了氢气H2，相比现有技术，能够缓解脱硝过程的氨逃逸。
下面结合一些具体的实施例说明本申请脱硝剂、脱硝剂的制备方法、烟气净化方法及烟气净化效果。
实施例1
称取68份氨基化镁和2.6份白炭黑置于卧式搅拌机混合，搅拌速度为40 转/分钟，搅拌时间为15分钟，得到第一混合物Ta1；进一步地，在Ta1中引入1.6份硅烷偶联剂和0.8份E51环氧树脂，在卧式搅拌机中混合均匀，搅拌速度为80 转/分钟，搅拌时间为5分钟，得到直径2mm-3mm的颗粒状第二混合物Ta2；将Ta2置于旋转机中，旋转搅拌速率为60 转/分钟，搅拌时间为8分钟，搅拌的同时，利用喷射工艺在Ta2表面喷射包裹0.4份聚氨酯，喷射工艺温度为160℃，喷射工艺压力为6 bar，待冷却干燥后得到直径为2mm-3mm的颗粒状脱硝剂Ta。
将实施例1制备所得脱硝剂Ta喷射入炉膛中，脱硝剂Ta的添加量为烟气中NOx重量含量的1.2%，烟道温度为750-800℃，反应时间为3s，表1为脱硝剂Ta喷射前后废气排放结果。
表1 脱硝剂Ta喷射前后NOx和氨逃逸浓度
Figure 436428DEST_PATH_IMAGE002
由表1可以看出，使用脱硝剂Ta后，NOx处理后浓度为88 mg/Nm3，去除率为76.2%，氨逃逸为5 mg/Nm3，处理后NOx和氨逃逸浓度满足超低排放的处理要求（NOx≤ 100 mg/Nm3，NH3≤ 8 mg/Nm3）。
实施例2
称取68份氨基化镁、1.6份氮化钛和2.6份白炭黑置于卧式搅拌机混合，搅拌速度为40 转/分钟，搅拌时间为15分钟，得到第一混合物Tb1；进一步地，在Tb1中引入1.6份硅烷偶联剂和0.8份E51环氧树脂，在卧式搅拌机中混合均匀，搅拌速度为80 转/分钟，搅拌时间为5分钟，得到直径2mm-3mm的颗粒状第二混合物Tb2；将Tb2置于旋转机中，旋转搅拌速率为60 转/分钟，搅拌时间为8分钟，搅拌的同时，利用喷射工艺在Tb2表面喷射包裹0.4份聚氨酯，喷射工艺温度为160℃，喷射工艺压力为6 bar，待冷却干燥后得到直径为2mm-3mm的颗粒状脱硝剂Tb。
将实施例2制备所得脱硝剂Tb喷射入炉膛中，脱硝剂Tb的添加量为烟气中NOx重量含量的1.2%，烟道温度为750-800℃，反应时间为3s，表2为脱硝剂Tb喷射前后废气排放结果。
表2 脱硝剂Tb喷射前后NOx和氨逃逸浓度
Figure 353569DEST_PATH_IMAGE004
由表2可以看出，使用脱硝剂Tb后，NOx处理后浓度为80 mg/Nm3，去除率为78.4%，氨逃逸为3.8 mg/Nm3，处理后NOx和氨逃逸浓度满足超低排放的处理要求（NOx≤ 100 mg/Nm3，NH3≤ 8 mg/Nm3），同时，由于催化剂氮化钛的引入，NOx处理后浓度较使用脱硝剂Ta进一步降低了9%，氨逃逸较使用脱硝剂Ta进一步降低了24%。
实施例3
称取58份氢化镁和2.6份白炭黑置于卧式搅拌机混合，搅拌速度为40 转/分钟，搅拌时间为15分钟，得到第一混合物Tc1；进一步地，在Tc1中引入1.6份硅烷偶联剂和0.8份E51环氧树脂，在卧式搅拌机中混合均匀，搅拌速度为80 转/分钟，搅拌时间为5分钟，得到直径2mm-3mm的颗粒状第二混合物Tc2；将Tc2置于旋转机中，旋转搅拌速率为60 转/分钟，搅拌时间为8分钟，搅拌的同时，利用喷射工艺在Tc2表面喷射包裹0.4份聚氨酯，喷射工艺温度为160℃，喷射工艺压力为6 bar，待冷却干燥后得到直径为2mm-3mm的颗粒状脱硝剂Tc。
将实施例3制备所得脱硝剂Tc喷射入炉膛中，脱硝剂Tc的添加量为烟气中NOx重量含量的1.2%，烟道温度为750-800℃，反应时间为3s，表3为脱硝剂Tc喷射前后废气排放结果。
表3 脱硝剂Tc喷射前后NOx和氨逃逸浓度
Figure 195623DEST_PATH_IMAGE006
由表3可以看出，使用脱硝剂Tc后，NOx处理后浓度为92 mg/Nm3，去除率为75.1%，氨逃逸为0 mg/Nm3，处理后NOx和氨逃逸浓度满足超低排放的处理要求（NOx≤ 100 mg/Nm3，NH3≤ 8 mg/Nm3），采用金属氢化物作为脱硝剂，NOx处理后浓度略高于无机金属氨基化物，这是由于无机金属氨基化物具有更高的反应活性，在更低温度即具有脱硝能力；但金属氢化物作为脱硝剂能够消除氨逃逸问题。
实施例4
称取58份氢化镁、1.6份氮化钛和2.6份白炭黑置于卧式搅拌机混合，搅拌速度为40 转/分钟，搅拌时间为15分钟，得到第一混合物Td1；进一步地，在Td1中引入1.6份硅烷偶联剂和0.8份E51环氧树脂，在卧式搅拌机中混合均匀，搅拌速度为80 转/分钟，搅拌时间为5分钟，得到直径2mm-3mm的颗粒状第二混合物Td2；将Td2置于旋转机中，旋转搅拌速率为60转/分钟，搅拌时间为8分钟，搅拌的同时，利用喷射工艺在Td2表面喷射包裹0.4份聚氨酯，喷射工艺温度为160℃，喷射工艺压力为6 bar，待冷却干燥后得到直径为2mm-3mm的颗粒状脱硝剂Td。
将实施例4制备所得脱硝剂Td喷射入炉膛中，脱硝剂Td的添加量为烟气中NOx重量含量的1.2%，烟道温度为750-800℃，反应时间为3s，表4为脱硝剂Td喷射前后废气排放结果。
表4 脱硝剂Td喷射前后NOx和氨逃逸浓度
Figure 590832DEST_PATH_IMAGE008
由表4可以看出，使用脱硝剂Td后，NOx处理后浓度为83 mg/Nm3，去除率为77.6%，氨逃逸为0 mg/Nm3，处理后NOx和氨逃逸浓度满足超低排放的处理要求（NOx≤ 100 mg/Nm3，NH3≤ 8 mg/Nm3），催化剂氮化钛的引入，NOx处理后浓度较使用脱硝剂Tc进一步降低了10%，采用金属氢化物作为脱硝剂，能够消除氨逃逸问题。
实施例5
称取34份氨基化镁、29份氢化镁和2.6份白炭黑置于卧式搅拌机混合，搅拌速度为40 转/分钟，搅拌时间为15分钟，得到第一混合物Te1；进一步地，在Te1中引入1.6份硅烷偶联剂和0.8份E51环氧树脂，在卧式搅拌机中混合均匀，搅拌速度为80 转/分钟，搅拌时间为5分钟，得到直径2mm-3mm的颗粒状第二混合物Te2；将Te2置于旋转机中，旋转搅拌速率为60转/分钟，搅拌时间为8分钟，搅拌的同时，利用喷射工艺在Te2表面喷射包裹0.4份聚氨酯，喷射工艺温度为160℃，喷射工艺压力为6 bar，待冷却干燥后得到直径为2mm-3mm的颗粒状脱硝剂Te。
将实施例5制备所得脱硝剂Te喷射入炉膛中，脱硝剂Te的添加量为烟气中NOx重量含量的1.2%，烟道温度为750-800℃，反应时间为3s，表5为脱硝剂Te喷射前后废气排放结果。
表5 脱硝剂Te喷射前后NOx和氨逃逸浓度
Figure 405204DEST_PATH_IMAGE010
由表5可以看出，使用脱硝剂Te后，NOx处理后浓度为62 mg/Nm3，去除率为83.2%，氨逃逸为2.5 mg/Nm3，处理后NOx和氨逃逸浓度满足超低排放的处理要求（NOx≤ 100 mg/Nm3，NH3≤ 8 mg/Nm3）。采用脱硝剂Te处理后，其NOx的处理后浓度较Ta和Tc分别降低30%和33%，其氨逃逸较Ta降低了50%。上述结果表明，采用无机金属氨基化物和金属氢化物作为复合脱硝剂能够协同改善NOx的处理效果，缓解氨逃逸。
实施例6
称取34份氨基化镁、29份氢化镁、1.6份氮化钛和2.6份白炭黑置于卧式搅拌机混合，搅拌速度为40 转/分钟，搅拌时间为15分钟，得到第一混合物Tf1；进一步地，在Tf1中引入1.6份硅烷偶联剂和0.8份E51环氧树脂，在卧式搅拌机中混合均匀，搅拌速度为80 转/分钟，搅拌时间为5分钟，得到直径2mm-3mm的颗粒状第二混合物Tf2；将Tf2置于旋转机中，旋转搅拌速率为60 转/分钟，搅拌时间为8分钟，搅拌的同时，利用喷射工艺在Tf2表面喷射包裹0.4份聚氨酯，喷射工艺温度为160℃，喷射工艺压力为6 bar，待冷却干燥后得到直径为2mm-3mm的颗粒状脱硝剂Tf。
将实施例6制备所得脱硝剂Tf喷射入炉膛中，脱硝剂Tf的添加量为烟气中NOx重量含量的1.2%，烟道温度为750-800℃，反应时间为3s，表6为脱硝剂Tf喷射前后废气排放结果。
表6 脱硝剂Tf喷射前后NOx和氨逃逸浓度
Figure 289984DEST_PATH_IMAGE012
由表6可以看出，使用脱硝剂Tf后，NOx处理后浓度为43 mg/Nm3，去除率为88.4%，氨逃逸为1.5 mg/Nm3，处理后NOx和氨逃逸浓度满足超低排放的处理要求（NOx≤ 100 mg/Nm3，NH3≤ 8 mg/Nm3）。催化剂氮化钛的引入，能够使采用脱硝剂Tf处理后的NOx浓度较使用脱硝剂Te进一步降低了30%，氨逃逸进一步降低40%。采用脱硝剂Tf处理后，其NOx的处理后浓度较Tb和Td分别降低46%和48%，其氨逃逸较Tb降低了60%。
对比例1
采用现有技术，将含质量浓度为18%尿素溶液的脱硝剂N喷射入炉膛中，脱硝剂N的添加量为烟气中NOx重量含量的6.5%（排除脱硝剂N中72%质量水的影响），烟道温度为750-800℃，反应时间为3s，表7为脱硝剂N喷射前后废气排放结果。
表7 脱硝剂N喷射前后NOx和氨逃逸浓度
Figure 557017DEST_PATH_IMAGE014
由表7可以看出，采用现有技术，使用相同量脱硝剂N后，NOx处理后浓度为237 mg/Nm3，去除率为36.0%，氨逃逸为58 mg/Nm3，处理后NOx和氨逃逸浓度无法满足超低排放的处理要求（NOx≤ 100 mg/Nm3，NH3≤ 8 mg/Nm3）。由于脱硝剂N在750-800℃间反应活性低，生成的大量NH3无法参与脱硝反应，导致了低的NOx处理效率和氨逃逸问题。
对比例2
采用现有技术，将含质量浓度为36%尿素溶液的脱硝剂N喷射入炉膛中，脱硝剂N的添加量为烟气中NOx重量含量的6.5%（排除脱硝剂N中72%质量水的影响），烟道温度为750-800℃，反应时间为3s，表8为脱硝剂N喷射前后废气排放结果。
表8 脱硝剂N喷射前后NOx和氨逃逸浓度
Figure 755917DEST_PATH_IMAGE016
由表8可以看出，采用现有技术，使用2倍量脱硝剂N后，NOx处理后浓度为210mg/Nm3，去除率为43.2%，氨逃逸为86 mg/Nm3，处理后NOx和氨逃逸浓度无法满足超低排放的处理要求（NOx≤ 100 mg/Nm3，NH3≤ 8 mg/Nm3）。上述结果表明，通过增加脱硝剂N的添加量，能够一定程度降低NOx处理后浓度，但导致了更严重的氨逃逸问题。
对比例3
采用现有技术，将含质量浓度为18%尿素溶液的脱硝剂N喷射入炉膛中，脱硝剂N的添加量为烟气中NOx重量含量的6.5%（排除脱硝剂N中72%质量水的影响），烟道温度为950-1000℃，反应时间为3s，表9为脱硝剂N喷射前后废气排放结果。
表9 脱硝剂N喷射前后NOx和氨逃逸浓度
Figure 424796DEST_PATH_IMAGE018
由表9可以看出，采用现有技术，使用相同量脱硝剂N，在更高的温度下进行反应，NOx处理后浓度为192mg/Nm3，去除率为48.1%，氨逃逸为5 mg/Nm3。合适的温度使得氨逃逸的问题得到缓解，但由于脱硝剂N的反应活性低，处理后NOx浓度仍无法满足超低排放的处理要求（NOx≤ 100 mg/Nm3）。
对比例4
采用现有技术，将含质量浓度为18%尿素溶液的脱硝剂N喷射入炉膛中，脱硝剂N的添加量为烟气中NOx重量含量的6.5%（排除脱硝剂N中72%质量水的影响），烟道温度为750-800℃，反应时间为5s，表10为脱硝剂N喷射前后废气排放结果。
表10 脱硝剂N喷射前后NOx和氨逃逸浓度
Figure 503914DEST_PATH_IMAGE020
由表10可以看出，采用现有技术，使用相同量脱硝剂N，延长反应时间，NOx处理后浓度为217mg/Nm3，去除率为41.3%，氨逃逸为36 mg/Nm3。反应时间的延长，一定程度上降低了NOx处理后浓度，但脱硝剂N低的反应活性，使得处理后NOx浓度仍无法满足超低排放的处理要求（NOx≤ 100 mg/Nm3），且氨逃逸仍大幅超标。
以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种烟气净化方法，其特征在于，包括：
提供脱硝剂；
利用气相载体将所述脱硝剂喷射至含有烟气的炉膛内，以使得所述脱硝剂与烟气中的NOx反应；其中所述脱硝剂的添加量为所述烟气中NOx质量含量的1.0％-1.5％，所述脱硝剂与所述烟气中的NOx反应的温度为600℃-1050℃；
其中，所述脱硝剂包括无机金属氨基化物、金属氢化物和添加剂，所述无机金属氨基化物包括氨基化锂、氨基化镁、氨基化锂镁合金中至少一种，所述金属氢化物包括氢化锂、氢化镁、氢化锂镁中至少一种，且所述无机金属氨基化物占所述脱硝剂的质量百分比为30％-40％，所述金属氢化物占所述脱硝剂的质量百分比为20％-35％，所述添加剂占所述脱硝剂的质量百分比为4.5％-8.5％；
其中，所述添加剂包括分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂，所述脱硝剂还包括催化剂，所述催化剂包括硼化钛、硼化铌、氮化钛、氮化铌、碳化钛、碳化铌中至少一种；且所述脱硝剂为纯固态，所述无机金属氨基化物的气体分解产物仅为NH3，所述金属氢化物的气体分解产物仅为H2；所述脱硝剂能够提高脱硝效率和缓解氨逃逸。
2.根据权利要求1所述的烟气净化方法，其特征在于，所述催化剂占所述脱硝剂的质量百分比为1％-2％。
3.根据权利要求1所述的烟气净化方法，其特征在于，所述分散剂包括活性炭或者白炭黑，所述偶联剂包括硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，所述粘结剂包括环氧树脂，所述成膜剂包括聚氨酯或者聚丙烯酸酯；且所述分散剂、所述偶联剂、所述粘结剂和所述成膜剂占所述脱硝剂的质量百分比分别为2％-3％、1％-2％、0.5％-1％和0.2％-0.5％。
4.一种应用于权利要求1-3任一项所述的烟气净化方法的脱硝剂的制备方法，其特征在于，包括：
提供前驱物、添加剂和催化剂；其中，所述添加剂包括分散剂、偶联剂、粘结剂和成膜剂，所述催化剂包括硼化钛、硼化铌、氮化钛、氮化铌、碳化钛、碳化铌中至少一种，所述前驱物为无机金属氨基化物和金属氢化物，且所述无机金属氨基化物包括氨基化锂、氨基化镁、氨基化锂镁合金中至少一种，所述金属氢化物包括氢化锂、氢化镁、氢化锂镁中至少一种；
将所述前驱物、所述催化剂和所述分散剂混合均匀，得到第一混合物；
将所述第一混合物与所述偶联剂和所述粘结剂混合均匀，得到第二混合物；
利用喷射工艺使所述成膜剂包裹所述第二混合物的颗粒表面，以得到所述脱硝剂；
其中，所述添加剂占所述脱硝剂的质量百分比为4.5％-8.5％，所述无机金属氨基化物占所述脱硝剂的质量百分比为30％-40％，所述金属氢化物占所述脱硝剂的质量百分比为20％-35％；且所述脱硝剂为纯固态，所述无机金属氨基化物的气体分解产物仅为NH3，所述金属氢化物的气体分解产物仅为H2；所述脱硝剂能够提高脱硝效率和缓解氨逃逸。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述喷射工艺的温度为150℃-180℃，所述喷射工艺的压力为5bar-10bar。
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