CN115487664A - 一种高效烟气脱硝剂及其脱硝处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效烟气脱硝剂及其脱硝处理工艺。该脱硝剂包含85‑90质量份有机胺还原剂，5‑8质量份的多元醇类高分子聚合物，4‑5质量份的酮/苯类简单有机物，1‑2质量份钠/钾金属盐。使用上述脱硝剂的处理工艺包括将25‑40℃的含20‑40wt％脱硝剂的溶液，雾化后定量逆流喷射到750‑1100℃锅炉高温区，再分散至锅炉烟气中，与锅炉烟气中的氮氧化物发生反应，降低氮氧化物的含量。本发明提供的脱硝剂具有反应温度窗口宽，脱硝效率高，适应范围广，经济合理等优点，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于脱硝领域，具体涉及一种高效烟气脱硝剂及其脱硝处理工艺。
背景技术
氮氧化物是化学工业、国防工业、电力工业以及锅炉和内燃机等排放气体中有毒物质之一。NOx中对人体的致毒作用危害最大的是NO2,主要影响呼吸系统,可引起支气管炎和肺气肿等疾病；NO2非常容易与动物血液中的色素(Hb)结合,造成血液缺氧而引起中枢神经麻痹。NOx对环境的破坏也十分严重，它不仅是形成酸雨、酸雾的主要污染物，也可与碳氢化合物可形成光化学烟雾，还能参与臭氧层的破坏,氧化亚氮(N2O)在高空同温层中会破坏臭氧层,使较多的紫外线辐射到地面，是温室效应的元凶之一。
烟气脱硝技术指通过还原剂将烟气中的NOx还原成N2的减排技术，如选择性催化还原技术(SCR)、选择性非催化还原技术(SNCR)，等离子体烟气脱硝技术等。烟气脱硝技术的脱硝效率高，如SCR可以达到90％的NOx脱除率，SNCR在实验阶段也有>75％的脱硝效率，目前这两种技术已较为成熟，已被广泛的应用于电站锅炉。
但在实际运行时SCR技术需要增加大量的设备，如SCR反应装置、氨储存及喷氨系统等，在运行时还需要不断更换催化剂，高昂的投资成本及运行成本使得该技术仅仅适用于投资金额大的电站锅炉。且SCR的应用将导致SCR装置后烟气中硫酸氢铵气溶胶的形成，该气溶胶在下游低温受热面附近冷凝沉积，常导致空预器大面积的积灰和堵塞。
SNCR技术简单，投资小，但是反应温度窗较窄，喷氨位置处烟气温度的波动将导致脱硝效率的降低，实际运行时SNCR的脱硝效率仅为50％左右。在电厂SNCR运行时，温度较低会使脱硝效率降低，NH3的泄露增加，对锅炉尾部的空气预热器等装置造成腐蚀。温度较高时由于NH3的氧化也会使脱硝效率下降，NO浓度甚至超过原炉膛中NO浓度。同时，除电厂外一些垃圾、生物质、气化细渣、挥发性有机物(VOCs)的处理工厂也会经常使用SNCR技术脱硝。但是这些工厂的烟气温度普遍不高，使用SNCR技术的脱硝效率低下。因此拓宽SNCR的温度反应区间是极为重要的。
综上所述，亟需找到一种脱硝温度窗口宽的高效烟气脱硝剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效烟气脱硝剂及其脱硝处理工艺，以解决现有脱硝技术存在的问题，拓宽SNCR技术的脱硝温度窗口，大幅度提高SNCR的脱硝效率，实现连续高效的NOx脱除效果，满足不同种类工业锅炉的脱硝要求。
具体地，为实现以上目标，本发明第一方面提供一种高效烟气脱硝剂，所述脱硝剂原料中包括：85-90质量份有机胺还原剂，5-8质量份的高分子聚合物，4-5质量份的简单有机物，1-2质量份金属盐。
进一步的，所述有机胺还原剂为尿素、甲胺、二甲胺、正丁胺、环戊胺、苯二胺、对氨基苯酚中的一种或多种混合物。
进一步的，所述高分子聚合物为多元醇类聚合物；具体为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙二醇二甲醚、聚丙二醇中的一种或多种混合物。
进一步的，所述简单有机物为酮类或苯类有机物；具体为丙酮、丁酮、戊酮、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯的一种或多种混合物。
进一步的，所述金属盐为含钾离子或钠离子的有机化合物；具体为KMnO4、K2CO3、CH3COONa、Na2CO3中的一种或多种混合物。
进一步的，所述脱硝剂使用温度大于725℃。
本发明第二方面提供一种基于上述任一项所述的高效烟气脱硝剂的脱硝处理工艺，所述工艺包括如下步骤：
将25-40℃的上述任一项所述的高效烟气脱硝剂的溶液，雾化后定量逆流喷射到锅炉高温区，再分散至锅炉烟气中，与锅炉烟气中的氮氧化物发生反应，降低氮氧化物的含量。
进一步的，所述高效烟气脱硝剂的溶液为水溶液，所述水溶液中所述高效烟气脱硝剂所占质量分数为20-60wt％。
进一步的，所述锅炉高温区为750-1100℃的高温区。
进一步的，所述定量逆流喷射的脱硝溶液的定量标准为：控制所述溶液中所含有机胺中的N元素与烟气中NOx的摩尔比为1.2-1.5；采用该优先的摩尔配比能够保证提供足量还原剂的同时，又不至于在尾气中产生大量有机物和CO排放。
有益效果：
(1)本发明的高效烟气脱硝剂以有机胺还原剂为基本原料，其含有的大量氨基提供了NH2和还原NOx的活性位点。多醇类高分子聚合物、简单有机物及提供OH和CHi。Na/K金属盐离子激活利于催化氧化还原氮氧化物的反应。各组分协同作用能大幅度提高SNCR在偏低温度小的脱硝效率，同时保持高温下的高脱硝效率，拓宽反应的温度区间。
(2)本发明提高的高效烟气脱硝剂不仅能用于电站锅炉，还能适用于处理各类固体废弃物、挥发性有机物及生物质锅炉烟气中的NOx。调节脱硝剂溶中脱硝剂的质量分数，能处理不同负荷，不同温度下的锅炉烟气。
(3)使用本发明提供的高效烟气脱硝剂及处理工艺，在脱硝剂量与烟气量的适当配比下，脱硝产物为水、N2等其他无污染气体，且价格低廉、制造简单，贮存方便。
附图说明：
图1为本发明的脱硝剂溶液在不同温度下的脱硝效率与纯NH3为原料的SNCR脱硝效率对比。
具体实施方式：
现详细说明本发明的示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。需要说明的是：本发明并不局限于以下的具体实施例，凡在本申请的技术方案上做的等同变换均属于本发明的保护范围。
在本发明中，在未另外作特别说明的情况下，所述的“份”均按质量份计。
本发明中涉及的脱硝率的计算均为：脱硝率＝(脱硝剂处理前锅炉烟气中NOx的含量-脱硝剂处理前锅炉烟气中Nx的含量)÷脱硝剂处理前锅炉烟气中NOx的含量。
具体实施例1：
一种高效烟气脱硝剂，其包含如下组分：
尿素85份，聚乙二醇8份，丙酮5份，醋酸钠2份。
具体实施例2：
一种高效烟气脱硝剂，其包含如下组分：
二甲胺88份，聚乙二醇6份，甲苯5份，碳酸钠1份。
具体实施例3：
一种高效烟气脱硝剂，其包含如下组分：
环戊胺90份，聚乙烯醇5份，丁酮4份，碳酸钾1份。
对比例：
使用纯尿素做脱硝剂。
将上述脱硝剂使用于某生物质电厂锅炉的烟气脱硝，其不做处理的情况下，烟气排放中氮氧化物的浓度为500～600mg/Nm3，平均值在550mg/Nm3。
具体脱硝过程如下：用风机提供的高速气体将计量好的脱硝剂溶液(或对比例中的尿素溶液)输送到炉膛喷枪处，使用由喷枪将脱硝剂喷到锅炉烟气道内。喷枪位置选择在烟气温度650～1100℃的不同温度位置，在不同温度下，脱硝剂溶液与锅炉烟气中的NOx进行反应。
定量输送脱硝剂溶液时，控制各实施例中的中NH2基团的物质的量与烟气汇总NOx的物质的量之比为1.5。
各实施例与对比例在不同温度下的脱硝效率如图1所示。从图中由图1可知，采用具体实施例1/2/3进行上述脱硝反应，最高脱硝率大约为95％，并且在750-1100℃下均能实现较高的脱硝效果。脱硝反应温度窗口与对比例相比较宽。
Claims (10)
1.一种高效烟气脱硝剂，其特征在于：所述脱硝剂原料中包括：85-90质量份有机胺还原剂，5-8质量份的高分子聚合物，4-5质量份的简单有机物，1-2质量份金属盐。
2.根据权利要求1所述的高效烟气脱硝剂，其特征在于：所述有机胺还原剂为尿素、甲胺、二甲胺、正丁胺、环戊胺、苯二胺、对氨基苯酚中的一种或多种混合物。
3.根据权利要求1所述的高效烟气脱硝剂，其特征在于：所述高分子聚合物为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙二醇二甲醚、聚丙二醇中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的高效烟气脱硝剂，其特征在于：所述简单有机物为丙酮、丁酮、戊酮、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯的一种或多种混合物。
5.根据权利要求1所述的高效烟气脱硝剂，其特征在于：所述金属盐为含钾离子或钠离子的有机化合物，为KMnO4、K2CO3、CH3COONa、Na2CO3中的一种或多种混合物。
6.根据权利要求1所述的高效烟气脱硝剂，其特征在于：所述脱硝剂使用温度大于725℃。
7.一种基于权利要求1-5中任一项所述的高效烟气脱硝剂的脱硝处理工艺，其特征在于：所述工艺包括如下步骤：
将25-40℃的权利要求1-5任一项所述的高效烟气脱硝剂的溶液，雾化后定量逆流喷射到锅炉高温区，再分散至锅炉烟气中，与锅炉烟气中的氮氧化物发生反应，降低氮氧化物的含量。
8.根据权利要求7所述的高效烟气脱硝剂的脱硝处理工艺，其特征在于：所述高效烟气脱硝剂的溶液为水溶液，所述水溶液中所述高效烟气脱硝剂所占质量分数为20-60wt％。
9.根据权利要求7所述的高效烟气脱硝剂的脱硝处理工艺，其特征在于：所述锅炉高温区为750-1100℃的高温区。
10.根据权利要求7所述的高效烟气脱硝剂的脱硝处理工艺，其特征还在于：所述定量逆流喷射的脱硝溶液的定量标准为：控制所述溶液中所含有机胺中的N元素与烟气中NOx的摩尔比为1.2-1.5。
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| CN106823721A (zh) * | 2017-02-23 | 2017-06-13 | 中国石油大学(北京) | 一种烟气脱硫脱硝剂及其制备方法和应用 |
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2022
- 2022-03-07 CN CN202210221855.1A patent/CN115487664A/zh active Pending
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