一种低成本烟气脱硝的方法与流程

文档序号:12326667阅读:520来源:国知局

本发明涉及大气污染治理领域,具体的涉及一种低成本烟气脱硝的方法。



背景技术:

NOX是造成大气污染的主要污染源之一,它包括NO,NO2,N2O5,N2O3,NO3,N2O4等,污染大气的主要是NO和NO2。NOX的排放会给自然环境和人类生产、活动带来严重的危害,包括对人体的致毒作用、对植物的损害作用、形成酸雨或酸雾、与碳氢化合物形成光化学烟雾、破坏臭氧层等。NOX的来源一般分为自然来源和人为来源,随着工业的发展,人类活动产生的NOX已经成为其主要来源,目前,NOX的污染状况已引起国际社会的广泛关注。

近年来,国内外对氮氧化物控制技术的研究取得了很大的进展。烟气脱硝技术是一种NOX生成后进行控制的技术,主要是通过各种物理、化学过程固定烟气中的NOX或者使烟气中的NOX还原成N2,也称为烟气脱氮技术。常用的方法有催化还原法、吸收和吸附三类。对于催化还原法是在催化剂的作用下,脱硝剂与烟气中的NOX反应生成无害的N2和水,从而除去烟气中的NOX。催化剂、脱硝剂的种类是影响NOX脱除效率的关键,若其选用不当,不仅使得脱硝效率降低,且提高了脱硝的成本。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种低成本烟气脱硝方法,该方法脱硝效率高,脱硝剂、催化剂使用量小,且催化剂使用时间长,大大节约了成本。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种低成本烟气脱硝的方法,该方法包括:将经过脱硫除尘后的烟气在催化还原脱硝的条件下,向脱硝剂和烟气的混合物中注入扰动介质,对脱硝剂和烟气的混合物进行扰动,然后将脱硝剂和烟气的混合物与催化剂接触;

其中,所述催化剂的制备方法包括以下步骤:

(1)将陶土、聚甲基丙烯酸甲酯和羧甲基纤维素钠分散在乙醇中,混合均匀,得到混合物;

(2)将混合物放进模具中压制成型,110-115℃下干燥12-15h,得到干燥物;

(3)将步骤(2)制得的干燥物经高温煅烧2h,取出冷却后,粉碎过筛分至粒径20-30目;

(4)将过筛后的颗粒浸泡在硝酸溶液中,60-80℃下处理1-4h,然后过滤,用去离子水洗涤,干燥,然后干燥后的物质浸泡在锰、铈的前驱体溶液中,静置10-20h,干燥,最后在惰性气体保护下400-500℃下煅烧2h,得到催化剂。

作为上述技术方案的优选,所述脱硝剂是由石灰石粉、硅藻土、尿素、水复配而成。

作为上述技术方案的优选,所述石灰石粉、硅藻土、尿素、水的质量比为(5-8):10:(0.5-1.1):(3-6)。

作为上述技术方案的优选,所述扰动介质为空气或氮气的一种或两种混合。

作为上述技术方案的优选,步骤(2)中,所述压制成型时的压力为10-20MPa。

作为上述技术方案的优选,步骤(3)中,所述高温煅烧的温度为900-1200℃,煅烧时以氩气、氦气或氮气作为保护气体。

作为上述技术方案的优选,步骤(4)中,所述锰前驱体为硝酸锰、醋酸锰、乙酸锰中的一种,铈的前驱体为硝酸铈、硝酸铵铈中的一种。

作为上述技术方案的优选,步骤(4)中,所述硝酸溶液的质量浓度为35-55%。

作为上述技术方案的优选,步骤(1)中,所述陶土、聚甲基丙烯酸甲酯和羧甲基纤维素钠的质量比为(15-20):(8-12):5。

本发明具有以下有益效果:

本发明首先对烟气进行脱硫和除尘处理,避免高灰高硫型烟气致使催化剂孔堵塞、硫中毒,而且还提高了脱硝的效率,节约了成本;本发明采用陶土、聚甲基丙烯酸甲酯和羧甲基纤维素钠复配作为载体,负载有锰、铈的氧化物,该催化剂低温催化活性好,可以有效提高脱硝的效率,且其使用寿命长,大大节约了脱硝成本;本发明采用的脱硝剂吸附效率高,无毒环保。

具体实施方式:

为了更好的理解本发明,下面通过实施例对本发明进一步说明,实施例只用于解释本发明,不会对本发明构成任何的限定。

实施例1

(1)催化剂的制备:

a)将陶土、聚甲基丙烯酸甲酯和羧甲基纤维素钠分散在乙醇中,混合均匀,得到混合物,其中,陶土、聚甲基丙烯酸甲酯和羧甲基纤维素钠的质量比为15:8:5;

b)将混合物放进模具中压制成型,成型时的压力为10MPa,110℃下干燥12h,得到干燥物;

c)将步骤(b)制得的干燥物在氩气作为保护气体的条件下900℃煅烧2h,取出冷却后,粉碎过筛分至粒径20-30目;

d)将过筛后的颗粒浸泡在质量浓度为35%的硝酸溶液中,60℃下处理1h,然后过滤,用去离子水洗涤,干燥,然后干燥后的物质浸泡在硝酸锰、硝酸铈的溶液中,静置10h,干燥,最后在惰性气体保护下400℃下煅烧2h,得到催化剂;

(2)将经过脱硫除尘后的烟气在催化还原脱硝的条件下,向脱硝剂和烟气的混合物中注入扰动介质,对脱硝剂和烟气的混合物进行扰动,然后将脱硝剂和烟气的混合物与催化剂接触;其中,脱硝剂是由石灰石粉、硅藻土、尿素、水复配而成,各组分的质量比为5:10:0.5:3。

实施例2

(1)催化剂的制备:

a)将陶土、聚甲基丙烯酸甲酯和羧甲基纤维素钠分散在乙醇中,混合均匀,得到混合物,其中,陶土、聚甲基丙烯酸甲酯和羧甲基纤维素钠的质量比为20:12:5;

b)将混合物放进模具中压制成型,成型时的压力为20MPa,115℃下干燥15h,得到干燥物;

c)将步骤(b)制得的干燥物在氦气作为保护气体的条件下1200℃煅烧2h,取出冷却后,粉碎过筛分至粒径20-30目;

d)将过筛后的颗粒浸泡在质量浓度为55%的硝酸溶液中,80℃下处理4h,然后过滤,用去离子水洗涤,干燥,然后干燥后的物质浸泡在醋酸锰、硝酸铵铈的溶液中,静置20h,干燥,最后在惰性气体保护下500℃下煅烧2h,得到催化剂;

(2)将经过脱硫除尘后的烟气在催化还原脱硝的条件下,向脱硝剂和烟气的混合物中注入扰动介质,对脱硝剂和烟气的混合物进行扰动,然后将脱硝剂和烟气的混合物与催化剂接触;其中,脱硝剂是由石灰石粉、硅藻土、尿素、水复配而成,各组分的质量比为8:10:1.1:6。

实施例3

(1)催化剂的制备:

a)将陶土、聚甲基丙烯酸甲酯和羧甲基纤维素钠分散在乙醇中,混合均匀,得到混合物,其中,陶土、聚甲基丙烯酸甲酯和羧甲基纤维素钠的质量比为16:9:5;

b)将混合物放进模具中压制成型,成型时的压力为15MPa,110℃下干燥13h,得到干燥物;

c)将步骤(b)制得的干燥物在氮气作为保护气体的条件下1000℃煅烧2h,取出冷却后,粉碎过筛分至粒径20-30目;

d)将过筛后的颗粒浸泡在质量浓度为40%的硝酸溶液中,65℃下处理2h,然后过滤,用去离子水洗涤,干燥,然后干燥后的物质浸泡在硝酸锰、硝酸铵铈的溶液中,静置12h,干燥,最后在惰性气体保护下420℃下煅烧2h,得到催化剂;

(2)将经过脱硫除尘后的烟气在催化还原脱硝的条件下,向脱硝剂和烟气的混合物中注入扰动介质,对脱硝剂和烟气的混合物进行扰动,然后将脱硝剂和烟气的混合物与催化剂接触;其中,脱硝剂是由石灰石粉、硅藻土、尿素、水复配而成,各组分的质量比为6:10:0.7:4。

实施例4

(1)催化剂的制备:

a)将陶土、聚甲基丙烯酸甲酯和羧甲基纤维素钠分散在乙醇中,混合均匀,得到混合物,其中,陶土、聚甲基丙烯酸甲酯和羧甲基纤维素钠的质量比为17:10:5;

b)将混合物放进模具中压制成型,成型时的压力为20MPa,110℃下干燥14h,得到干燥物;

c)将步骤(b)制得的干燥物在氮气作为保护气体的条件下1100℃煅烧2h,取出冷却后,粉碎过筛分至粒径20-30目;

d)将过筛后的颗粒浸泡在质量浓度为45%的硝酸溶液中,70℃下处理3h,然后过滤,用去离子水洗涤,干燥,然后干燥后的物质浸泡在乙酸锰、硝酸铈的溶液中,静置14h,干燥,最后在惰性气体保护下460℃下煅烧2h,得到催化剂;

(2)将经过脱硫除尘后的烟气在催化还原脱硝的条件下,向脱硝剂和烟气的混合物中注入扰动介质,对脱硝剂和烟气的混合物进行扰动,然后将脱硝剂和烟气的混合物与催化剂接触;其中,脱硝剂是由石灰石粉、硅藻土、尿素、水复配而成,各组分的质量比为7:10:0.8:5。

实施例5

(1)催化剂的制备:

a)将陶土、聚甲基丙烯酸甲酯和羧甲基纤维素钠分散在乙醇中,混合均匀,得到混合物,其中,陶土、聚甲基丙烯酸甲酯和羧甲基纤维素钠的质量比为18:11:5;

b)将混合物放进模具中压制成型,成型时的压力为20MPa,115℃下干燥14h,得到干燥物;

c)将步骤(b)制得的干燥物在氩气作为保护气体的条件下1150℃煅烧2h,取出冷却后,粉碎过筛分至粒径20-30目;

d)将过筛后的颗粒浸泡在质量浓度为50%的硝酸溶液中,75℃下处理3.5h,然后过滤,用去离子水洗涤,干燥,然后干燥后的物质浸泡在乙酸锰、硝酸铵铈的溶液中,静置17h,干燥,最后在惰性气体保护下475℃下煅烧2h,得到催化剂;

(2)将经过脱硫除尘后的烟气在催化还原脱硝的条件下,向脱硝剂和烟气的混合物中注入扰动介质,对脱硝剂和烟气的混合物进行扰动,然后将脱硝剂和烟气的混合物与催化剂接触;其中,脱硝剂是由石灰石粉、硅藻土、尿素、水复配而成,各组分的质量比为7.5:10:1:5.5。

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