專利名稱：煙氣的一體化脫硫脫氮催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)法生物質(zhì)氣化燃?xì)?、沼氣及燃煤、燃油鍋爐煙氣的脫 硫脫氮的催化劑。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)氣化燃?xì)狻⒄託饧叭济?、燃油鍋爐煙氣含有大量二氧化硫、三氧化 硫和氮氧化物，如果利用傳統(tǒng)的噴鈣脫硫技術(shù)、氧化鐵技術(shù)，很難脫除，且存 在二次污染。目前國內(nèi)多數(shù)的脫硫裝置全部是花巨資從國外引進(jìn)的，生物質(zhì)氣 化燃?xì)?、沼氣及燃煤、燃油鍋爐煙氣脫硫脫氮成本較高。每年要產(chǎn)生大量二氧 化硫和氮氧化物對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，該污染問題一直是國家重點關(guān)注的問題。
目前，國內(nèi)外目前還沒有投資少、運行成本低、同時解決脫硫和脫氮氧化物 且效率高的技術(shù)。
2003年公開的中國專利申請03113768. 7提供了一種尿素催化劑處理煙氣同 時脫硫脫氮的方法，該方法以尿素作吸收劑，煙氣從吸收塔進(jìn)口連續(xù)進(jìn)入，在 吸收塔中與吸收液充分混合反應(yīng)，去除S02和N0x，其特征是，采用二氧化鈦或 硅藻土作催化劑配制吸收液，并回收硫酸銨和硝酸銨作肥料。該方法中的尿素 只能作為無機(jī)硫的脫除劑，并不能將煙氣中的有機(jī)硫脫除或?qū)⒂袡C(jī)硫轉(zhuǎn)化為無 機(jī)硫，單純的尿素也不能有效降低煙氣的酸度，因此其脫硫和脫氮效果并不理 想，工業(yè)應(yīng)用的價值低，且不適應(yīng)生物質(zhì)氣化燃?xì)夂驼託饷摿颉?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種脫硫脫氮效率高、能有效脫除生物質(zhì)氣化燃?xì)狻?沼氣及燃煤、燃油鍋爐煙氣中的有機(jī)硫，同時固硫殘渣穩(wěn)定性高的生物質(zhì)氣化 燃?xì)?、沼氣及燃煤、燃油鍋爐煙氣脫硫脫氮的催化劑。
上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)
煙氣的一體化脫硫脫氮催化劑，其組成包括氫氧化鈉、尿素、 一乙醇胺、
二乙醇胺，所述的氫氧化鈉的重量份數(shù)為17-23,所述的尿素的重量份數(shù)為 30-60，所述的一乙醇胺的重量份數(shù)為3-10,所述的二乙醇胺的重量份數(shù)為
325-55。
所述的煙氣的一體化脫硫脫氮催化劑，所述的氫氧化鈉為純度97%的工業(yè)級 氫氧化鈉，所述的尿素為總氮含量46%的工業(yè)級尿素，所述的一乙醇胺為總胺量 99%的工業(yè)級一乙醇胺，所述的二乙醇胺為總胺量96%的工業(yè)級二乙醇胺。
這個技術(shù)方案有以下有益效果
1. 本發(fā)明原料成本低，配制簡單，能在同一操作中同時進(jìn)行脫硫脫氮反應(yīng)， 并能有效脫除生物質(zhì)氣化燃?xì)狻⒄託饧叭济?、燃油鍋爐煙氣中的有機(jī)硫。使用 該催化劑進(jìn)行生物質(zhì)氣化燃?xì)?、沼氣及燃煤、燃油鍋爐煙氣的脫硫脫氮方法簡 單易行，同時不需要對設(shè)備進(jìn)行改動，通過現(xiàn)有的凈化裝置即可操作，脫硫率 能夠達(dá)到95%以上，脫氮率達(dá)到50%以上。
2. 本發(fā)明的催化劑，和使用該催化劑進(jìn)行生物質(zhì)氣化燃?xì)?、沼氣及燃煤?燃油鍋爐煙氣的脫硫脫氮方法可用于各種燃燒含硫、含氮化物的燃煤、渣油和 瀝青等鍋爐的煙氣及沼氣的凈化。
3. 本發(fā)明中的氫氧化鈉在催化脫硫脫氮反應(yīng)時可降低生物質(zhì)氣化燃?xì)?、?氣及燃煤、燃油鍋爐煙氣的酸度、縮短反應(yīng)時間、提高脫硫脫氮效率；尿素為 無機(jī)硫脫出反應(yīng)劑，可以提高其生物質(zhì)氣化燃?xì)?、沼氣及燃煤、燃油鍋爐煙氣 中脫硫效果及固硫殘渣硫酸鹽的長期貯存穩(wěn)定性，以便使固硫殘渣可以應(yīng)用到 建筑材料上。所述的一乙醇胺為生物質(zhì)氣化燃?xì)狻⒄託饧叭济?、燃油鍋爐煙氣 中有機(jī)硫的脫出劑，能提高脫硫脫氮效率。所述的二乙醇胺為有機(jī)硫轉(zhuǎn)化成無 機(jī)硫的轉(zhuǎn)化催化劑，它先將生物質(zhì)氣化燃?xì)?、沼氣及燃煤、燃油鍋爐煙氣中的 有機(jī)硫催化轉(zhuǎn)變成無機(jī)硫后，再配合氫氧化鈉、尿素、 一乙醇胺將已轉(zhuǎn)換成的 無機(jī)硫固化到殘渣中，使殘渣中的硫長期穩(wěn)定不反彈，可以做建筑材料使用。 該催化劑的各原料組合使用能夠保證處理后的生物質(zhì)氣化燃?xì)狻⒄託饧叭济骸?燃油鍋爐煙氣達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
4. 本發(fā)明進(jìn)行生物質(zhì)氣化燃?xì)狻⒄託饧叭济?、燃油鍋爐煙氣的脫硫脫氮時， 可以根據(jù)生物質(zhì)氣化燃?xì)?、沼氣及燃煤、燃油鍋爐煙氣中二氧化硫的濃度調(diào)節(jié) 噴灑的催化劑溶液的量。脫硫脫氮催化劑和生物質(zhì)氣化燃?xì)?、沼氣及燃煤、?油鍋爐煙氣充分接觸后，通過固液分離裝置將脫硫脫氮反應(yīng)后的催化劑溶液中的硫酸鹽和硝酸鹽固渣分離出去，部分未參與脫硫脫氮反應(yīng)的催化劑可以繼續(xù) 循環(huán)使用。分離出的硫酸鹽和硝酸鹽可以作為建筑原料使用。
本發(fā)明的
具體實施例方式
實施例1:
生物質(zhì)氣化燃?xì)?、沼氣及燃煤、燃油鍋爐煙氣的一體化脫硫脫氮催化劑， 其組成包括氫氧化鈉、尿素、 一乙醇胺、二乙醇胺，所述的氫氧化鈉的重量 份數(shù)為17-23,所述的尿素的重量份數(shù)為30-60，所述的一乙醇胺的重量份數(shù)為 3-10,所述的二乙醇胺的童量份數(shù)為25-55。
所述的生物質(zhì)氣化燃?xì)?、沼氣及燃煤、燃油鍋爐煙氣的一體化脫硫脫氮催 化劑，所述的氫氧化鈉為純度97%的工業(yè)級氫氧化鈉，所述的尿素為總氮含量 46%的工業(yè)級尿素，所述的一乙醇胺為總胺量99%的工業(yè)級一乙醇胺，所述的二 乙醇胺為總胺量96%的工業(yè)級二乙醇胺。
實施例2:
生物質(zhì)氣化燃?xì)?、沼氣及燃煤、燃油鍋爐煙氣的一體化脫硫脫氮催化劑， 其組成包括氫氧化鈉、尿素、 一乙醇胺、二乙醇胺，所述的氫氧化鈉20%,尿 素43%, —乙醇胺8%, 二乙醇胺33%。
實施例3:
本發(fā)明還可以按下列組分和配比取原料17kg氫氧化鈉，33kg尿素、7kg 一乙醇胺、43kg二乙醇胺，混合得到生物質(zhì)氣化燃?xì)?、沼氣及燃煤、燃油鍋爐 煙氣的脫硫脫氮催化劑。
實施例4:
以鴻福沼氣綜合利用工程凈化裝置為實驗設(shè)備，沼氣硫含量為2. 6%。將實
溶液在凈化裝內(nèi)與沼氣充分接觸，按催化劑溶液重量與沼氣重量比為3:1，消耗 的催化劑與沼氣中硫的劑硫比為2. 3:1。經(jīng)脫硫脫氮處理后的沼氣完全達(dá)到使用
標(biāo)準(zhǔn)，該處理前后沼氣的含硫和含氮量對比數(shù)據(jù)見表l。
表l處理前后沼氣的含硫和含氮對比數(shù)據(jù)
項目名稱 處理前沼氣(mg/Nm3)處理后沼氣(mg/Nm3)二氧化硫 2890 123
氮氧化物 686 3.7
實施例5:
本發(fā)明還可以按下列組分和配比取原料20kg氫氧化鈉，38kg尿素、7kg 一乙醇胺、43kg二乙醇胺，混合得到生物質(zhì)氣化燃?xì)?、沼氣及燃煤、燃油鍋爐 煙氣的脫硫脫氮催化劑。
實施例6:
以某發(fā)電廠燃煤鍋爐為實驗設(shè)備，以神華燃煤為原料，該燃煤硫含量為 3.2%，煙氣中二氧化硫含量為4000mg/NnT4600mg/NmS左右。在排煙處增加一煙 氣凈化塔。將實施例3制備的108kg催化劑與400kg的水混合配制成催化劑的 水溶液，將該水溶液由凈化塔頂部噴撒使其與煙氣充分接觸，噴撒量按催化劑 溶液重量與燃煤重量比為5:1，消耗的催化劑與煤中硫的劑硫比為3.5:1。經(jīng)脫 硫脫氮處理后的煙氣完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，該處理前后煙氣的含硫和含氮量對比 數(shù)據(jù)見表2
表2實施例5處理前后煙氣的含硫和含氮對比數(shù)據(jù)
處理前煙氣排放濃度處理后煙氣排放濃度
項目名稱
(mg/Nm3) (mg/Nm3) 二氧化硫3980 156 氮氧化物 866 4.7
由上表可以看出，采用本發(fā)明實施例提供的催化劑和脫硫脫氮方法處理后的 煙氣能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，以二氧化硫計算的脫硫率達(dá)到％%，脫氮率達(dá)到53% 實施例7:
按下列組分和配比取原料18kg氫氧化鈉、32kg尿素、6kg—乙醇胺、35kg 二乙醇胺，得到生物質(zhì)氣化燃?xì)狻⒄託饧叭济?、燃油鍋爐煙氣的脫硫脫氮催化 劑，將該催化劑各原料加入到300kg水中配成催化劑溶液。該催化劑的技術(shù)指標(biāo)見表3
表3生物質(zhì)氣化燃?xì)?、沼氣及燃煤、燃油鍋爐煙氣的脫硫脫氮催化劑溶液的各項技術(shù)指標(biāo)
項目
密度,g/cm3
運動粘度，隱Vs (20'C) 顏色 機(jī)械雜質(zhì)，％ 水溶性酸堿pH值
指標(biāo)
1.27
4. 00 無色透明 0. 03 14
本發(fā)明還可以按下列組分和配比取原料20kg氫氧化鈉，45kg尿素、8kg 一乙醇胺、30kg二乙醇胺，得到生物質(zhì)氣化燃?xì)?、沼氣及燃煤、燃油鍋爐煙氣 的脫硫脫氮催化劑，將該催化劑各原料依次加入到600kg水中配成催化劑溶液。
實施例9:
以燃油鍋爐為實驗設(shè)備，以福建高硫渣油為燃料，該高硫渣油的硫含量為
3.2%,煙氣中的二氧化硫含量為6000mg/Nm3左右。在排煙出增加一煙氣凈化裝 置，煙氣該裝置中通過，將實施例6制備的催化劑水溶液由凈化裝置頂部迎煙 氣流動方向的噴撒使其與煙氣充分接觸，噴撒量按催化劑溶液重量與燃煤重量 比為7:1，消耗的催化劑與渣油中硫的劑硫比為4:1。經(jīng)脫硫脫氮處理后的煙氣 完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，該處理前后煙氣的含硫和含氮量對比數(shù)據(jù)見表4。
表4實施例8處理前后煙氣的含硫和含氮量對比數(shù)據(jù)
處理前煙氣排放濃度處理后煙氣排放濃度
項目名稱
二氧化硫 氮氧化物
(mg/Nm3) 6300 580
(mg/Nm3) 256 183
實施例10:以阿城新利鄉(xiāng)秸稈氣化工程中脫硫裝置為實驗設(shè)備，燃?xì)饬蚝?水溶液，將該水溶液在脫硫裝置內(nèi)使用，按催化劑溶液重量與燃?xì)庵亓勘葹?:1,消耗的催化劑與燃?xì)庵辛虻膭┝虮葹?. 5:1。經(jīng)脫硫處理后的燃?xì)馔耆_(dá)到使用 標(biāo)準(zhǔn)，該處理前后燃?xì)獾暮蛄繉Ρ葦?shù)據(jù)見表5
表5處理前后沼氣的含硫?qū)Ρ葦?shù)據(jù) 項目名稱 處理前沼氣(mg/Nm3)處理后沼氣(mg/Nm3)
氧化硫 3960 14權(quán)利要求
1. 一種煙氣的一體化脫硫脫氮催化劑，其組成包括氫氧化鈉、尿素、一乙醇胺、二乙醇胺，其特征是所述的氫氧化鈉的重量份數(shù)為17-23，所述的尿素的重量份數(shù)為30-60，所述的一乙醇胺的重量份數(shù)為3-10，所述的二乙醇胺的重量份數(shù)為25-55。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣的一體化脫硫脫氮催化劑，其特征是所述 的氫氧化鈉為純度9796的工業(yè)級氫氧化鈉，所述的尿素為總氮含量4696的工業(yè)級 尿素，所述的一乙醇胺為總胺量99%的工業(yè)級一乙醇胺，所述的二乙醇胺為總胺 量96%的工業(yè)級二乙醇胺。
全文摘要
煙氣的一體化脫硫脫氮催化劑，生物質(zhì)氣化燃?xì)?、沼氣及燃煤、燃油鍋爐煙氣含有大量二氧化硫和氮氧化物，如果利用傳統(tǒng)的噴鈣脫硫技術(shù)，很難脫除。目前國內(nèi)多數(shù)的脫硫裝置全部是花巨資從國外引進(jìn)的，生物質(zhì)氣化燃?xì)?、沼氣及燃煤、燃油鍋爐煙氣脫硫脫氮成本較高。每年要產(chǎn)生大量二氧化硫和氮氧化物對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，該污染問題一直是國家重點關(guān)注的問題。本發(fā)明組成包括氫氧化鈉、尿素、一乙醇胺、二乙醇胺，所述的氫氧化鈉的重量份數(shù)為17-23，所述的尿素的重量份數(shù)為30-60，所述的一乙醇胺的重量份數(shù)為3-10，所述的二乙醇胺的重量份數(shù)為25-55。本發(fā)明用于燃燒排放物的脫硫脫氮。
文檔編號B01D53/60GK101502747SQ200910006329
公開日2009年8月12日 申請日期2009年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月3日
發(fā)明者勇 王 申請人:勇 王