一種脫硝用氯化鋁的再生方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種脫硝用氯化侶的再生方法，屬于大氣污染控制和相關(guān)環(huán)境保護(hù)技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 人類活動(dòng)產(chǎn)生的氮氧化物(NOx)主要包括NO和N02,其中由燃料燃燒產(chǎn)生的占90% W上，其次是硝酸生產(chǎn)、化工制藥的硝化反應(yīng)、金屬表面和半導(dǎo)體處理等工業(yè)過程。NOx對(duì)人 有致毒作用，大量的氮氧化物排放還是引起大氣光化學(xué)霧和酸雨的主要原因之一。中國(guó)環(huán) 境狀況公報(bào)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明我國(guó)城市酸雨中氮氧化物的貢獻(xiàn)在不斷增加，一些地方的酸雨污 染性質(zhì)已開始由硫酸型向硝酸根離子不斷增加的復(fù)合型轉(zhuǎn)化（國(guó)家環(huán)保部：2010年中國(guó)環(huán) 境狀況公報(bào)）。近年來，國(guó)家新制定了一些新法律、法規(guī)，對(duì)氮氧化物特別是火電等燃燒過程 排放的氮氧化物作出了更加嚴(yán)格的控制和減排規(guī)定。
[0003] -般地，火力發(fā)電廠等W化石燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣中的氮氧化物濃度約為幾百到 幾千卵m，其中90% W上是一氧化氮。目前選擇性催化轉(zhuǎn)化法(SCR)是目前治理煙氣NOx的主 要手段之一，但催化劑對(duì)運(yùn)行條件要求嚴(yán)格，需要氨作為還原劑，氣流中含有硫化物和粉塵 等對(duì)催化劑的壽命影響很大，特別是對(duì)W煤為燃料的火電廠的運(yùn)行費(fèi)用很高;濕法是采用 溶液對(duì)各種工業(yè)過程產(chǎn)生的NOx進(jìn)行吸收，是低溫排放源處理的主要方法，主要有氧化吸收 法和還原吸收法兩種，其中，氧化法是采用臭氧、過氧化氨和次氯酸鋼等作為氧化吸收劑， 進(jìn)行吸收處理;還原法是采用亞硫酸鋼、硫化鋼和尿素等作為還原劑，進(jìn)行吸收處理。但對(duì) 含一氧化氮較多氮氧化物，由于一氧化氮在溶液中的溶解度很小，吸收效率較低，藥劑較 貴，運(yùn)行費(fèi)用高。因此，急需研發(fā)新的氮氧化物凈化和處理技術(shù)。
[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種脫硝用氯化侶的再生方法，用于從氣流中去除氮氧化 物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種脫硝用氯化侶再生方法，用于在氣-固反 應(yīng)塔內(nèi)氯化侶固體顆粒與氣流中的氮氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成的固體產(chǎn)物的再生，并可 回收硝酸。
[0006] 本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供上述脫硝用氯化侶再生方法的專用裝 置，具有操作方便、處理效率高、處理量大的特點(diǎn)。
[0007] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種脫硝用氯化侶的再生方法， 其特征是把在氣-固反應(yīng)塔內(nèi)氯化侶固體顆粒與氣流中的氮氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成的 固體產(chǎn)物導(dǎo)入氯化侶再生爐，在真空或惰性氣體保護(hù)氛圍中加熱到一定溫度，釋放出被吸 收的氮氧化物，使固體產(chǎn)物重新轉(zhuǎn)化為氯化侶，待被吸收的氮氧化物釋放完后，再向氯化侶 再生爐導(dǎo)入氯化氨氣體，使固體產(chǎn)物中的堿式氯化侶和氨氧化侶等轉(zhuǎn)化氯化侶，從而達(dá)到 再生的目的。
[0008] 所述的氯化侶再生爐結(jié)構(gòu)形式可采用化工單元操作常用的氣-固接觸反應(yīng)器，如 固定床、沸騰床、流動(dòng)床，循環(huán)流化床或移動(dòng)床等反應(yīng)器，也可采用帶機(jī)械攬拌的反應(yīng)蓋，可 采用序批投料和連續(xù)投料方式，具體可參看化工反應(yīng)相關(guān)設(shè)備手冊(cè)，效果大體相當(dāng)。W序批 投料的固定床立式反應(yīng)器為例，所述的再生爐設(shè)置有所述的固體產(chǎn)物加入口，惰性氣體進(jìn) 口（或氯化氨氣體進(jìn)口），氮氧化物氣體排出口（或抽真空口）和氣態(tài)氯化侶排出口等。
[0009] 再生爐內(nèi)壓力通常為稍高于常壓或常壓或負(fù)壓(真空），常壓下所述的固體產(chǎn)物釋 放所吸收的氮氧化物的加熱溫度范圍一般為l〇〇°CW上，優(yōu)選溫度范圍為180°C-35(rC，負(fù) 壓下加熱溫度可低些。實(shí)際操作過程，加熱溫度高，所述的固體產(chǎn)物分解速度快，加熱可采 用電加熱、導(dǎo)熱介質(zhì)加熱、電磁加熱或微波加熱等多種手段，效果相當(dāng)。所述的固體產(chǎn)物再 生過程釋放出的氮氧化物可通過氧化吸收的方式制備硝酸，相關(guān)工業(yè)技術(shù)成熟，具體可參 看有關(guān)化工手冊(cè)。待固體產(chǎn)物所吸收的氮氧化物全部釋放后，進(jìn)一步向再生爐導(dǎo)入氯化氨 氣體，使固體產(chǎn)物中的堿式氯化侶和氨氧化侶等物質(zhì)與氯化氨氣體發(fā)生反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為氯化 侶。氯化氨氣體濃度(體積比，載氣為惰性氣體)一般為0.05%-100%，可根據(jù)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、 操作條件等參數(shù)設(shè)定，濃度高反應(yīng)快，對(duì)氣體為流動(dòng)相時(shí)，氯化氨氣體濃度優(yōu)選為1%-30%。常壓下堿式氯化侶和氨氧化侶等與氯化氨氣體的反應(yīng)溫度一般為常溫W上，優(yōu)選溫 度范圍為30°C-35(rC。反應(yīng)溫度較高有利于反應(yīng)進(jìn)行，但反應(yīng)溫度較高時(shí)(常壓下反應(yīng)溫度 約為17(TC W上時(shí)），固體氯化侶將升華為氣態(tài)氯化侶，可通過冷凝后得到固體氯化侶，冷凝 溫度一般在120°C W下。本發(fā)明所述的惰性氣體為不參與反應(yīng)的氣體，如氮?dú)饣驓鈿饣蚨?化碳?xì)怏w等。
[0010] 為加快固體產(chǎn)物中的堿式氯化侶和氨氧化侶等轉(zhuǎn)化為氯化侶的反應(yīng)過程，也可待 固體產(chǎn)物中的氮氧化物全部釋放后，向再生爐內(nèi)加入濃鹽酸，可使固體產(chǎn)物浸沒濃鹽酸中， 再通入氯化氨氣體，其他過程不變。所述的濃鹽酸濃度一般在5 % W上，濃度越高，反應(yīng)越 快。
[0011] 本發(fā)明所述的一種脫硝用氯化侶的再生方法得到的固體氯化侶可W直接導(dǎo)入氣-固反應(yīng)塔，與氣流中的氮氧化物發(fā)生反應(yīng)，也可W經(jīng)氣化后制備脫硝用氯化侶固體顆粒，此 時(shí)所述的氯化侶再生爐可W作為制備脫硝用氯化侶固體顆粒的氣化爐使用，制備脫硝用氯 化侶固體顆粒的工藝過程可參看本發(fā)明申請(qǐng)人的另一個(gè)發(fā)明專利申請(qǐng)。把再生爐同時(shí)作為 制備氯化侶固體顆粒的氣化爐時(shí)，所述的再生爐的上部還設(shè)置有連接管與冷卻器連通，所 述的連接管上還設(shè)置有惰性氣體載氣進(jìn)口，所述的冷卻器通過氯化侶固體顆粒排出管與 氣-固反應(yīng)塔連通，所述的氣-固反應(yīng)塔設(shè)置有被處理氣體進(jìn)口和凈化后氣體出口。氣化爐 內(nèi)壓力無特殊要求，通常為稍高于常壓或常壓或負(fù)壓，加熱溫度范圍一般為120°C W上，加 熱溫度高則氣化速度快，優(yōu)選溫度范圍為170°C-450°C。
[0012] 本發(fā)明所述的氣-固反應(yīng)塔可采用化工單元操作常用的固定床、移動(dòng)床、沸騰床、 流化床和循環(huán)流化床等氣-固接觸反應(yīng)設(shè)備，可采用順流、逆流和錯(cuò)流等多種形式，具體可 參看化工反應(yīng)相關(guān)設(shè)備手冊(cè)，效果大體相當(dāng)，也可參看本發(fā)明申請(qǐng)人的另一個(gè)發(fā)明專利申 請(qǐng)。所述的氯化侶固體顆粒與氮氧化物在氣-固反應(yīng)塔內(nèi)的常壓下的反應(yīng)溫度范圍一般為 20 °C -180 °C，優(yōu)先溫度范圍為35 °C -120 °C。
[0013] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:把在氣-固反應(yīng)塔內(nèi)氯化侶固體顆粒與氣流中的氮氧化物發(fā) 生化學(xué)反應(yīng)而生成的固體產(chǎn)物導(dǎo)入氯化侶再生爐，在氮?dú)獾榷栊詺怏w保護(hù)氛圍中或抽真空 后加熱，釋放出被吸收的氮氧化物，進(jìn)一步向再生爐導(dǎo)入氯化氨氣體，使固體產(chǎn)物中的堿式 氯化侶和氨氧化侶等物質(zhì)轉(zhuǎn)化氯化侶，從而達(dá)到氯化侶再生的目的，并可回收硝酸。所述的 氯化侶再生爐也可W作為制備脫硝用氯化侶固體顆粒的氣化爐使用，氯化侶再生后可循環(huán) 使用，具有投資成本和運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單、處理效率高，處理量大的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例所用一種脫硝用氯化侶的再生方法的固定床裝置示意圖。其 中：1氯化侶再生爐；2惰性氣體進(jìn)口（或氯化氨氣體進(jìn)口）；3網(wǎng)板;4固體產(chǎn)物加入口；5氮氧 化物氣體排出口（或抽真空口）；6氣態(tài)氯化侶排出口；7檢修口。
[0015] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例所用一種脫硝用氯化侶再生爐作為制備氯化侶固體顆粒氣化 爐的裝置示意圖。其中：1氯化侶再生爐;2惰性氣體進(jìn)口（或氯化氨氣體進(jìn)口）；3網(wǎng)板;4固體 產(chǎn)物加入口； 5氮氧化物氣體排出口（或抽真空口）； 6氣態(tài)氯化侶排出口； 7檢修口； 8載氣進(jìn) 口； 9冷卻器;10氯化侶固體顆粒排出管；11氣-固反應(yīng)塔;12凈化后氣體出口； 13被處理氣體 進(jìn)口； 14反應(yīng)后固體顆粒排出口。
【具體實(shí)施方式】
[0016] W下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017] -種所述的脫硝用氯化侶的再生方法的固定床裝置示意圖如圖1所示。所述的裝 置的氯化侶再生爐（1)的下部設(shè)置有惰性氣體進(jìn)口（或氯化氨氣體進(jìn)口）（2)，在爐體的上部 設(shè)置有固體產(chǎn)物加入口（4)，氮氧化物氣體排出口（或抽真空口）（5)和氣態(tài)氯化侶排出口 (6)，爐內(nèi)設(shè)置有網(wǎng)板(3)用于放置所述的固體產(chǎn)物，下部還設(shè)置有檢修口（7)。
[0018] 處理工藝流程是先通過固體產(chǎn)物加入口（4)向氯化侶再生爐（1)內(nèi)網(wǎng)板(3)上加入 氯化侶脫硝反應(yīng)后的固體產(chǎn)物，然后通過惰性氣體進(jìn)口（或氯化氨氣體進(jìn)口）（2)充入氮?dú)?等惰性氣體置換再生爐內(nèi)的空氣(也可W先抽真空除去空氣后充入惰性氣體），在再生爐內(nèi) 惰性氣體保護(hù)氛圍中（或抽真空后)加熱到一定溫度，通過氮氧化物氣體排出口（或抽真空 口）（5)釋放出被吸收的氮氧化物，使固體產(chǎn)物重新轉(zhuǎn)化為氯化侶，待被吸收的氮氧化物排 放完畢后，再通過惰性氣體進(jìn)口（或氯化氨氣體進(jìn)口）（2)向再生爐導(dǎo)入氯化氨氣體，使固體 產(chǎn)物中含有的堿式氯化侶和氨氧化侶等物質(zhì)轉(zhuǎn)化氯化侶，如果爐內(nèi)溫度大于約170°C時(shí)，氯 化侶將升華為氣態(tài)，可W通過氣態(tài)氯化侶排出口（6)排出，再經(jīng)過冷凝后得到固體氯化