一种脱硝用氯化铝的再生方法技术

一种脱硝用氯化铝的再生方法，属于大气污染控制和环境保护技术领域，该方法的处理过程是把在气-固反应塔内氯化铝固体颗粒与气流中的氮氧化物发生化学反应而生成的固体产物导入氯化铝再生炉，在氮气等惰性气体保护氛围中或抽真空后加热，释放出被吸收的氮氧化物，进一步向氯化铝再生炉导入氯化氢气体，使固体产物中的碱式氯化铝和氢氧化铝转化氯化铝，从而达到氯化铝再生的目的，并可回收硝酸，所述的氯化铝再生炉也可以作为制备脱硝用氯化铝固体颗粒的气化炉使用，具有投资成本和运行费用低，操作简单、处理效率高、处理量大特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种脱硝用氯化铝的再生方法，属于大气污染控制和相关环境保护

技术介绍
人类活动产生的氮氧化物(NOx)主要包括NO和NO2，其中由燃料燃烧产生的占90％以上，其次是硝酸生产、化工制药的硝化反应、金属表面和半导体处理等工业过程。NOX对人有致毒作用，大量的氮氧化物排放还是引起大气光化学雾和酸雨的主要原因之一。中国环境状况公报统计数据表明我国城市酸雨中氮氧化物的贡献在不断增加，一些地方的酸雨污染性质已开始由硫酸型向硝酸根离子不断增加的复合型转化(国家环保部：2010年中国环境状况公报)。近年来，国家新制定了一些新法律、法规，对氮氧化物特别是火电等燃烧过程排放的氮氧化物作出了更加严格的控制和减排规定。一般地，火力发电厂等以化石燃料燃烧产生的烟气中的氮氧化物浓度约为几百到几千ppm，其中90％以上是一氧化氮。目前选择性催化转化法(SCR)是目前治理烟气NOX的主要手段之一，但催化剂对运行条件要求严格，需要氨作为还原剂，气流中含有硫化物和粉尘等对催化剂的寿命影响很大，特别是对以煤为燃料的火电厂的运行费用很高；湿法是采用溶液对各种工业过程产生的NOX进行吸收，是低温排放源处理的主要方法，主要有氧化吸收法和还原吸收法两种，其中，氧化法是采用臭氧、过氧化氢和次氯酸钠等作为氧化吸收剂，进行吸收处理；还原法是采用亚硫酸钠、硫化钠和尿素等作为还原剂，进行吸收处理。但对含一氧化氮较多氮氧化物，由于一氧化氮在溶液中的溶解度很小，吸收效率较低，药剂较贵，运行费用高。因此，急需研发新的氮氧化物净化和处理技术。本专利技术的目的是提供一种脱硝用氯化铝的再生方法，用于从气流中去除氮氧化物。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种脱硝用氯化铝再生方法，用于在气-固反应塔内氯化铝固体颗粒与气流中的氮氧化物发生化学反应而生成的固体产物的再生，并可回收硝酸。本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供上述脱硝用氯化铝再生方法的专用装置，具有操作方便、处理效率高、处理量大的特点。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种脱硝用氯化铝的再生方法，其特征是把在气-固反应塔内氯化铝固体颗粒与气流中的氮氧化物发生化学反应而生成的固体产物导入氯化铝再生炉，在真空或惰性气体保护氛围中加热到一定温度，释放出被吸收的氮氧化物，使固体产物重新转化为氯化铝，待被吸收的氮氧化物释放完后，再向氯化铝再生炉导入氯化氢气体，使固体产物中的碱式氯化铝和氢氧化铝等转化氯化铝，从而达到再生的目的。所述的氯化铝再生炉结构形式可采用化工单元操作常用的气-固接触反应器，如固定床、沸腾床、流动床，循环流化床或移动床等反应器，也可采用带机械搅拌的反应釜，可采用序批投料和连续投料方式，具体可参看化工反应相关设备手册，效果大体相当。以序批投料的固定床立式反应器为例，所述的再生炉设置有所述的固体产物加入口，惰性气体进口(或氯化氢气体进口)，氮氧化物气体排出口(或抽真空口)和气态氯化铝排出口等。再生炉内压力通常为稍高于常压或常压或负压(真空)，常压下所述的固体产物释放所吸收的氮氧化物的加热温度范围一般为100℃以上，优选温度范围为180℃-350℃，负压下加热温度可低些。实际操作过程，加热温度高，所述的固体产物分解速度快，加热可采用电加热、导热介质加热、电磁加热或微波加热等多种手段，效果相当。所述的固体产物再生过程释放出的氮氧化物可通过氧化吸收的方式制备硝酸，相关工业技术成熟，具体可参看有关化工手册。待固体产物所吸收的氮氧化物全部释放后，进一步向再生炉导入氯化氢气体，使固体产物中的碱式氯化铝和氢氧化铝等物质与氯化氢气体发生反应而转化为氯化铝。氯化氢气体浓度(体积比，载气为惰性气体)一般为0.05％-100％，可根据反应器结构、操作条件等参数设定，浓度高反应快，对气体为流动相时，氯化氢气体浓度优选为1％-30％。常压下碱式氯化铝和氢氧化铝等与氯化氢气体的反应温度一般为常温以上，优选温度范围为30℃-350℃。反应温度较高有利于反应进行，但反应温度较高时(常压下反应温度约为170℃以上时)，固体氯化铝将升华为气态氯化铝，可通过冷凝后得到固体氯化铝，冷凝温度一般在120℃以下。本专利技术所述的惰性气体为不参与反应的气体，如氮气或氩气或二氧化碳气体等。为加快固体产物中的碱式氯化铝和氢氧化铝等转化为氯化铝的反应过程，也可待固体产物中的氮氧化物全部释放后，向再生炉内加入浓盐酸，可使固体产物浸没浓盐酸中，再通入氯化氢气体，其他过程不变。所述的浓盐酸浓度一般在5％以上，浓度越高，反应越快。本专利技术所述的一种脱硝用氯化铝的再生方法得到的固体氯化铝可以直接导入气-固反应塔，与气流中的氮氧化物发生反应，也可以经气化后制备脱硝用氯化铝固体颗粒，此时所述的氯化铝再生炉可以作为制备脱硝用氯化铝固体颗粒的气化炉使用，制备脱硝用氯化铝固体颗粒的工艺过程可参看本专利技术申请人的另一个专利技术专利申请。把再生炉同时作为制备氯化铝固体颗粒的气化炉时，所述的再生炉的上部还设置有连接管与冷却器连通，所述的连接管上还设置有惰性气体载气进口，所述的冷却器通过氯化铝固体颗粒排出管与气-固反应塔连通，所述的气-固反应塔设置有被处理气体进口和净化后气体出口。气化炉内压力无特殊要求，通常为稍高于常压或常压或负压，加热温度范围一般为120℃以上，加热温度高则气化速度快，优选温度范围为170℃-450℃。本专利技术所述的气-固反应塔可采用化工单元操作常用的固定床、移动床、沸腾床、流化床和循环流化床等气-固接触反应设备，可采用顺流、逆流和错流等多种形式，具体可参看化工反应相关设备手册，效果大体相当，也可参看本专利技术申请人的另一个专利技术专利申请。所述的氯化铝固体颗粒与氮氧化物在气-固反应塔内的常压下的反应温度范围一般为20℃-180℃，优先温度范围为35℃-120℃。本专利技术的优点在于：把在气-固反应塔内氯化铝固体颗粒与气流中的氮氧化物发生化学反应而生成的固体产物导入氯化铝再生炉，在氮气等惰性气体保护氛围中或抽真空后加热，释放出被吸收的氮氧化物，进一步向再生炉导入氯化氢气体，使固体产物中的碱式氯化铝和氢氧化铝等物质转化氯化铝，从而达到氯化铝再生的目的，并可回收硝酸。所述的氯化铝再生炉也可以作为制备脱硝用氯化铝固体颗粒的气化炉使用，氯化铝再生后可循环使用，具有投资成本和运行费用低，操作简单、处理效率高，处理量大的特点。附图说明图1为本专利技术实施例所用一种脱硝用氯化铝的再生方法的固定床装置示意图。其中：1氯化铝再生炉；2惰性气体进口(或氯化氢气体进口)；3网板；4固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱硝用氯化铝的再生方法，其特征是把在气‑固反应塔内氯化铝固体颗粒与气流中的氮氧化物发生化学反应而生成的固体产物导入氯化铝再生炉，在惰性气体氛围或真空中加热到一定温度，释放出被吸收的氮氧化物，使固体产物转化为氯化铝，再向氯化铝再生炉导入氯化氢气体，使固体产物中含有的碱式氯化铝和氢氧化铝等物质转化氯化铝，从而达到再生的目的。

【技术特征摘要】
1.一种脱硝用氯化铝的再生方法，其特征是把在气-固反应塔内氯化铝固体颗粒与气流
中的氮氧化物发生化学反应而生成的固体产物导入氯化铝再生炉，在惰性气体氛围或真空中
加热到一定温度，释放出被吸收的氮氧化物，使固体产物转化为氯化铝，再向氯化铝再生炉
导入氯化氢气体，使固体产物中含有的碱式氯化铝和氢氧化铝等物质转化氯化铝，从而达到
再生的目的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的氯化铝再生炉采用序批投料反应器或
连续投料气-固接触反应器，包括固定床、沸腾床、流动床、循环流化床或移动床反应器。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的氯化铝再生炉在稍高于常压或常压
或负压下操作，常压下释放出被吸收的氮氧化物的加热温度为100℃以上。
4.根据权利要求1所述的方法，待固体产物中的氮氧化物全部释放后，可向氯化铝再生炉
内加入浓盐酸后，再导入氯化氢气体，所述的浓盐酸浓度在5％以上。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的向再生炉导入氯化氢气体的浓度(体
积比)为0.05％以上。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述氯化铝再生炉可作为制备脱硝用氯化铝
固体颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄立维，
申请(专利权)人：黄立维，
类型：发明
国别省市：浙江;33