一种用乙二胺钴(II)/过渡族金属进行湿法烟气脱硝的方法技术

一种用乙二胺钴(II)/过渡族金属进行湿法烟气脱硝的方法，该方法主要包括：以[Co(en)3]Cl2的碱性溶液为吸收液，在吸收塔内利用淋洗工艺进行烟气脱硝；在再生反应器中利用过渡族金属粉末再生吸收液等流程。该方法可获得较高的脱硝效率(＞90％)。吸收液脱硝效率下降后，用Zn粉或Fe粉在70～90℃处理吸收液1～2h，可使吸收液脱硝性能获得再生。本发明专利技术公开的方法具有脱硝效率高、脱硝成本低，便于工程化实施等优点，在燃煤烟气脱硝领域具有广泛的应用前景。

Method for wet flue gas denitration by using ethylenediamine cobalt (II) / transition metal

A cobalt ethylenediamine (II) / method of transition metal wet flue gas denitration, the method mainly includes: [Co (EN) 3]Cl2 alkaline solution as absorption liquid in the absorption tower, flue gas denitration by leaching process; using transition metal powder in the process of regeneration of the absorption liquid regeneration reactor in. This method can obtain higher efficiency (90%). After the denitrification efficiency of the absorption liquid was decreased, the absorption liquid of 1 ~ 2H was treated with Zn powder or Fe powder at 70 to 90 DEG C, so that the denitrification performance of the absorption liquid could be regenerated. The method of the invention has the advantages of high denitration efficiency, low denitration cost, convenient engineering implementation, etc., and has wide application prospect in the field of flue gas denitration.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力环保领域，涉及一种可用于燃煤电站烟气脱硝的方法，具体涉及一种用乙二胺钴(II)/过渡族金属进行湿法烟气脱硝的方法。
技术介绍
NO是燃煤电站排放的主要大气污染物之一，有毒、可形成酸雨，对人类健康和生态环境造成了极大威胁。烟气脱硝一直是电力环保领域关注的重点。目前，电厂烟气脱硝主要采用SCR法。该法脱硝效率较高、工艺成熟，但脱硝成本高，且SCR催化剂对烟气条件适应性差(不适合高硫和高碱金属含量的烟气)，因此，迫切需要研制新型烟气脱硝技术。近年来，基于钴盐催化氧化的烟气脱硝技术受到了广泛关注。该技术通常选择钴盐的碱性溶液作吸收剂，与烟气中的NO依次进行络合、氧化、吸收反应，从而达到烟气脱硝的目的。目前研究较多的钴盐吸收剂包括乙二胺合钴(Separation and Purification Technology,2008,58:328-334；CN101352648A；Industrial&Engineering Chemistry Research,2005,44,686-691；中国电机工程学报，29(17):76-82)、六氨合钴(Chemosphere,2005，59：811-817；Environmental Science&Technology,2014,48,2453-2463；Journal of Hazardous Materials,2005,B123:210-216)，以及柠檬酸钴(CN 102698581 A)、甘氨酸合钴(化工学报，2006,57(4):943-947)等。用上述钴盐的碱性溶液作吸收剂进行烟气脱硝，可获得很高的脱硝效率，但存在一个主要问题：运行一段时间后，钴盐对NO的催化氧化性能会降低，表现为吸收液的脱硝效率下降。如何再生钴盐催化剂在国内外还未见报道。这也严重制约了钴盐催化氧化脱硝技术在工程上的应用。
技术实现思路
为克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用乙二胺钴(II)/过渡族金属进行湿法烟气脱硝的方法，该方法能够实现钴盐催化剂的再生，保证脱硝效率，并且有助于降低脱硝成本。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用乙二胺钴(II)/过渡族金属进行湿法烟气脱硝的方法，让原烟气从喷淋吸收塔的下部进入，在塔内与碱性吸收液自下而上逆向接触，在50～65℃下进行烟气脱硝，净烟气从喷淋吸收塔上部排除，当脱硝效率降低后，将碱性吸收液排出喷淋吸收塔，进入再生反应器，用过渡族金属处理后碱性吸收液获得再生，再生吸收液返注入吸收塔，继续进行脱硝。本专利技术进一步的改进在于，所述碱性吸收液为pH值为12～13的质量浓度为1～5％的[Co(en)3]Cl2水溶液。本专利技术进一步的改进在于，采用NaOH对[Co(en)3]Cl2水溶液进行pH值调节。本专利技术进一步的改进在于，所述喷淋吸收塔内液气比为10～20L/m3。本专利技术进一步的改进在于，所述过渡族金属为Zn粉或Fe粉中的任意一种。本专利技术进一步的改进在于，所述过渡族金属的用量为再生反应器内碱性吸收液质量的1～2％。本专利技术进一步的改进在于，所述处理的温度为70～90℃，处理的时间为1～2h。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：该方法主要包括两个工艺流程：以[Co(en)3]Cl2的碱性溶液为吸收液，在吸收塔内利用淋洗工艺进行烟气脱硝；在再生反应器中利用过渡族金属粉末再生脱硝效率降低后的吸收液。根据钴盐脱硝原理，[Co(en)3]Cl2在碱性条件下分别与NO和O2络合生成[Co(en)2(NO)(OH-)]Cl和[Co(en)2O2(OH)Co(en)2]Cl3为第一步反应；[Co(en)2O2(OH)Co(en)2]Cl3氧化[Co(en)2(NO)(OH-)]Cl生成[Co(en)2(NO2)(OH-)]Cl为第二步反应；[Co(en)2(NO2)(OH-)]Cl与OH-和en依次进行配体交换生成[Co(en)3]Cl2和(亚)硝酸盐为第三步反应。各步反应速度均不相同，特别是第一步中还同时存在[Co(en)3]Cl2与NO和O2这两种络合反应。由于烟气中O2浓度远大于NO浓度，上述络合反应存在明显竞争性，[Co(en)3]Cl2大量被O2络合，导致吸收液中用于络合NO的[Co(en)3]Cl2浓度迅速降低，表现为运行一段时间后吸收液脱硝效率显著下降。对此，本专利技术设置钴盐催化剂再生工艺，用过渡金属催化分解吸收液中过量的[Co(en)2O2(OH)Co(en)2]，释放出[Co(en)3]Cl2，使吸收液中[Co(en)3]Cl2始终维持较高的浓度，进而确保吸收液脱硝效率不降低。本专利技术的方法实现了钴盐催化剂的再生，具有脱硝效率高、脱硝成本低，便于工程化实施等优点，在燃煤烟气脱硝领域具有广泛的应用前景。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。参见图1，让原烟气从喷淋吸收塔的下部进入，在塔内与适量的[Co(en)3]Cl2碱性吸收液自下而上逆向接触。在50～65℃下进行烟气脱硝，净烟气从吸收塔上部排除。当脱硝效率降低后，将碱性吸收液排出喷淋吸收塔，进入再生反应器。在70～90℃下用Zn粉或Fe粉处理1～2h后碱性吸收液获得再生，具体是向再生反应器中加入Zn粉或Fe粉，搅拌后使碱性吸收液再生，再生的碱性吸收液可返注入喷淋吸收塔，继续进行脱硝。其中，所述喷淋吸收塔内液气比为10～20L/m3。Zn粉或Fe粉的用量为再生反应器内待处理的碱性吸收液质量的1～2％。本专利技术中碱性吸收液通过以下方法制得：采用NaOH将[Co(en)3]Cl2水溶液的pH值调节为12～13，其中，[Co(en)3]Cl2水溶液的质量百分浓度为1～5％。实施例中原烟气为模拟烟气，总流量为6L/min，组成为：1000ppm SO2，300ppm NO，5％(v/v)O2，N2为载气。净烟气中NO浓度用烟气分析仪testo 350在线监测。让原烟气从喷淋吸收塔的下部进入，在塔内与适量的[Co(en)3]Cl2碱性吸收液自下而上逆向接触，在50～65℃下进行烟气脱硝。净烟气从吸收塔上部排除。当脱硝效率低于设定值(根据具体环保标准确定)后，将吸收液排出吸收塔，进入再生反应器。在适当的温度下用适量过渡族金属处理一段时间后吸收液获得再生，再生吸收液返注入吸收塔，继续进行脱硝。实施例1让原烟气从喷淋吸收塔的下部进入，在塔内与[Co(en)3]Cl2碱性吸收液自下而上逆向接触，在50℃下进行烟气脱硝，净烟气从吸收塔上部排除。当脱硝效率降低后，将碱性吸收液排出喷淋吸收塔，进入再生反应器。在70℃下用Zn粉处理2h后碱性吸收液获得再生，再生碱性吸收液可返注入喷淋吸收塔，继续进行脱硝。其中，所述喷淋吸收塔内液气比为10L/m3。Zn粉的用量为再生反应器内待处理的碱性吸收液质量的1％；碱性吸收液通过以下方法制得：采用NaOH将质量百分浓度为1％的[Co(en)3]Cl2水溶液的pH值调节为12。实施例2让原烟气从喷淋吸收塔的下部进入，在塔内与[Co(en)3]Cl2碱性吸收液自下而上逆向接触，在55℃下进行烟气脱硝，净烟气从吸收塔上部排除。当脱硝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用乙二胺钴(II)/过渡族金属进行湿法烟气脱硝的方法，其特征在于：让原烟气从喷淋吸收塔的下部进入，在塔内与碱性吸收液自下而上逆向接触，在50～65℃下进行烟气脱硝，净烟气从喷淋吸收塔上部排除，当脱硝效率降低后，将碱性吸收液排出喷淋吸收塔，进入再生反应器，用过渡族金属处理后碱性吸收液获得再生，再生吸收液返注入吸收塔，继续进行脱硝。

【技术特征摘要】
1.一种用乙二胺钴(II)/过渡族金属进行湿法烟气脱硝的方法，其特征在于：让原烟气从喷淋吸收塔的下部进入，在塔内与碱性吸收液自下而上逆向接触，在50～65℃下进行烟气脱硝，净烟气从喷淋吸收塔上部排除，当脱硝效率降低后，将碱性吸收液排出喷淋吸收塔，进入再生反应器，用过渡族金属处理后碱性吸收液获得再生，再生吸收液返注入吸收塔，继续进行脱硝。2.根据权利要求1所述的一种用乙二胺钴(II)/过渡族金属进行湿法烟气脱硝的方法，其特征在于：所述碱性吸收液为pH值为12～13的质量浓度为1～5％的[Co(en)3]Cl2水溶液。3.根据权利要求2所述的一种用乙二胺钴(II)/过渡族金属进行湿法烟气脱硝的方法，其特征在于：采用NaOH对...

【专利技术属性】
技术研发人员：程广文，姚明宇，杨成龙，李阳，杨嵩，付康丽，赵婷雯，赵瀚辰，蔡铭，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61