Mn作为还原剂协同Fe制造技术

本发明专利技术提供了一种Mn作为还原剂协同Fe

【技术实现步骤摘要】
Mn作为还原剂协同FeII(EDTA)资源处理NO的应用(一)
本专利技术涉及Mn作为还原剂协同FeII(EDTA)资源处理NO的应用，本专利技术主要用Mn的还原性能来还原FeII(EDTA)络合吸收的NO为资源化产物NH4+。(二)
技术介绍
氮氧化物(NOx)是指氮和氧组成的化合物，主要包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等几种，其主要来源于化石燃料的燃烧和硝酸、电镀等工厂排放的废气以及机动车辆排放的尾气，废气中氮氧化物主要是NO和NO2，而NO约占95％以上。氮氧化物是大气的主要污染物之一，是形成光化学烟雾、酸雨等一系列重大环境污染事件的元凶之一。同时也会给人类的健康和自然界带来严重的危害，是细颗粒物(PM2.5)的主要组成成分；此外已有很多研究者表示NO和帕金森病等神经性疾病相关。自改革开放以来，我国的氮氧化物污染越发的严重。据有关数据统计，2015年全国氮氧化物排放总量为1851.02万吨。相比2011年2404.3万吨，虽然趋势上是下降的，但是总量已经达到1800万吨以上。煤炭是我国能源结构中主要的组成部分，并且有可能在今后相当长一段时间维持不变。中国环保部也于2011年颁布《火电厂大气污染排放标准》，统一氮氧化物的排放浓度限制为100mg/m3，并于2012年1月1日开始实施。为防治区域性大气污染，改善环境质量，进一步降低污染物排放强度提出了更加严苛的要求。由此可见，氮氧化物的排放以及相应的治理措施将越来越受到人们的关注。目前，国内外工业化烟气脱硝普遍采用选择性催化还原(SCR)工艺技术，虽然该工艺可以达到很好的脱硝效果，但是其投资及运行费用昂贵，而且随着同时脱硫脱硝工艺的日益研发和应用，该工艺与成熟的湿法脱硫工艺越来越不吻合，而单纯引进SCR技术又势必会增加投入和运行成本，占地面积庞大等。因此，在原有的湿法脱硫工艺基础上，结合我国的实际国情和现有湿法脱硫技术，研究开发新的湿法脱硝工艺就显得尤为必要。(三)
技术实现思路
湿法烟气脱硝技术因为工艺设备简单、操作弹性大、投资成本低以及很容易在现有的湿法脱硫装置上进行改进即可实现烟气的同时脱硫脱硝，并且不存在催化剂中毒失活等问题，深入研究改善湿法脱硝工艺具有非常好的应用前景。液相络合法吸收NOx具有吸收容量大、吸收速率快，脱硝效率高等优点而被认为是一种很有潜力的烟气脱硝方法。本专利技术主要用FeII(EDTA)作为络合吸收剂，吸收NO形成FeII(EDTA)-NO，进而利用Mn的还原性能还原络合吸收的NO为资源化前产物NH4+。具体为：将NO废气通过FeII(EDTA)溶液，FeII(EDTA)溶液会吸收NO形成FeII(EDTA)-NO溶液，再向其中加入Mn作为还原剂，还原FeII(EDTA)-NO为FeII(EDTA)和NH4+，从而实现氮氧化物的去除。本专利技术的技术方案如下：一种Mn作为还原剂协同FeII(EDTA)资源处理NO的应用。一种Mn作为还原剂协同FeII(EDTA)资源处理NO的应用，所述应用的方法为：(1)配制FeII(EDTA)-NO饱和吸收液将FeSO4·7H2O和Na2EDTA在驱氧去离子水中混合，得到FeII(EDTA)溶液，将NO和N2的混合气体通入所得FeII(EDTA)溶液中至NO吸收饱和，得到FeII(EDTA)-NO饱和吸收液；所述FeSO4·7H2O和Na2EDTA的物质的量之比为1：3～5，优选1：3；所述驱氧去离子水的体积用量以FeSO4·7H2O的质量计为0.3～0.5L/g，优选0.36L/g；所述驱氧去离子水由去离子水经通氮气吹脱溶解氧得到；所述NO和N2的混合气体中，NO和N2的体积比为1：3～5，优选1：3；所述FeII(EDTA)溶液中NO吸收饱和的判断方法为：当混合气体进出口NO浓度相等时，则吸收饱和；由于FeII(EDTA)极易被空气中的氧气氧化，因此整个制备过程需要在无氧的条件下进行(制备和转移的过程中用高纯N2做保护气)，制备好的FeII(EDTA)-NO饱和吸收液需驱氧密封保存；(2)Mn还原FeII(EDTA)-NO在步骤(1)所得FeII(EDTA)-NO饱和吸收液中加入抗坏血酸、Mn，在20～44℃、pH值3.0～8.0的条件下搅拌至反应完成；所述Mn的用量以FeII(EDTA)-NO饱和吸收液的体积计为0.05～0.12mol/L；所述抗坏血酸的用量以FeII(EDTA)-NO饱和吸收液的体积计为1～4g/L；所述pH值用0.5mol/L的H2SO4溶液和1mol/L的NaOH溶液进行调节；该步涉及的反应如下：所述反应完成的判断方法为：体系中络合物FeII(EDTA)-NO的浓度基本持平不变，表观为溶液的颜色变为浅色甚至无色。本专利技术的有益效果主要体现在：本专利技术提供使用Mn作为还原剂还原FeII(EDTA)-NO为FeII(EDTA)和NH4+，从而有效实现NO资源化的应用。Mn在酸性条件下对0.01mol/L的FeII(EDTA)-NO还原率高达94.7％。该应用对燃煤电厂烟气的高效湿法脱氮脱硫具有重要意义。(四)附图说明图1为工艺流程图；图2(A)0.1mol/LMn还原FeII(EDTA)-NO产NH4+的浓度；(B)0.1mol/LMn还原FeII(EDTA)-NO的去除效率；图3为还原0、30、60min以及复吸NO后FeII(EDTA)-NO的颜色对比；图4(A)不同浓度Mn还原FeII(EDTA)-NO的浓度变化；(B)不同浓度Mn还原FeII(EDTA)-NO的还原过程体系pH变化；图5为不同温度下Mn还原FeII(EDTA)-NO的浓度变化；图6为不同pH下Mn还原FeII(EDTA)-NO的浓度变化。(五)具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此。本专利技术现为实验室阶段，所以采用的为Mn还原预先配制的定浓度的FeII(EDTA)-NO溶液。所述的Mn金属粉末从阿拉丁试剂网订购。实施例1：工艺实施运行(1)装置采用如图1所示的装置，所述装置包括：1混合气罐、2恒温磁力搅拌器、3水槽、4NH3收集罐、5质量流量计、6氮氧化物分析仪、7干燥器、8尾气收集罐、9a～9c第一～第三转子流量计、10反应器；NO气罐经质量流量计5连接至混合气罐1，N2气罐经第一转子流量计9a连接至混合气罐1；混合气罐1经第二转子流量计9b、干燥器7连接至氮氧化物分析仪6，氮氧化物分析仪6连接至尾气收集罐8；混合气罐1经第二转子流量计9b、第三转子流量计9c连接至反应器10，反应器10经干燥器7与氮氧化物分析仪6连接，同时反应器10与NH3收集罐4连接。(2)Mn作为还原剂协同FeII(EDTA)资源处理NO取2L的去离子水于三角瓶中，持续通入0.8L/min的氮气20min以吹脱溶解氧，得到驱氧去离子水。将FeSO4·7H2O(5.5604g，1mol)和Na2EDTA(22.3344g，3mol)在2L驱氧去离子水中混合，得到FeII(EDTA)溶液，将配制好的FeII(EDTA)溶液倒入2L的吸收瓶(反应器)中。NO和N2通过流量计配气进入混合气罐混匀，得到NO和N2的体积比1：3的混合气，混合气再通过转子流量计控制流速进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Mn作为还原剂协同FeII(EDTA)资源处理NO的应用。

【技术特征摘要】
1.一种Mn作为还原剂协同FeII(EDTA)资源处理NO的应用。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用的方法为：(1)配制FeII(EDTA)-NO饱和吸收液将FeSO4·7H2O和Na2EDTA在驱氧去离子水中混合，得到FeII(EDTA)溶液，将NO和N2的混合气体通入所得FeII(EDTA)溶液中至NO吸收饱和，得到FeII(EDTA)-NO饱和吸收液；所述FeSO4·7H2O和Na2EDTA的物质的量之比为1：3～5；所述驱氧去离子水的体积用量以FeSO4·7H2O的质量计为0.3～0.5L/g；所述NO和N2的混合气体中，NO和N2的体积比为1：3～5；(2)Mn还原FeII(EDTA)-NO在步骤(1)所得FeII(EDTA)-NO饱和吸收液中加入抗坏血酸、Mn，在20～44℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浚，李兵斌，吴佳丽，陈建孟，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33