一种热控释氨的疏水性粉末脱硝剂、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种热控释氨的疏水性粉末脱硝剂、制备方法及应用。所述，脱硝剂包括活性氨还原剂氰酸、异氰酸和甲胺中的至少一种。制备方法为：将所有原料混合均匀即可。将热控释氨的疏水性粉末脱硝剂在于100～500℃条件下加热气化，然后通入反应区，在300～800℃条件下与氮氧化物反应进行脱硝。本发明专利技术通过增强疏水性，克服PNCR在含水条件下有效组分的流失；根据需要调节制备原料，有效解决PNCR释氨不可控问题，极大地降低了反应温度，使其在无催化条件下与NO

A kind of hydrophobic powder denitrification agent for thermal controlled ammonia release, preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种热控释氨的疏水性粉末脱硝剂、制备方法及应用
本专利技术涉及一种烟气脱硝的方法，特别涉及一种热控释氨的疏水性粉末脱硝剂、制备方法及应用，属于烟气净化处理

技术介绍
随着生活垃圾越来越多，如今焚烧处理早已成为城市生活垃圾和危险废物处理的基本方法。然而由于在焚烧过程中产生的浓烟和臭味对环境的二次污染相当严重，当前垃圾焚烧烟气的处理已成为热点话题。本文制备的粉末添加剂应用于垃圾焚烧烟气的脱硝处理。目前用于垃圾烟气脱硝的主流技术是SCR、SNCR、PNCR，前两种技术采用的还原剂主要来源于液氨、氨水或尿素热解。选择性催化还原法(SCR)：在催化剂的作用下，NH3作为还原剂，在200～420℃的条件下，将烟气中的NOx还原为N2和H2O，脱硝效率高达80～90％。选择性非催化还原反应法(SNCR)：利用机械式喷枪将氨还原剂溶液雾化成液滴喷入炉膛，热解生成NH3，在合适温度(850～1000℃)和没有催化剂的条件下，将烟气中的NOx还原为N2和H2O，脱硝效率30％～60％。虽然以上两种工艺能解决目前大部分的烟气脱硝，但由于SCR工艺中催化剂占系统总成本的40％～50％，且易中毒，增加了系统的不稳定性；SNCR中氨水作为还原剂，易使炉内温度骤降且不均匀，脱硝效率降低，影响炉内燃烧效率。针对这些缺点，朱维群提出了新型的活性氨烟气脱硝技术。公开号CN10253412A公开了一种利用高反应活性氨基还原剂进行烟气脱硝的方法，采用的高反应活性氨基还原剂(NR3——氨基取代产物)，能够在反应温度450～800℃、无催化剂条件下迅速与NOx发生氧化还原反应，达到70％的脱硝效率。其解决了现有SCR使用催化剂易中毒，系统不稳定，成本高的缺点，并且解决了SNCR技术脱硝效率低的问题。但是，其所使用的还原剂液氨运输和储存受限，购买成本高，使用时安全措施要求高。传统尿素制氨的方法利用率低，生产成本高(参阅刘鑫,王福伟,张鹏,等.燃煤烟气脱硫脱硝用氨与三聚氰酸联产制备法[J].山东大学学报(工学版),2010,40(6):120-123.和张鑫,李炳炜,徐杰,等.玻璃熔窑烟气高效选择性还原脱硝(HSR)技术的应用[J].玻璃与搪瓷,2017(06):36-41.)，且喷入氨水易造成系统运行不稳定的缺点。公开号CN103691271A公开的一种烟气同时气相脱硫脱硝方法尽管PNCR技术解决了SCR和SNCR的大部分缺点，但由于其反应区温度为500～1100℃，温度区域过高，且释氨温度不可调控[5]；该粉末疏水性不强，易与水相溶，造成有效组分流失，以上缺点使PNCR技术得不到大规模应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：SNCR脱硝技术，其反应温度高，脱硝效率低，SCR催化剂易中毒，用氨不安全，喷氨对炉内温度影响大，运行不稳定等问题；以及PNCR疏水性能较差，释放氨不可调控的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种热控释氨的疏水性粉末脱硝剂，其特征在于，包括活性氨还原剂氰酸(HOCN)、异氰酸(HNCO)和甲胺(CH3NH2)中的至少一种。优选地，所述脱硝剂的原料包含两种原料，其中一种为三聚氰胺或三聚氰酸，另一种为含有HNCO或/和CH3NH2基团的有机物。优选地，所述脱硝剂的原料为以下配方中的任意一种：配方一：尿素及三聚氰胺；配方二：甲胺及三聚氰胺；配方三：六亚甲基四胺、甲胺及三聚氰胺；配方四：尿素、氯化铵及三聚氰胺；配方五：尿素、甲胺及三聚氰胺。更优选地，所述配方一包括以质量百分比计的尿素10～40％及三聚氰胺60～90％。更优选地，所述配方二包括以质量百分比计的甲胺10～30％及三聚氰胺70～90％。更优选地，所述配方三包括以质量百分比计的六亚甲基四胺10～20％、甲胺20～30％及三聚氰胺50～70％。更优选地，所述配方四包括以质量百分比计的尿素30％、氯化铵10％及三聚氰胺60％。更优选地，所述配方五包括以质量百分比计的尿素10～30％、甲胺10～20％及三聚氰胺50～80％。本专利技术还提供了上述热控释氨的疏水性粉末脱硝剂的制备方法，其特征在于，将所有原料混合均匀后，制得热控释氨的疏水性粉末脱硝剂。本专利技术还提供了上述热控释氨的疏水性粉末脱硝剂的应用，其特征在于，将所述热控释氨的疏水性粉末脱硝剂在于100～500℃条件下加热气化，然后通入反应区，在300～800℃条件下与氮氧化物反应进行脱硝。本专利技术中的活性氨(NR3)即高活性氨基还原剂。原料底物通过活性氨发生装置，在100～500℃的温度条件下反应生成NR3。在350～800℃环境下，NR3与NOx发生氧化还原反应，以此实现脱硝。高活性氨脱硝法无需改变现有装置，只需安装活性氨发生装置、喷氨装置和监控装置。目前，高活性氨脱硝技术常使用尿素在加热后生成的尿素衍生物作为NR3。NR3通过喷氨格栅进入窑炉烟道，与烟气中的NOx反应进行脱硝。对于所产烟气量不同的窑炉，可根据具体情况对NR3与NOx的反应用量摩尔比进行改变，从而达到高效脱硝的目的。本专利技术提供的疏水性与热控释氨的粉末添加剂(HydrophobicityandThermalControlammoniareleasePower，简称HTCP)通过增强疏水性，克服PNCR在含水条件下有效组分的流失；根据需要调节制备原料，有效解决PNCR释氨不可控问题，极大地降低了反应温度，使其在无催化条件下与NOx发生反应，达到脱硝目的，且脱硝效率高、成本低。上述HTCP反应无需催化剂的参与，且对环境温度的要求较低，完全克服了SCR技术需要催化和SNCR技术需要高温条件的缺陷，脱硝效率最高可达90％，且运行费用也较低。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1)大幅降低还原剂用量，降低能耗，实现节能减排；2)可在100～500℃任意调节释氨温度窗口，根据反应炉区内温度释放有效量的活性氨还原剂，具有更低的反应温度350-800℃，降低能耗；3)具有很强的疏水性，保证了还原剂颗粒在反应区内的可流动性，与烟气混合程度好，避免有效组分因炉内蒸汽挥发而流失掉；4)HTCP的活性氨与NOx反应比与NH3反应具有更高的反应活性；4)在350～800℃下的脱硝效率可达60％～90％。本专利技术可替代现有的SCR脱销系统或SNCR脱硝技术，适用范围广阔，不但节约建设投资、周期短、运行费用低、经济效益高，而且实现了节能减排，提高了用氨安全性。附图说明图1为实施例1制得的脱硝剂的热重测试反应的数据图；图2为实施例2制得的脱硝剂的热重测试反应的数据图；图3为实施例3制得的脱硝剂的热重测试反应的数据图；图4为实施例4制得的脱硝剂的热重测试反应的数据图；图5为实施例2-4制得的脱硝剂的热重测试反应的数据图。具体实施方式为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热控释氨的疏水性粉末脱硝剂，其特征在于，包括活性氨还原剂氰酸、异氰酸和甲胺中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种热控释氨的疏水性粉末脱硝剂，其特征在于，包括活性氨还原剂氰酸、异氰酸和甲胺中的至少一种。


2.如权利要求1所述的热控释氨的疏水性粉末脱硝剂，其特征在于，所述脱硝剂的原料包含两种原料，其中一种为三聚氰胺或三聚氰酸，另一种为含有HNCO或/和CH3NH2基团的有机物。


3.如权利要求1或2所述的热控释氨的疏水性粉末脱硝剂，其特征在于，所述脱硝剂的原料为以下配方中的任意一种：
配方一：尿素及三聚氰胺；
配方二：甲胺及三聚氰胺；
配方三：六亚甲基四胺、甲胺及三聚氰胺；
配方四：尿素、氯化铵及三聚氰胺；
配方五：尿素、甲胺及三聚氰胺。


4.如权利要求3所述的热控释氨的疏水性粉末脱硝剂，其特征在于，所述配方一包括以质量百分比计的尿素10～40％及三聚氰胺60～90％。


5.如权利要求3所述的热控释氨的疏水性粉末脱硝剂，其特征在于，所述配方二包括以质量百分比计的甲胺10～30％及三聚氰胺70～...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢伟，要东风，赵基钢，胡李娜，
申请(专利权)人：上海众仕环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31