一种对城市污泥烧结处理过程中的尾气处理方法技术

本发明专利技术涉及一种对城市污泥烧结处理过程中的尾气处理方法，对污泥烧结处理过程中的尾气通过选择性催化还原法进行处理，污泥烧结处理过程中的尾气首先通过除尘器除尘，而后经过脱硫系统脱硫，之后尾气进入选择性催化还原反应器，进入选择性催化还原反应器中的尾气温度低于200℃，尾气在选择性催化还原反应器中进行低温选择性催化还原，此刻，低温选择性催化还原反应在催化剂存在的条件下进行，该催化剂包括NH3还原剂，该催化剂还包括MnSbTiOx催化剂。

A method of tail gas treatment in the process of municipal sludge sintering

【技术实现步骤摘要】
一种对城市污泥烧结处理过程中的尾气处理方法
本专利技术涉及一种尾气处理方法，特别是指一种对城市污泥烧结处理过程中的尾气处理方法。
技术介绍
目前在城市淤泥、污泥的处理过程中多数是通过高热烧结的方式对淤泥、污泥进行处理，在处理的过程中存在着大量排放氮氧化物的情况，氮氧化物（NOx）是氮与氧的多种化合物的总称，造成大气污染的主要是一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）以及一氧化二氮（N2O）。NOx除了会对人体造成一次污染外，更大的危害在于它能形成酸雨以及可能与碳氢化合物在阳光照射下发生一系列光化学反应而形成光化学烟雾。以NH3为还原剂的选择性催化还原脱硝技术(SCR技术)是控制NOx污染的有效手段。此法以NH3作为还原剂，在较低温度和催化剂的作用下，NH3有选择地将废气中的NOx还原为N2，不与尾气中的O2反应或很少反应，因而还原剂用量少，且该法的脱硝率能达到90%以上。但目前使用的V-W-Ti系列催化剂，所需反应温度较高，一般要求控制在573-673K。这就必须将SCR装置置于脱硫除尘之前以避免重复地加热烟气，这将大大增加脱硝成本。因此，开发低温（≤423K）SCR催化剂和工艺十分必要。目前，Mn的氧化物（MnOx）在NO+NH3反应系统有较高的活性，也有关于MnOx表面性状的研究，初步证实了这是一个值得研究的体系。因此，开发Mn基低温SCR催化剂具有良好的前景。此外，脱硫后的烟气中仍有一定量的SO2，会在催化剂表面生成硫酸盐和亚硫酸盐，导致催化剂失活。目前Mn基催化剂在NO+NH3反应中的研究仍有不足，尤其在如何进一步提高低温段催化剂活性和抗硫性以及探究催化机理方面，进行深入的研究很有必要，并有可能取得较好的结果。
技术实现思路
本专利技术所采用的技术方案为：一种对城市污泥烧结处理过程中的尾气处理方法，对污泥烧结处理过程中的尾气通过选择性催化还原法进行处理，污泥烧结处理过程中的尾气首先通过除尘器除尘，而后经过脱硫系统脱硫，之后尾气进入选择性催化还原反应器，上述的过程能同时避免粉尘以及SO2对尾气的影响，并使选择性催化还原反应器便于与锅炉设备匹配，进入选择性催化还原反应器中的尾气温度低于200℃，尾气在选择性催化还原反应器中进行低温选择性催化还原，此刻，低温选择性催化还原反应在催化剂存在的条件下进行，该催化剂包括NH3还原剂，该催化剂还包括MnSbTiOx催化剂。低温选择性催化还原过程中NH3还原剂进行氮氧的催化还原，其反应如下:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O,4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O,NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O。MnSbTiOx催化剂为MnSbTiO催化剂、MnSbTiO2催化剂、MnSbTiO4催化剂中的一种。MnSbTiOx催化剂通过溶胶凝胶法制备。在制备的过程中，硝酸锰，钛酸四丁酯和醋酸锑分别作为Mn，Ti以及Sb的前驱体，在制备催化剂的时候，首先将硝酸锰，钛酸四丁酯，醋酸锑，无水乙醇，去离子水和硝酸混合均匀直至黄色胶体形成，其中，硝酸锰，钛酸四丁酯，醋酸锑，无水乙醇，去离子水和硝酸，物质的量的比例关系为：0.02：0.1：0.1：2.9：1.9：0.1，而后，在80℃下干燥20-24h后，胶体形成干凝胶，之后，干凝胶在500℃下焙烧4-5h，形成催化剂。在制备的过程中，通过乙二醇来溶解醋酸锑。MnSbTiOx催化剂为MnSbTiOx-0.2催化剂。本专利技术的有益效果为：本专利技术Sb改性后的MnTiOx催化剂能够有效提高其SCR活性和抗SO2毒化性能。MnSbTiOx-0.2催化剂在138-367℃间的NOx转化率达到了90%以上，同时表现出优秀的抗SO2毒化性能。表征结果证明Sb掺杂进MnTiOx催化剂后，有更多的还原物种的形成和更多的Mn4+和表面吸附氧的生成，这能够明显地增强NO的氧化能力。与此同时，更多高活性的吸附态NH3和吸附态NO在MnSbTiOx-0.2催化剂表面形成。遵从这种效果，MnSbTiOx-0.2催化剂NH3-SCR反应的促进主要是通过L-H反应机理路径完成的。具体实施方式在污泥烧结尾气处理中烟气脱硝工艺中选择性催化还原(SCR)技术属于关键技术，且其也为现有技术。目前使用的V系列催化剂，所需反应温度较高，这就必须将SCR装置置于脱硫除尘之前以避免重复地加热烟气，这将大大增加脱硝成本。因此，开发低温（≤423K）SCR催化剂和工艺十分必要。Mn系催化剂具有价格低廉、脱硝活性高等特点，是一种适合运行在SCR技术中的催化剂。但是，Mn系催化剂低温段活性及温度范围窗口仍需进一步增强。同时，烟气中的SO2容易导致催化剂失活。因此，需要在Mn基催化剂的基础上研究一种低温段高活性且能够抗SO2毒化的低温SCR催化剂。本专利技术以Mn基催化剂为基础,通过掺杂过渡金属元素或稀土金属元素,制备复合氧化物催化剂，测试其低温段SCR活性及抗SO2毒化性能并结合多种表征手段分析低温段活性提高或抗SO2毒化性能提高的作用机理。本专利技术通过向Mn/TiO2掺杂Sb制备MnSbTiOx催化剂。MnSbTiOx催化剂表现出一个更高的SCR活性，且抗SO2毒化效果明显。表征结果有更多的还原物种的形成和更多的Mn4+和表面吸附氧的生成，这能够明显地增强NO的氧化能力。与此同时，更多高活性的吸附态NH3和吸附态NO在MnSbTiOx催化剂表面形成。遵从这种效果，MnSbTiOx催化剂NH3-SCR反应的促进主要是通过L-H反应机理路径完成的。目前脱除固定源排放的NOx的方法有很多，可分为燃烧过程控制和尾气控制两大类。燃烧过程控制主要是通过新型燃烧器的设计和改变炉内燃烧条件而实现，该工艺的特点是初投资和运行费用较低，并且易于工程实施。但是采用低NOx燃烧技术最多仅能降低约50%的NOx排放，当NOx排放要求进一步加严时，还需进一步采用尾气脱硝技术。尾气控制可分为湿法和干法两种：湿法包括直接吸收法，氧化吸收法和还原吸收法等，干法则主要包括各类催化脱除法、等离子体脱除法等。干法脱除烟气NOx技术由于具有过程简单、设备投资较少、脱除效率高等特点，因而是国际上研究最多和应用最广的技术。目前得到大量工业应用的干法脱硝技术主要是选择性催化还原(SCR法)和选择性非催化还原法(SNCR法)两种，其他方法目前大多处于实验研究阶段或中试阶段。选择性催化还原法（SCR）是世界上最成熟、效果最好、应用最广泛的烟气脱硝技术。其反应原理与SNCR反应原理相似，但SCR反应需要在催化剂存在的条件下进行。NOx的催化还原可使用多种还原剂（CH4、H2、CO、NH3等），其中应用最广泛的技术是以NH3做还原剂，主要反应如下。4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O。4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O。NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O。根据使用催化剂的反应温度，SCR工艺分成高温、中温和低温三种。一般高温大于350℃,中温200℃-350℃,低温小于200℃。在传统的NH3-SCR技术中，依据SCR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对城市污泥烧结处理过程中的尾气处理方法，其特征在于：对污泥烧结处理过程中的尾气通过选择性催化还原法进行处理，/n污泥烧结处理过程中的尾气首先通过除尘器除尘，而后经过脱硫系统脱硫，之后尾气进入选择性催化还原反应器，/n上述的过程能同时避免粉尘以及 SO2对尾气的影响，并使选择性催化还原反应器便于与锅炉设备匹配，/n进入选择性催化还原反应器中的尾气温度低于200℃，/n尾气在选择性催化还原反应器中进行低温选择性催化还原，/n此刻，低温选择性催化还原反应在催化剂存在的条件下进行，/n该催化剂包括NH3还原剂，/n该催化剂还包括MnSbTiOx 催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种对城市污泥烧结处理过程中的尾气处理方法，其特征在于：对污泥烧结处理过程中的尾气通过选择性催化还原法进行处理，
污泥烧结处理过程中的尾气首先通过除尘器除尘，而后经过脱硫系统脱硫，之后尾气进入选择性催化还原反应器，
上述的过程能同时避免粉尘以及SO2对尾气的影响，并使选择性催化还原反应器便于与锅炉设备匹配，
进入选择性催化还原反应器中的尾气温度低于200℃，
尾气在选择性催化还原反应器中进行低温选择性催化还原，
此刻，低温选择性催化还原反应在催化剂存在的条件下进行，
该催化剂包括NH3还原剂，
该催化剂还包括MnSbTiOx催化剂。


2.如权利要求1所述的一种对城市污泥烧结处理过程中的尾气处理方法，其特征在于：低温选择性催化还原过程中NH3还原剂进行氮氧的催化还原，其反应如下:
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O,
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O,
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O。


3.如权利要求1所述的一种对城市污泥烧结处理过程中的尾气处理方法，其特征在于：进入选择性催化还原反应器中的尾气温度低于100℃。


4.如权利要求1所述的一种对城市污泥烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：何根强，
申请(专利权)人：安徽锦科环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34