一种高浓度NOx烟气脱硝剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高浓度NOx烟气脱硝剂，以质量份数计，由包括超细重质碳酸钙粉100份、七水硫酸亚铁50‑80份的原料制成；脱硝剂中各主要成分的质量含量为CaCO

【技术实现步骤摘要】
一种高浓度NOx烟气脱硝剂及其制备方法
本专利技术属含NOx气处理
，具体涉及一种高浓度NOx烟气脱硝剂及其制备方法。
技术介绍
很多催化剂、净化剂、吸附剂的生产过程中，常采用金属硝酸盐作为原配料。所述金属硝酸盐在催化剂、净化剂、吸附剂的后续窑炉焙烧过程中分解，在催化剂、净化剂、吸附剂中生成高分散的金属氧化物活性组分，同时放出含NO2、NO等一般统称为NOx的氮氧化物气流，当NO2浓度超过2000mg/m3时，气体呈现棕黄至棕红颜色，一般须经碱液、酸性尿素溶液和/或含氧化剂的处理液循环吸收才可消除其颜色，才可能达到排放要求。GB31573-2015无机化学工业污染物排放标准所规定的烟囱排空气中NOx的浓度限值为100mg/m3，很多地方标准还规定了更严格的浓度限值及小时排放量限值。所述氮氧化物具有异味和毒性，也是造成雾霾的一个原因。所述采用金属硝酸盐作为原配料的优点，包括金属硝酸盐易于购买、纯度高、价格相对便宜，热分解温度低、热分解所得氧化物纯度高、分散度高、活性高。所述催化剂、净化剂、吸附剂的焙烧过程中，窑炉烟气中NOx的浓度，有时可以达到1%（体积）甚至更高，波动幅度较大，而气流量通常不大，一般为每小时几十到几百m3，同时温度不高不低如80-200℃，主要成分是空气，且为间歇排放或排放持续时间不长；因而所述含NOx烟气，通过碱液、酸性尿素溶液，和/或含氧化剂处理液循环吸收处理时，吸收处理装置的规模较小，工艺和控制往往不够完善，难免有吸收处理排气不达标的情况，以及所存在的其它缺点包括：投资不低，运行费用高，有废水废渣问题，烟囱排放气夹带末级循环吸收液，以及造成“落雪”污染周边环境等问题。所述含NOx烟气也也不便通过配入过量氨气，经选择还原工艺将所含NOx还原为N2。通过固定床脱硝剂，对含NOx气进行吸附反应处理，是一个可行的方法。如CN110385023A提供了一种低温烟气脱硝剂，按重量份数计，由负载Fe2O3、MnO2、CuO、Co2O3中的一种或几种助剂0.1-10份的含炭粉料1-20份，CaCO3、CaO、Ca(OH)2中的一种或几种30-80份，以及高岭土、膨润土、石膏、水泥中的一种或几种2-30份制成；其中各组分的作用为：负载Fe2O3、MnO2、CuO、Co2O3的含炭粉料将不易吸收的NO转化成为易吸收的NO2，CaCO3、CaO、Ca(OH)2为将NO2吸收转化为硝酸钙的吸附组分，高岭土、膨润土、石膏、水泥是粘结剂和成形剂，赋予所述脱硝剂以强度和形状；该脱硝剂中，所述NO2吸附组分优选CaO与轻质CaCO3的组合或者Ca(OH)2与轻质CaCO3的组合，所述含炭粉料为活性炭、活性炭纤维、粉煤、粉煤灰、飞灰、生物质纤维中一种或几种。其制备方法中，包括将Fe、Mn、Cu、Co盐如硝酸盐或氯化盐的水溶液浸渍所述含炭粉料、烘干和在惰性气氛和如300-500℃条件下焙烧分解的步骤，因而加工成本较高。所述脱硝剂在采用CuO、Co2O3助剂时成本也较高，且废脱硝剂不能作为农田氮肥应用和处理，因为Cu、Co元素会造成土壤污染。CN110385023A的所述低温烟气脱硝剂可用于30-200℃的烟气脱硝，但仅适用于NOx浓度较低如2000mg/m3以下的脱硝；当烟气中NOx浓度较高如3000mg/m3以上，尤其在5000mg/m3以上时，脱硝剂易发生膨胀、表层强度降低和粉化，造成脱硝剂床层阻力上升和用后废剂不易卸出，且在200℃以上温度使用时其所含含炭粉料易烧蚀，而造成脱硝剂的NOx脱除精度下降和脱硝容量下降。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种高浓度NOx烟气脱硝剂，以质量份数计，由包括超细重质碳酸钙粉100份、七水硫酸亚铁50-80份的原料制成。所述高浓度NOx烟气脱硝剂的制备方法，包括如下步骤：A.反应釜中加水80-120份，投入全部七水硫酸亚铁，打浆，逐渐加入适量超细重质碳酸钙粉反应，升温至80-95℃，以pH3-4作为超细重质碳酸钙粉的投料反应控制终点，维持所述反应温度和pH值范围老化3-6hr，制得含硫酸钙纤维的浆料；B.将剩余超细重质碳酸钙粉投入捏合机，加田菁粉混匀，逐渐洒入所述含硫酸钙纤维的浆料，捏合后挤条；C.挤出条干燥，再在400-500℃和空气条件下焙烧2-4hr，制得脱硝剂。所制得脱硝剂中，各主要成分的质量含量为CaCO350-65%，Fe2O311-18%，硫酸钙20-28%，可用于常温至250℃、含低浓度至高浓度含NOx如3000-30000mg/m3烟气的脱硝处理；其中Fe2O3对将不易吸收的NO转化成为易吸收的NO2起主要作用，同时消耗烟气中的O2，脱硝饱和前也有一部分Fe2O3生成Fe(NO3)3,烟气中NOx浓度较高时Fe(NO3)3的生成量也较大；CaCO3是NOx吸收剂并转化为Ca(NO3)2及少量Ca(NO2)2；所含硫酸钙50%以上为纤维状，起粘结剂和增强剂的作用。所述超细重质碳酸钙粉，其因用于燃煤电厂的湿法脱硫而产销量特别大，价格便宜，是不规则的实心微颗粒，平均粒径1-3μm时较好。在本专利技术脱硝剂制备过程的步骤A中碳酸钙粉与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁和硫酸钙，经所述老化处理后浆液所含硫酸钙的大部分如质量的70%以上为纤维状，平均长度30-80μm；步骤B中加入的剩余碳酸钙粉进入脱硝剂，由于是实心微颗粒，表面积较小，与NOx尤其是NO2的反应较为和缓，在用于高浓度NOx烟气的脱硝处理时不致因反应过快而导致脱硝剂发生膨胀、表层强度降低和粉化，因为CaCO3微颗粒吸收NOx转化为Ca(NO3)2或Ca(NO2)2后体积变大。检测脱硝剂中所含硫酸钙的很大比例如质量的50%以上为纤维状，平均长度15-35μm，基本均匀地分散于碳酸钙微颗粒间，既起到了增强剂的作用，也提高了脱硝剂的内孔体积，从而使脱硝剂颗粒表层微孔不易堵塞，使脱硝剂颗粒内层的Fe2O3、CaCO3也能较好地发挥作用，提高了脱硝剂中Fe2O3、CaCO3的利用率，并在脱硝剂用于高浓度NOx烟气处理时对避免脱硝剂发生膨胀、表层强度降低和粉化等问题起到了关键作用。本专利技术脱硝剂的饱和NOx吸收量即脱硝容量可以达到用前脱硝剂质量的20%以上，25%以上，甚至30%以上。所述制备方法的步骤A中，硫酸亚铁溶解后与逐渐加入的超细重质碳酸钙粉反应生成胶状的氢氧化亚铁，在步骤B所述浆料与剩余超细重质碳酸钙粉的捏合过程中，所含胶状的氢氧化亚铁逐渐氧化并分散在超细重质碳酸钙颗粒间，使步骤C所制得脱硝剂所含超细重质碳酸钙颗粒间分布、涂覆Fe2O3，在用于含NOx烟气处理时Fe2O3发挥其对低价氮氧化物的催化氧化作用，利用NOx烟气所含O2，将NO等低价氮氧化物氧化为NO2及少量Fe(NO3)3，NO2及Fe(NO3)3在烟气所含水分的作用下，与超细重质碳酸钙反应生成Ca(NO3)2及少量Ca(NO2)2，中间生成的NO继续反应和转化。所述高浓度NOx烟气脱硝剂的制备方法中，所述含硫酸钙纤维浆料在步骤A制备完成后、用于步骤B之前，优选加入2-3份的硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种NOx烟气脱硝剂，以质量份数计，由包括超细重质碳酸钙粉100份、七水硫酸亚铁50-80份的原料制成。/n

【技术特征摘要】
1.一种NOx烟气脱硝剂，以质量份数计，由包括超细重质碳酸钙粉100份、七水硫酸亚铁50-80份的原料制成。


2.如权利要求1所述NOx烟气脱硝剂，其特征在于，各成分的质量含量为CaCO355-65%，Fe2O311-18%，硫酸钙20-28%；所述硫酸钙质量的50%以上为纤维状，平均长度15-35μm，分散于碳酸钙微颗粒间。


3.如权利要求1所述NOx烟气脱硝剂，其特征在于，所述超细重质碳酸钙粉的平均粒径为1-3μm。


4.如权利要求1所述NOx烟气脱硝剂，其特征在于，所述七水硫酸亚铁为硫酸法钛白粉装置副产的七水硫酸亚铁。


5.如权利要求4所述NOx烟气脱硝剂，其特征在于，所述七水硫酸亚铁含铬量、含铅量分别低于100ppm，含镉量、含砷量分别低于10ppm，含汞量低于5ppm。


6.如权利要求1所述用于NOx烟气处理的脱硝剂的制备方法，包括如下步骤：
A.反应釜中加水80-12...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫国锋，胡文宾，杨金帅，崔国栋，邢西猛，崔旭浩，
申请(专利权)人：山东迅达化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37