一种烟气全温脱硝剂及其制备方法技术

本发明专利技术公布了一种气全温脱硝剂，所述烟气全温脱硝剂包括以下成分：50

【技术实现步骤摘要】
一种烟气全温脱硝剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于焚烧烟气脱硝
，具体涉及一种烟气全温脱硝剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]燃煤和垃圾焚烧等高温热过程可生成大量的氮氧化物(NO
x
)，排放到大气可诱发雾霾污染。目前，主流的NO
x
末端脱除技术为选择性非催化还原(SNCR)技术和选择性催化还原(SCR)技术。国内大多数垃圾焚烧发电设施、危险废物焚烧处理设施和中小型燃煤锅炉集中供热设施采用SNCR脱硝技术降低焚烧烟气的NO
x
排放，即向850
‑
1100℃区域高温烟气中喷尿素溶液或氨水，与NO
x
发生反应，实现NO
x
减排。然而，SNCR技术单独使用的脱硝效率较低，通常低于50％，难以将NO
x
的排放水平持续控制在100mg/Nm3以下，增加还原剂尿素和氨水用量会导致氨逃逸增加。
[0003]火力发电厂和部分新建的大型垃圾焚烧发电厂安装了SCR脱硝装置，NO
x
小时排放均值普遍在50mg/Nm3以下。火力发电厂SCR脱硝装置的运行温度为350
‑
400℃，SCR催化模块脱硝效率相对较高。但垃圾焚烧发电厂的SCR脱硝装置安装于布袋除尘器后，为提高脱硝效率需将布袋出口烟气从130
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150℃升温到180℃以上，导致垃圾焚烧发电的利润大幅下降。SCR脱硝装置的建设和运营成本高；并且催化剂长时间运行会导致脱硝效率下降，增加氨逃逸风险。
[0004]近年来发展的固态还原剂脱硝技术具有较高的脱硝效率。该技术直接将包含还原物质(尿素、铵盐或含氮高分子聚合物等)的固态脱硝剂喷射入高温烟气，基于SNCR原理脱除烟气中的NO
x
例如中国专利CN 113019118 A、CN 110026077 A、CN 110639341 A、CN 107998852 A、CN 109316892 A、CN 108187490 A、CN 111672290 A，公开了相关内容。该技术设备投资低、占地小，具有一定市场优势。但由于脱硝反应温度范围窄(850
‑
1100℃)、以及固态脱硝剂高温崩解挥发速度受限，未反应氨残留量较高，因而会导致氨逃逸增加。
[0005]所以，高效、低投资、低运营成本和氨逃逸低的脱硝技术仍是燃烧/焚烧领域的迫切需求。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种烟气全温脱硝剂及其制备方法，本专利技术脱硝剂的脱硝温度范围为100
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1050℃，脱硝剂喷射入850
‑
1050℃烟气中后可在随后烟气全降温过程持续发挥脱硝作用，从而实现烟气中NO
x
的高效脱除；同时脱硝剂具有催化脱除烟气中氨功能，可减少氨逃逸。
[0007]本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案：
[0008]一种烟气全温脱硝剂，所述烟气全温脱硝剂包括以下成分：50
‑
90份有机胺还原剂，5
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30份脱硝增效剂，5
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20份锰矿粉基脱硝催化剂。
[0009]优选的，所述有机胺还原剂包括以下原料：50
‑
80份尿素和20
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50份羟甲基脲。
[0010]优选的，所述羟甲基脲的制备方法为：由尿素和甲醛在pH为7.5
‑
8.0、加热温度为70
‑
85℃条件下反应制得；所述尿素和甲醛的摩尔比为1:1
‑
1.5；反应产物烘干，磨细，过100目筛。
[0011]优选的，所述脱硝增效剂包括以下原料：20
‑
40份粉状碳酸氢钠、60
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80份200目镁矿粉。
[0012]需说明的是，本专利技术的烟气全温脱硝剂，以固态混合料形式喷射到入850
‑
1050℃烟气，对烟气中NO
x
进行脱除。在复配的脱硝剂中，以尿素和羟甲基脲混合物为还原剂，在高温烟气中固态还原剂崩解并释放出NH3，以SNCR方式脱除烟气中的NO
x
。羟甲基脲热分解还可产生OH活性基团，可促进NH3还原NO反应，进而提高脱硝反应效率。所述的脱硝增效剂中包含碳酸氢钠，喷射入850
‑
1050℃烟气后也可促进OH活性基团的产生，促进NH3对NO的还原，大幅提高脱硝反应效率，拓宽脱硝反应温度窗口，使NH3通过SNCR方式脱硝的反应活性降至600℃。
[0013]本专利技术的烟气全温脱硝剂中包含脱硝增效剂镁矿粉，镁矿粉中的氧化镁具有氧缺陷结构表面，对焚烧烟气中NO的解离具有较强催化能力，可促进NO生成N2，从而进一步增加本专利技术的全温脱硝剂在100
‑
300℃范围的脱硝效果。为保证镁矿粉的催化脱硝高效率，本专利技术要求所述镁矿粉的粒径为200目。同时，镁矿粉具有防潮功能，可防止还原剂结块，并可增加全温脱硝剂在喷射过程中的流动性。
[0014]优选的，所述锰矿粉基脱硝催化剂为负载铈的锰矿粉，所述锰矿粉的粒径为200目，锰含量大于30％。
[0015]需说明的是，本专利技术的烟气全温脱硝剂中包含锰矿粉基脱硝催化剂，其可在600℃至100℃降温阶段以SCR方式脱除烟气中的NO
x
。锰矿粉中含有多种可变价态锰氧化物，锰元素的价层电子d轨道上的电子处于半充满状态，可同时吸附NO和NH3，并促进电子转移，从而实现高效脱硝。锰矿粉中的锰氧化物具有极强的吸附NH3能力，在无NO存在条件下也可将NH3氧化，实现高效脱氨，从而可减少氨逃逸。为保证锰矿粉的催化脱硝脱氨高效率，本专利技术要求所述锰矿粉基脱硝催化剂中，锰矿粉的粒径为200目，锰含量大于30％。
[0016]优选的，所述锰矿粉基脱硝催化剂的制备方法为：在室温条件下，将5
‑
10份的六水合硝酸铈溶于水中，与90
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95份锰矿粉混合搅拌，呈泥浆状，充分混匀，在85
‑
100℃条件下烘干，然后在300
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500℃条件下焙烧3小时以上；冷却后再次球磨粉碎至200目，得到粉状负载铈的锰矿粉脱硝催化剂。
[0017]需说明的是，为进一步提高锰矿粉的脱硝效率，本专利技术将铈(Ce)负载于锰矿粉，形成负载铈的锰矿粉基催化剂。CeO2有较高的氧容量和优异的催化还原性能，在氧化或者还原的条件下，Ce
3+
和Ce
4+
之间存在一个快速的转换，从而捕集或者释放O原子，促使NO转化为NO2，从而增强锰矿粉的脱硝能力。
[0018]本专利技术还提供一种烟气全温脱硝剂的制备方法，具体为：将有机胺还原剂、脱硝增效剂和锰矿粉基脱硝催化剂直接混合，在混合机中混拌均匀，然后密封包装。
[0019]优选的，所述脱硝剂喷射入850
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1050℃烟气中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟气全温脱硝剂，其特征在于，所述烟气全温脱硝剂包括以下成分：50
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90份有机胺还原剂，5
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30份脱硝增效剂，5
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20份锰矿粉基脱硝催化剂。2.根据权利要求1所述的一种烟气全温脱硝剂，其特征在于，所述有机胺还原剂包括以下原料：50
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80份尿素和20
‑
50份羟甲基脲。3.根据权利要求1所述的一种烟气全温脱硝剂，其特征在于，所述羟甲基脲的制备方法为：由尿素和甲醛在pH为7.5
‑
8.0、加热温度为70
‑
85℃条件下反应制得；所述尿素和甲醛的摩尔比为1:1
‑
1.5；反应产物烘干，磨细，过100目筛。4.根据权利要求1所述的烟气全温脱硝剂，其特征在于，所述脱硝增效剂包括以下原料：20
‑
40份粉状碳酸氢钠、60
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80份200目镁矿粉。5.根据权利要求1所述的烟气全温...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟奇军，周卫华，陈谦，王小东，
申请(专利权)人：嘉兴沃特泰科环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：