一种有机包膜脱硝剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种有机包膜脱硝剂及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将尿素熔融后与催化剂混合，经造粒成型，得到球状颗粒；将所得球状颗粒投入包衣设备中，球状颗粒均匀转动后喷入异氰酸酯以及多元醇

【技术实现步骤摘要】
一种有机包膜脱硝剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于烟气脱硝
，涉及一种有机包膜脱硝剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着经济的快速发展及生活水平的提高，燃煤机组也呈增长趋势，由此导致的大气污染问题也逐渐加剧，去除燃煤烟气中的氮氧化物是防止环境污染的重中之重，因此烟气脱硝技术是目前研究与应用的重点，目前主流的脱硝技术主要有选择性催化还原(SCR)脱硝和选择性非催化还原(SNCR)脱硝，前者是指在催化剂的作用下，还原剂与烟气中的NO
x
反应生成无害的氮气和水，从而去除烟气中的NO
x
，该方法反应温度低，脱硝效率高，但存在设备投资大、催化剂易失活、价格昂贵等缺点；后者则无需催化剂，但处理温度较高，脱硝效率偏低。
[0003]在上述脱硝工艺中，除了催化剂，还原剂的选择也是关键因素，通常使用的脱硝剂主要是氨，但很多场合并不适合使用气相脱硝剂，而是需要用到固相脱硝剂，而尿素则是经常选择的固相脱硝剂之一，由于尿素在温度较高时不稳定，容易分解，因此需要的添加量较大，损失也较多，因而为控制尿素的用量，需要对其进行改性，以提高其利用率。
[0004]CN 107115773A公开了一种改性尿素脱硝剂及其制备方法，所述改性尿素脱硝剂包括尿素、高分子组分、改性组分和增效组分，其质量比分别为100:(0.5～10):(0.1～10.0):(0.001～0.5)，其中高分子组分包括聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种，改性组分包括硬脂酸铵、硬脂酸镁、硬脂酸钙、沉淀法碳酸钙、氧化镁或沸石中的至少一种，增效组分为负载有金属硫酸盐的二氧化硅囊泡；该脱硝剂虽然能够提高脱硝率，扩展脱硝温度范围，但组成及制备过程较为复杂，且未明确各组分之间只是简单混合，并未明确是否能够形成包覆等结构，对于尿素自身分解的问题并未有效解决。
[0005]CN 108057326A公开了一种缓释型烟气脱硝剂的制备方法，该方法以3，3
′‑
二氨基联苯胺、3，4
‑
二氨基苯甲酸及间苯二甲酸为前驱物，以多聚磷酸为溶剂，在紫外光照射下，低温催化合成聚苯并咪唑共聚物，再对尿素进行包覆，制备得到具有缓释功能的烟气脱硝剂；该方法的重点在于聚苯并咪唑共聚物的制备，对于其如何包覆尿素并未明确介绍。
[0006]综上所述，对于固相脱硝剂的制备与使用，还需要对尿素等固相原料进行改性，使其具备较好的耐热性，避免其在高温下的无效分解，以提高其利用率，降低成本。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种有机包膜脱硝剂及其制备方法，所述方法在尿素脱硝剂成型过程中即加入催化剂，可相应提高脱硝效率，避免因颗粒粒径较大而造成脱硝效率降低的问题；同时在成型颗粒的表面以包膜的方式进行表面改性，形成高分子薄膜，提高其耐热性，以有效减缓尿素在脱硝温度下的无效分解，提高尿素的利用率。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一方面，本专利技术提供了一种有机包膜脱硝剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0010](1)将尿素熔融后与催化剂混合，经造粒成型，得到球状颗粒；
[0011](2)将步骤(1)得到的球状颗粒投入包衣设备中，球状颗粒均匀转动后喷入异氰酸酯以及多元醇
‑
颜料混合料进行包膜，得到有机包膜脱硝剂。
[0012]本专利技术中，对于脱硝剂的制备及应用，需要从其脱硝时的利用率以及脱硝效率两方面进行考虑，本专利技术中为保证尿素与催化剂的均匀混合，先将尿素形成熔融态与脱硝催化剂混合后成型，保证脱硝剂使用时在各局部区域内均可发生反应，提高脱硝效率；同时由于在脱硝温度下尿素自身会发生分解，本专利技术在尿素成型颗粒表面以包膜的方式进行表面改性，形成聚氨酯高分子膜，其具有耐热性，可减缓尿素的无效分解，使其充分用于氮氧化物的还原，提高尿素的利用率；同时，在聚氨酯制备原料中加入颜料，有助于辨别形成的包膜是否完整及均匀，提高脱硝剂的成品率；所述方法操作步骤简单，原料来源广，设备投资及生产成本低，易于工业化实施。
[0013]以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
[0014]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述尿素熔融的条件为：温度132～140℃，例如132℃、134℃、135℃、136℃、137℃或140℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0015]优选地，步骤(1)所述尿素熔融的气氛为空气。
[0016]本专利技术中，由于尿素在加热时可能会发生分解，因而控制工艺条件，保证其形成熔融态，便于与脱硝催化剂的混合及成型。
[0017]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述催化剂包括过渡金属氧化物。
[0018]优选地，所述过渡金属氧化物包括二氧化钛、五氧化二钒或三氧化钨中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：二氧化钛和五氧化二钒的组合，五氧化二钒和三氧化钨的组合，二氧化钛、五氧化二钒和三氧化钨的组合等。
[0019]优选地，步骤(1)所述催化剂的加入量独立地为0～500ppm，例如0、50ppm、100ppm、200ppm、300ppm、400ppm或500ppm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]本专利技术中，催化剂的加入主要是为了保证尿素与氮氧化物反应时反应区间内均有催化剂存在，避免脱硝反应不均匀的问题，且催化剂的加入量无需过多，其主体仍是尿素脱硝剂。
[0021]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述混合后搅拌均匀。
[0022]优选地，步骤(1)所述造粒成型在造粒设备中进行。
[0023]优选地，步骤(1)所述造粒成型的温度为95～115℃，例如95℃、100℃、105℃、110℃或115℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0024]本专利技术中，所述造粒成型采用流化床造粒的方式，将熔融后的尿素加压喷射至尿素晶种表面，生长成所需的尿素颗粒，上述温度即为流化床的操作温度。
[0025]优选地，步骤(1)所述球状颗粒的粒径为2～5mm，例如2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、
4.5mm或5mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0026]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述包衣设备包括包衣机，所述包衣机包括转筒组件。
[0027]优选地，所述转筒的转速为20～50r/min，例如20r/min、25r/min、30r/min、35r/min、40r/min或50r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0028]优选地，所述球状颗粒跟随转筒均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机包膜脱硝剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将尿素熔融后与催化剂混合，经造粒成型，得到球状颗粒；(2)将步骤(1)得到的球状颗粒投入包衣设备中，球状颗粒均匀转动后喷入异氰酸酯以及多元醇
‑
颜料混合料进行包膜，得到有机包膜脱硝剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述尿素熔融的温度为132～140℃；优选地，步骤(1)所述尿素熔融的气氛为空气。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述催化剂包括过渡金属氧化物；优选地，所述过渡金属氧化物包括二氧化钛、五氧化二钒或三氧化钨中任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述催化剂的加入量独立地为0～500ppm。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合后搅拌均匀；优选地，步骤(1)所述造粒成型在造粒设备中进行；优选地，步骤(1)所述造粒成型的温度为95～115℃；优选地，步骤(1)所述球状颗粒的粒径为2～5mm。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述包衣设备包括包衣机，所述包衣机包括转筒组件；优选地，所述转筒的转速为20～50r/min；优选地，所述球状颗粒跟随转筒均匀转动。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯中任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(2)所述多元醇为聚碳酸亚丙酯多元醇；优选地，步骤(2)所述颜料包括色淀红、耐晒黄或永固紫中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述颜料的用量为多元醇用量的0.1～3wt％；优选地，所述异氰酸酯和多元醇
‑
颜料混合料喷入的先后顺序是：先喷入异氰酸酯，再喷入多元醇
‑
颜料混合料。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述的制备方法，其特征在于，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨树斌，徐林，王丹，黄杰军，丁克鸿，王建昌，徐高明，王再飞，
申请(专利权)人：江苏扬农化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：