一种燃煤烟气中ＮＯ的吸收液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种燃煤电厂的烟气中ＮＯ的吸收液及其制备方法和应用。其制备方法即将二价钴盐溶解到水中，然后加入适量的三乙烯四胺配成三乙烯四胺合钴离子溶液，即为本发明专利技术的一种燃煤电厂的烟气中ＮＯ的吸收液。本发明专利技术的一种燃煤烟气中ＮＯ的吸收液的应用，即通过利用三乙烯四胺合钴离子的载氧性质而形成的双桥式过氧络合物将烟气中难溶于水的ＮＯ氧化为易溶于水的ＮＯ２，ＮＯ２与碱反应转为一种有用的肥料硝铵，从而实现变废为宝。本发明专利技术的一种燃煤烟气中ＮＯ的吸收液为环境友好型的ＮＯ吸收液，其能增大ＮＯ在液相中的溶解度，实现ＮＯ的氧化和吸收同时进行，ＮＯ去除率达７０～９５％，该吸收液可循环利用，有效降低烟气脱ＮＯ的生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种脱除废气中NO的吸收液及其制备方法和应用，尤其涉及燃煤电厂的烟气中NO的吸收液及其制备方法和应用。
技术介绍
大气污染是二十一世纪人类社会生存和发展所面临的最严重的问题之一。随着 经济的迅速发展，煤炭、石油等能源的消耗日益增加，燃料燃烧排放的有害气体也在不断增 力口。烟气中的有害气体包括硫氧化物、氮氧化物和碳氢化合物等，其中SO2和NOx是排放 量最多、危害性最大的两种气体，它们不仅造成城市环境恶化，空气污浊，对人体呼吸器官 和皮肤有刺激性，同时亦是酸雨、光化学烟雾形成的主要物种或引发物，素有大气污染物的 “元凶”和“杀手”之称。据统计，全世界每年排入大气中的SO2大约有2亿吨，并有逐年增 长之势，而我国的SO2排放量已超过美国成为世界第一，酸雨损失每年超过1100亿元。每 年排出的氮氧化物至少在5300万吨以上。燃烧所造成的污染已成为制约国民经济和社会 持续发展的一个重要影响因素，如不采取有力的治理措施，这种局面将会加速恶化。目前对于SO2的控制已经有比较成熟的技术，对于NO的脱除还存在很多问题。由 于治理NOx的难度较大，国内外研究开发了各种各样的脱硝方法，对于燃烧产生的NOx污染 的控制主要有3种方法①燃料脱氮；②改进燃烧方式和生产工艺；③烟气脱硝。燃料脱氮 技术至今尚未很好开发，有待于今后继续研究。国内外对燃烧方式的改进作了大量研究工 作，开发了许多低NOx燃烧技术和设备，并已在一些锅炉和其他炉窑上应用。但由于一些低 NOx燃烧技术和设备有时会降低燃烧效率，造成不完全燃烧损失增加，设备规模随之增大， NOx的降低率也有限，所以目前低NOx燃烧技术和设备尚未达到全面实用的阶段。烟气脱硝是近期内NOx控制措施中最重要的方法，目前国内外研究的烟气脱硝技 术主要有选择性催化还原法(SCR)，选择性非催化还原法(SNCR)，吸附法，等离子体去除 法，吸收法，直接生物法等。目前仅选择性催化还原法(SCR)得到了一定程度的工业应用。 但这种技术依然存在投资及运行费用高，催化剂易失活，排放N2O和NH3等二次污染物，操作 温度范围窄等缺陷；生物法由于其投资运行成本低、无二次污染等优点，受到广泛关注，但 目前的研究都集中于直接氧化或还原，由于NO难溶于水，使直接生物法的去除效率受到限 制；络合吸收法是在现有湿法脱硫液中加入一种络合吸收液，能够实现同时脱硫脱氮的较 为理想的方法，但其存在的主要问题是脱除率不高，持续时间短，吸收液易失活。因此开发 一种高效价廉、可反复利用的络合吸收液是目前湿法脱硝的关键问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的燃煤烟气中NO的吸收液及其制备方法和应用。本专利技术的技术原理利用三乙烯四胺合钴离子的络合和载氧特性，实现液相中NO的氧化吸收脱除。三乙烯四胺(trien)合钴离子(2+)具有如下特点(1)易于吸收烟气中的氧气形成双桥式的稳定的3+离子，该离子具有 与过氧化氢等同的氧化能力；(2)易于与NO反应形成络合物2+,从而大大 提高NO在水中的溶解度；因此利用三乙烯四胺合钴离子的上述性质可以实现液相中NO的 氧化吸收脱除。在碱性条件下反应机理如下(1) NO(g)<~>NO{aq)(2) 2+ +2NO(aq)<> 2++02+0F — 3++2H20(4) 3++ 2++30!T — 2++2 (5) 2++40F — +N02>N03>H20(6) +2H20 — 2++20FNO催化氧化的总反应方程式为2Ν0+02+20Γ — Ν02>Ν03>Η20由上述反应可见，2+作为催化剂，烟气中的氧气作氧化剂，从而 实现了液相中NO的催化氧化吸收，该吸收液可以循环利用。本专利技术的技术方案一种燃煤烟气中NO的吸收液的制备方法(1)、将一定量的二价钴盐溶解到一定量的水中，形成二价钴盐水溶液；其中所述的二价钴盐为醋酸钴，硝酸钴和氯化钴中的任一种，优选氯化钴；所加入的二价钴盐的量，即按其中Co2+ 水为0. 005 0. 04mol/L ；(2)、向步骤(1)中所得的二价钴盐水溶液中加入三乙烯四胺(简写为trien)，用 碱调PH值为9-13，即形成本专利技术的一种燃煤烟气中NO的吸收液；其中所加入的三乙烯四胺量按其与步骤(1)中所形成的二价钴离子的摩尔比计 算，其即形成的三乙烯四胺二价钴离子Co2+为1 1;溶液调pH所用的碱为氢氧化钠、氧化钙、氧化镁等碱性物质调节，优选氢氧化钠。本专利技术所得的一种燃煤烟气中NO的吸收液，其活性组分为三乙烯四胺合钴离子 (2+)。本专利技术所得的一种燃煤烟气中NO的吸收液在烟气脱NO中的应用，过程控制其pH 值为9 13、温度为40 70°C，烟气废气中氧气的体积百分比为0 15%，可处理燃煤烟 气废气中NO的浓度范围为50 2000ppm。本专利技术的有益效果本专利技术的一种燃煤烟气中NO的吸收液，其活性组分为三乙烯四胺合钴离子(2+)。即通过利用三乙烯四胺合钴离子的载氧性质而形成的双桥式过氧 络合物将难溶于水的NO氧化为易溶于水的N02，NO2与碱反应转为一种有用的肥料硝铵，从 而实现变废为宝。本专利技术的一种燃煤烟气中NO的吸收液为环境友好型的NO吸收液，该吸收 液能增大NO在液相中的溶解度，实现NO的氧化和吸收同时进行，NO去除率达70 95%，该吸收液可以循环利用，有效降低烟气脱NO的生产成本。具体实施方法下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明，但并不限制本专利技术。实施例1一种燃煤烟气中NO的吸收液的制备方法(1)、将2. 38g的氯化钴溶解到0. IL的水中，形成氯化钴水溶液；(2)、向步骤(1)中所得的氯化钴水溶液中加入3ml三乙烯四胺，用氢氧化钠调pH 值为11，定容到0. 5L，即形成本专利技术的一种燃煤烟气中NO的吸收液。用实施例1所得的一种燃煤烟气中NO的吸收液进行烟气脱NO的应用应用实施例1应用实验在直径1. 8cm、高IOOcm的玻璃填料塔中进行，气液两相逆流流动，液体 循环使用，气体出塔后经冷凝干燥后进GreenLine MK2烟气分析仪测定NO出口浓度。塔内 装塑料弹簧填料，塔的水夹套用来控制反应温度。模拟烟气的流速是500mL/min，反应温度 是50°C，液体喷淋密度为6m3/m2 · h。模拟烟气的组成为N0 :621ppm, O2体积百分比为5%，其余为高纯氮。吸收液中三乙烯四胺合钴离子的浓度为0.02mol/L，pH值为11，吸收液体积为500毫升。维持上述条件吸收3小时后NO的脱除率为80%。应用实施例2应用实验在直径1. 8cm、高IOOcm的鼓泡塔中进行，液体加入量为300ml，气体出塔 后经冷凝干燥后进GreenLine MK2烟气分析仪测定NO出口浓度。塔的水夹套用来控制反 应温度。模拟烟气的流速是500mL/min，反应温度是50°C。模拟烟气的组成为N0 :621ppm, O2体积百分比为5%，其余为高纯氮。吸收液中三乙烯四胺合钴离子的浓度为0. 02mol/L, pH值为11。维持上述条件吸收3小时后NO的脱除率为70%。应用实施例3反应器和操作条件同应用实施例1，仅将氧气含量由5%改成15%，维持上述条件 吸收3小时后NO的脱除率为95%。应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃煤烟气中ＮＯ的吸收液的制备方法，其特征在于包括如下制备步骤：（１）、将二价钴盐加入到水中，形成二价钴盐水溶液；其中所述的二价钴盐为醋酸钴、硝酸钴或氯化钴中的任一种；所加入的二价钴盐的量，按二价钴盐中Ｃｏ↑［２＋］：水为０．００５～０．０４ｍｏｌ／Ｌ计算；（２）、向步骤（１）中所得的二价钴盐水溶液中加入三乙烯四胺（简写为ｔｒｉｅｎ）后，再用碱调ｐＨ值为９～１３，即形成本专利技术的一种燃煤烟气中ＮＯ的吸收液；其中所加入的三乙烯四胺量按其与步骤（１）中所形成的二价钴离子的摩尔比计算，其即形成的三乙烯四胺∶二价钴离子Ｃｏ↑［２＋］为１∶１；所述的碱为氢氧化钠、氧化钙或氧化镁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：辛志玲，张金龙，张大全，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]