一种脱硫脱硝剂、制备方法及其用途技术

本发明专利技术公开了一种脱硫脱硝剂、制备方法及其用途。所述脱硫脱硝剂是纳米级材料，包括以下组分：MgO、SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、CuO、和MnO2，任选地包括强氧化剂KMnO4。使用本发明专利技术的纳米级脱硫脱硝剂，可在烟气脱硫过程中同步脱除NOX，脱硫脱硝效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纳米级脱硫脱硝剂，其制备方法及其在烟气净化方面的应用，尤其适用于工业燃煤燃烧后产生的含so2、nox等成份烟气的同步脱硫脱硝应用。
技术介绍
大气是人类赖以生存的最基本的生命要素，然而利用煤、石油等化石能源燃烧做功时产生二氧化硫(SO2)、氮氧化合物(NOx)和颗粒物，SO2和NOx是最主要的二种大气污染物，是造成酸雨的主要原因所在。同时NOx也是造成臭氧层破坏和光化学烟雾等环境问题的 一种物质。这些已经成为制约社会和经济发展的重要因素，引起了各国人民的广泛关注。各国科学家及商业机构一直致力于脱硫脱硝的技术研究。全球研究和开发的脱硫方法已有数百种之多，脱硝方法也有几十种之多，这些方法按工艺一般可分为干法和湿法。按产品的利用状态可分为回收法和抛弃法；按吸收方式可分为物理吸收和化学吸收。现有的脱硫技术中比较实用的、可行的、经济的技术方案有硫化床燃烧技术、炉内喷吸收剂/增湿活化脱硫工艺、湿式石灰/石灰石脱硫工艺、海水脱硫工艺、喷雾干燥脱硫工艺、吸附剂再生脱硫工艺、烟道喷吸收剂脱硫工艺、电子束辐照法等十余种技术。现有的脱硝技术主要分为两大类燃烧过程控制和燃烧后处理。燃烧后处理又包括选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)、热分解法、催化分解法、气体洗涤法、等离子体治理技术、液体吸收法、氧化吸收法处理等。目前全球脱硫、脱硝基本采用联合方式来进行，即脱硫与脱硝分开处理，或炉内脱硫与炉外脱硝联合，或湿式脱硫与干法脱硝相联合等，这种联合式的方法虽然在脱硫、脱硝效果上能够达到环保排放的要求，但基础设施投资高，系统占地面积大，运行操作复杂，且运行维护费用很高，就是在发达国家，一般企业也承担不了这么高的运行维护费用。经过长时间的研究与开发，已成功开发出几种烟气同时脱硫脱硝技术。如日本专利技术的活性炭吸收脱硫脱硝同步工艺，活性炭吸收工艺是利用活性炭具有较大的比表面积进行烟气同时脱硫脱硝的。SO2是通过活性炭的微孔吸附作用，存于活性炭的微孔内，再通过热再生，生成高浓度的SO2气体,经过转化装置形成高纯硫磺、浓硫酸等副产品；N0X是在加氨的条件下经活性炭的催化作用生成水和氮气排入大气，这种方法的优点是无二次污染，脱硫效率能达到90%左右，缺点是活性炭种类太少，采购成本高造成运行维护成本太高，同时脱硝效率虽然能达到65%左右，但随着活性炭活性的衰减脱硝效率呈曲线性变化，不够稳定。同期德国、以色列等国还专利技术了 CuO同时脱硫脱硝工艺。该方法利用Al2O3或SiO2作为载体，用浸溃等方法制备吸附剂，在300 450°C的温度范围内，与烟气中的SO2发生反应，形成的CuSO4和CuO对SCR法还原NOx有很高的催化活性。吸收饱和的CuSO4被送去再生，再生过程一般用CH4气体对CuSO4进行还原，释放的SO2可制酸，还原得到的金属铜或Cu2S再用烟气或空气氧化。生成的CuO又重新用于吸收还原过程。该方法的优点是不产生二次污染物，可产出硫或硫酸副产品，处理后烟气无需加热，可循环利用。该工艺能达到90%以上的SO2脱除效率和75% 80%的NOx脱除效率。缺点是需要大量吸附剂，设备庞大，投资大，运行能耗大。而且随着各国环保标准的提高，80%左右的脱硫效率已经不能满足当前各主要工业国家环保标准的新要求。我国研发出了有中国特色的湿式络合物吸收工艺，即湿式FGD加金属鳌合物工艺。在碱性或中性溶液中加入亚铁离子形成氨基轻酸亚铁鳌合物，如Fe (FDTA)和Fe (NTA)。这类鳌合物吸收NO形成亚硝酞业铁鳌合物，配位的NO能够和溶解的SO2和O2反应生成N2,N2、连二硫酸盐、硫酸盐、各种N-S化合物和三价铁鳌合物。该工艺需通过从吸收液中去除连二硫酸盐、硫酸盐和N-S化合物以及三价铁鳌合物还原成亚铁鳌合物而使吸收液再生。湿式络合物吸收工艺可同时脱除SO2和NOx，但目前仍处于试验阶段。影响其工业应用的主要障碍是反应过程中鳌合物的损失和金属鳌合物再生困难、利用率低，造成运行费用高。由于目前国外联合或一体化脱硫脱硝技术存在流程复杂、占地面积大、运行成本高、单一效率高联合效率低等缺点，因此开发操作简单、运行成本低、效率高、系统稳定的同时脱硫脱硝技术成为燃煤烟气净化技术研发的重要方向之一。
技术实现思路
为了克服现有技术中的上述缺陷，本申请的专利技术人进行了深入研究。本专利技术一个目的在于提供一种纳米级脱硫脱硝剂，该脱硫脱硝剂具有较好的同步脱硫和脱硝效果。本专利技术的另一个目的在于提供一种脱硫脱硝剂的制备方法。本专利技术的再一个目的在于提供一种脱硫脱硝剂的应用，其用于烟气脱硫过程同步脱除N0X，脱硫脱硝剂的用量小，脱硫脱硝效率高，运行稳定。具体而言，本申请提供如下技术方案以实现上述目的。 本专利技术提供一种脱硫脱硝剂，所述脱硫脱硝剂是纳米级材料，包括以下组分MgO、Si02、CaO> Fe203、A1203、CuO 和 MnO20根据本专利技术所述的脱硫脱硝剂，优选地，所述脱硫脱硝剂包括以下组分MgO 40 50 重量份，CaO O. I I 重量份，SiO2 10 20 重量份，Fe2O3 5 20 重量份，Al2O3 5 10 重量份，CuO I 10 重量份，MnO2 I 4 重量份。根据本专利技术所述的脱硫脱硝剂，优选地，脱硫脱硝剂中还包括ΚΜη04。根据本专利技术所述的脱硫脱硝剂，优选地，脱硫脱硝剂的粒径范围为10 60nm。本专利技术还提供上述的脱硫脱硝剂的制备方法，包括如下步骤(I)配制所述组分的混合剂；(2)将配制好的混合剂制成纳米级脱硫脱硝剂；所述步骤⑵包括以下步骤①将所述配制好的混合剂粉碎为纳米级粉体；②将所述纳米级粉体配制成浆状物质；③将所述浆状物质进行焙烧。根据本专利技术所述的制备方法，优选地，所述步骤①为使用球磨机将所述配制好的混合剂粉碎为纳米级粉体；和所述步骤②为将所述纳米级粉体加入水，均匀搅拌后添进增稠剂配制成浆状物质；和所述步骤③为在焙烧温度为600 800°C下焙烧I. 5 2小时。根据本专利技术所述的制备方法，优选地，所述步骤③选自以下步骤的任一种A、将浆状物质送入单室炉，在300°C 500°C的温度范围内一次焙烧I小时，成型后，再次送入单室炉在600°C 800°C温度范围内进行二次焙烧I. 5小时；B、将浆状物质送入单室炉，在600°C 800°C的温度范围内焙烧I. 5 2小时。本专利技术也提供上述脱硫脱硝剂的用途，用于烟气的同步脱硫脱硝。 根据本专利技术所述的用途，优选地，包括如下步骤<1>调节烟气中氧气含量的步骤；<2>制浆步骤将所述脱硫脱硝剂制成浆料后备用；<3>脱硫脱硝步骤将调节了氧气含量后的烟气与所述浆料接触。根据本专利技术所述的用途，优选地，烟气中氧气含量控制在8 15vt%。本专利技术的脱硫脱硝剂经过纳米制造过程后，比表面积增大，增加了氧气、金属氧化物与烟气的接触面积，提高了对烟气中SO2和NOx的吸附功能，从而提高脱硫脱硝的效率，脱硫脱硝剂与氧气调节装置二者配合作用下，综合脱硫效率达96%以上、脱硝效率达85%以上。再有，通过本专利技术脱硫脱硝剂，脱硫、脱硝系统运行成本较低，运行费用是常规钙法脱硫系统的2/3，常见脱硝系统的2/3 ;运行稳定；脱除效率、操作便捷性、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱硫脱硝剂，其特征在于，所述脱硫脱硝剂是纳米级材料，包括以下组分：MgO、SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、CuO和MnO2。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：童裳慧，
申请(专利权)人：北京世能中晶能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：