本发明专利技术涉及一种脱硝腐植酸盐/纳米二氧化钛复合吸附剂,其制备方法和其脱硝方法,所述吸附剂以腐植酸盐为载体,纳米二氧化钛为催化剂,腐植酸盐和纳米二氧化钛的质量比1:0.1~1:0.5,其制备方法为首先将腐植酸盐和纳米二氧化钛用水混合,然后造粒和干燥即制得脱硝腐植酸盐/纳米二氧化钛复合吸附剂;该吸附剂的脱硝方法是:将吸附剂加入到光催化反应装置中,向其中通入含氮氧化物的废气,充分反应后,取出吸附剂。本发明专利技术的脱硝腐植酸盐/纳米二氧化钛复合吸附剂的脱硝方法在治理含氮氧化物废气的同时,得到了富含氮元素的腐植酸,可用作肥料,实现了环境保护和资源化利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种脱硝吸附剂,更具体的说,涉及一种脱硝腐植酸盐/纳米二氧化钛复合吸附剂,其制备方法和使用方法。
技术介绍
我国以煤为主的能源结构决定了我国大气污染的特征为煤烟型污染。随着经济和社会的发展,近年来燃煤烟气中二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx,主要是NO和NO2)排放量剧增,污染大气、形成酸雨、危害生态环境和人类健康,其占大气污染造成总GDP损失的55%左右。我国燃煤电厂在NOx排放控制方面起步较晚,以致于NOx排放总量的快速增长抵消了近年来卓有成效的SO2控制效果。如果不加强治理,NOx的排放总量将会继续增长,甚至有可能超过SO2成为大气中最主要的污染物。特别是近年来,大城市NOxS染严重,区域性 NOx污染逐渐加剧;同时,酸雨污染呈现出新的特征N0_3的相对贡献在增加,由以硫型为主向硫酸和硝酸复合型转变。因此,控制火电厂NOx排放至关重要。烟气脱硝(FGDN,Flue Gas Denitration)被认为是控制燃煤过程中产生的NOx污染的重要的技术手段。现行的主流脱硝技术有选择性催化还原法(SCR,SelectiveCatalytic Reduction),吸收法,还有非选择性催化还原法(SNCR, SelectiveNoncatalytic Reduction),活性炭吸附法、分子筛吸附法等。其中以SCR法应用最多,SCR是使用适当的催化剂,在一定的温度下,以氨作催化反应的还原剂,使氮氧化物转变为无害的氮气和水蒸气。该方法效率高、技术成熟,主要缺点是还原气体难以反应完全,易造成二次污染;且催化剂活性对温度选择性强;催化剂易污染中毒失活,运行成本高。因此,催化法脱硝应用受到限制。因此,研究并开发适合我国国情的烟气脱硝技术对解决我国控制NOx污染问题具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的解决目前氮氧化物的污染日益加剧的问题,而提供一种脱硝腐植酸盐/纳米二氧化钛复合吸附剂吸附,该复合吸附剂,以腐植酸盐为载体,纳米二氧化钛为催化剂,腐植酸盐和纳米二氧化钛的质量比1:0. Γ :0. 5。在本专利技术的一优选实施例中,所述的腐植酸酸盐为腐植酸钠、腐植酸钾、腐植酸钙或腐植酸铁中的一种或一种以上的混合物。在本专利技术的一优选实施例中,所述纳米二氧化钛是锐钛型纳米二氧化钛,其颗粒度为5 lOOnm。本专利技术的脱硝腐植酸盐/纳米二氧化钛复合吸附剂是利用TiO2的高催化活性,催化氧化NO生成NO2,进而生成HNO3被吸附剂微孔吸收,同时腐植酸盐作为TiO2催化剂载体,能提高催化剂的光源利用率和催化活性,起到相互促进作用。本专利技术的另一目的是,提供一种脱硝腐植酸盐/纳米二氧化钛复合吸附剂的制备方法,该方法包括如下步骤I)选用腐植酸盐为载体,锐钛型纳米ニ氧化钛为催化剂,按腐植酸酸盐和纳米ニ氧化钛的质量比为i:o. no. 5将其混合,加水充分搅拌;2)将腐植酸盐和ニ氧化钛的混合物加入在造粒机中,制成颗粒状;3)将制成的颗粒在干燥装置中充分干燥,即得到腐植酸盐/纳米ニ氧化钛复合吸附剂。在本专利技术的一优选实施例中,步骤I)中,所述的腐植酸酸盐为腐植酸钠、腐植酸钾、腐植酸钙或腐植酸铁中的ー种或ー种以上的混合物。在本专利技术的一优选实施例中,步骤I)中,所述纳米ニ氧化钛是锐钛型纳米ニ氧化钛,其颗粒度为5 IOOnm。 在本专利技术的一优选实施例中,步骤2)中,所述吸附剂颗粒的大小为I飞mm。在本专利技术的一优选实施例中,步骤3)中,所述干燥的温度为75 120°C。本专利技术的再一目的是,提供一种脱硝腐植酸盐/纳米ニ氧化钛复合吸附剂的脱硝方法,将所述腐植酸盐/纳米ニ氧化钛复合吸附剂加入到光催化反应装置中,向其中通入含氮氧化物的废气,充分反应后,取出吸附剂。ニ氧化钛作为ー种光催化氧化剂对NOx的光催化氧化被视为解决NOx污染的有效方法。在Ti02存在的条件下,当02和H20受到紫外线照射时所形成的具有强氧化性的.OH, 0 HO2等自由基,这些自由基可以将NOx的NO和NO2分别氧化成为NO2和NO,反应方程式如下NO(g) + 2 0;(ads) NO,(ads) + H,0(ads)( I)NO,(acls,g) + *OH(acls) —> NO",(ads) + H (ads)(2ヽNO,(ads) + *0; NO;(ads)(パ) (ads) — HNO3(aq)(4)NOx光催化反应生成的HNO3会与腐植酸盐发生氧化反应,降低了 HNO3浓度,从而促进了 NOx的光催化反应。在本专利技术的一优选实施例中,所述含氮氧化物的废气中,氮氧化物的体积含量为0.0001 0. 001%。在本专利技术的脱硝腐植酸盐/纳米ニ氧化钛复合吸附剂的脱硝过程中,在作为反应场所的微孔内,富集的HNO3会氧化腐植酸,増加腐植酸的表面含氧官能团(如羧基、羟基等),HNO3的减少将会促进NO的进ー步氧化吸附,吸附饱和后的腐植酸盐,因为硝酸的氧化,提高了表面活性,可作为肥料和土壌改良剂。因此本专利技术的脱硝腐植酸盐/纳米ニ氧化钛复合吸附剂的脱硝方法在治理含氮氧化物废气的同时,得到了富含氮元素的腐植酸,可用作肥料,实现了环境保护和资源化利用。并且其中的脱硝方法中所用的设备简单、因而其成本也较低。附图说明图I为本专利技术的工艺流程示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明,本专利技术的实施例以本专利技术技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方·式和具体的操作过程,但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例I如图I所示,将腐植酸钾和60nm的纳米二氧化钛按照I :0. I的质量比混合,加水充分搅拌后,在造粒机内制成平均直径为6_的颗粒,75°C充分干燥后,加入光催化装置,通入含NOx的废气,其中NOx的体积含量O. 0001%,充分反应后,经检测NOx的脱除率可达45%,脱硝后的吸附剂可以作为土壤调节剂使用。实施例2如图1,将腐植酸钠和40nm的纳米二氧化钛按照I :0. 2的质量比混合,加水充分搅拌后,在造粒机内制成平均直径为3_的颗粒,100°C充分干燥后,加入光催化装置,通入含NOx的废气,其中NOx的体积含量O. 0005%,充分反应后,经检测NOx的脱除率可达55%,脱硝后的吸附剂可以作为土壤调节剂使用。实施例3如图1,将腐植酸钾和5nm的锐钛型纳米二氧化钛按照I :0. 5的质量比混合,加水充分搅拌后,在造粒机内制成2mm的颗粒,120°C充分干燥后,加入光催化装置,通入含NOx的废气,其中NOx的体积含量O. 001%,充分反应后,经检测NOx的脱除率可达65%,脱硝后的吸附剂可以作为肥料使用。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解,本专利技术不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理,在不脱离本专利技术精神和范围的前提下本专利技术还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入本专利技术要求保护的范围内。本专利技术要求保护的范围由所附的权利要求书及其等同物界定。权利要求1.一种脱硝腐植酸盐/纳米ニ氧化钛复合吸附剂,其特征在于,腐植酸盐为载体,纳米ニ氧化钛为催化剂,腐植酸盐和纳米ニ氧化钛的质量比1:0. rio. 5。2.根据权利要求I所述的脱硝腐植酸盐/纳米ニ氧化钛本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种脱硝腐植酸盐/纳米二氧化钛复合吸附剂,其特征在于,腐植酸盐为载体,纳米二氧化钛为催化剂,腐植酸盐和纳米二氧化钛的质量比1:0.1~1:0.5。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:孙志国,谢洪勇,杨菁,何开泰,
申请(专利权)人:上海第二工业大学,
类型:发明
国别省市:
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