用于烟气脱硫脱硝的添加剂及一种烟气脱硫脱硝的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于烟气脱硫脱硝的添加剂，包括钙基吸收剂和四价铈化合物。本发明专利技术还提供了一种烟气脱硫脱硝的方法。本发明专利技术以四价铈化合物作为氧化剂，将其与钙基吸收剂混合后用于烟气干法脱硫脱硝工艺中，四价铈化合物和钙基吸收剂共同发挥作用，将烟气中的二氧化硫和氮氧化物同时脱除，具有较高的同时脱硫脱硝效率和较好的安全稳定性。实验结果表明，当添加剂组成为2.3wt％的四价铈化合物和97.7wt％的氢氧化钙、反应温度为50～60℃、水的含量占水、烟气和添加剂总质量的8wt％时，脱硫和脱硝平均效率可分别达到98.7％和61.5％。

【技术实现步骤摘要】
用于烟气脱硫脱硝的添加剂及一种烟气脱硫脱硝的方法
本专利技术涉及烟气处理
，尤其涉及一种用于烟气脱硫脱硝的添加剂及一种烟气脱硫脱硝的方法。
技术介绍
目前，化石燃料如煤炭、石油、天然气等仍是人类的主要能源，在化石燃料的燃烧过程中，会排放SO2和NOx等污染物，且该污染物会形成酸雨和其他二次污染物，严重影响到人类的生产和生活。因此，对化石燃料燃烧产生的烟气中二氧化硫、氧化氮等有害气体污染进行控制和净化至关重要。现有技术公开了多种烟气脱硫脱硝的方法，其中，在烟气脱硫技术中，湿法脱硫占世界市场的82％左右，在湿法脱硫中又以钙法为主，钙法脱硫的优点是脱除效率和脱硫剂利用率高，但也存在设备易结垢、堵塞，导致系统无法运行等问题；而脱硝技术则以干法中的催化还原法研究最多，但采用催化还原法脱除NOx，不仅不能回收氮资源，而且还要消耗大量的还原剂，造成资源浪费，同时，在催化还原法脱硝时，SO2的共存易使NO催化氧化剂中毒；氧化法脱硝也是目前常用的脱硝方法，但其存在使用的氧化剂昂贵，或者采用气体氧化剂在设备运行中存在危险隐患等问题。目前，国外广泛使用烟气脱硫-选择性催化还原脱硝工艺同时脱除二氧化硫和氧化氮，但其需要分级进行，存在投资和运行费用高、占地面积大、排放二次污染物等缺点。因此开发工艺简单、可靠、经济实用的同时脱硫脱硝工艺具有十分重要的意义。以烟气循环流化床为代表的干法脱硫脱硝工艺具有投资少，运行费用低、设备简单、节水、无二次污染等优点，其中，吸收剂是影响脱除效率的关键因素。中国专利200310103954.7中公开了一种烟气脱硫脱氮净化方法及装置，它是在循环流化床反应器内喷入一种以粉煤灰、石灰、添加剂为基础物质的高活性吸收剂，吸收烟气中的二氧化硫SO2与氮氧化物NOx，然后利用除尘装置上的回料腿将未完全反应的高活性吸收剂送回加料管内循环使用，但此方法中高活性吸收剂的制备过程繁琐，脱除效率较低。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种用于烟气脱硫脱硝的添加剂及一种烟气脱硫脱硝的方法，本专利技术提供的添加剂制备方法简单，脱硫脱硝效率较高。本专利技术提供了一种用于烟气脱硫脱硝的添加剂，包括钙基吸收剂和四价铈化合物。优选的，所述四价铈化合物占所述钙基吸收剂的1wt％～5wt％。优选的，所述四价铈化合物占所述钙基吸收剂的2wt％～3wt％。优选的，所述钙基吸收剂为消石灰。优选的，所述四价铈化合物为二氧化铈或硫酸高铈中的至少一种。优选的，所述硫酸高铈按照以下方法制备：将硝酸铈铵溶于浓硫酸中，加入氨水反应，沉淀、过滤、洗涤后得到沉淀物；将所述沉淀物溶于浓硫酸中，得到硫酸高铈。本专利技术还提供了一种烟气脱硫脱硝的方法，包括以下步骤：将原烟气和上述技术方案所述的添加剂通入流化床反应器内进行反应，得到净化烟气。优选的，所述反应的温度为20℃～70℃。优选的，所述反应的温度为40℃～60℃。优选的，所述水占所述原烟气、水和添加剂的总质量的10％以上。本专利技术以四价铈化合物作为氧化剂，将其与钙基吸收剂混合后用于烟气干法脱硫脱硝工艺中，四价铈化合物和钙基吸收剂共同发挥作用，将烟气中的二氧化硫和氮氧化物同时脱除，其中，四价铈化合物具有良好的氧化性，从而使得到的添加剂具有较高的同时脱硫脱硝效率。同时，本专利技术直接将四价铈化合物和钙基吸收剂混合即可得到添加剂，制备方法简单，便于生产。另外，本专利技术提供添加剂可直接应用于烟气循环流化床技术中实现同时脱硫脱硝，无需改造原有系统或增设脱硝装置，大大简化了工艺，降低了投资和运行成本。实验结果表明，当添加剂组成为2.3wt％的四价铈化合物和97.7wt％的氢氧化钙、反应温度为50～60℃、水的含量占水、烟气和添加剂总质量的8wt％时，脱硫和脱硝平均效率可分别达到98.7％和61.5％。具体实施方式本专利技术提供了一种用于烟气脱硫脱硝的添加剂，包括钙基吸收剂和四价铈化合物。在本专利技术中，所述添加剂包括四价铈化合物，所述四价铈化合物具有良好的氧化性和化学稳定性，能够将烟气中的还原性气体，如氮氧化物、二氧化硫等氧化成硝酸根、硫酸根，被钙基吸收剂吸收后去除。在本专利技术中，所述四价铈化合物优选为二氧化铈和硫酸高铈中的至少一种，所述硫酸高铈可以为无水硫酸高铈，也可以为四水合硫酸高铈。本专利技术对所述四价铈化合物的来源没有特殊限制，可以从市场上购买。其中，硫酸高铈也可以按照以下方法制备：将硝酸铈铵溶于浓硫酸中，加入氨水反应，沉淀、过滤、洗涤后得到沉淀物；将所述沉淀物溶于浓硫酸中，得到硫酸高铈。具体而言，首先将硝酸铈铵与浓硫酸混合，加水稀释，充分搅拌、滤去不溶物之后得到铈源溶液；向其中加入氨水，搅拌的条件下反应，沉淀、过滤、洗涤后得到沉淀物。其中，硝酸铈铵优选为分析纯硝酸铈铵，浓硫酸优选为质量百分浓度为98％的浓硫酸，其密度优选为1.84g/mL；所述铈源溶液中，铈离子的浓度优选为0.1mol/L。所述氨水的质量浓度优选为25％～28％，浓度优选为0.9g/mL。硝酸铈铵和氨水发生如下反应：(NH4)2Ce(NO3)6+4NH4OH→Ce(OH)4↓+6NH4NO3所述反应优选在水浴加热的条件下进行，所述加热温度优选为55℃～65℃。反应完毕后，将得到的反应混合液过滤，将得到的沉淀物洗涤，优选洗涤至洗涤水中不含NO3-。将得到的沉淀物溶于浓硫酸中，发生如下反应：Ce(OH)4+2H2SO4→Ce(SO4)2+4H2O本专利技术优选在水浴加热的条件下将沉淀物溶液，所述加热温度优选为55℃～65℃。当沉淀物完全溶解后，滤去不溶物，将得到的滤液蒸发，即可得到硫酸高铈。在本专利技术中，也可不将滤液蒸发，而将其直接浓缩、冷却，得到硫酸高铈水溶液，将其直接滴加至钙基吸收剂中即可制得用于烟气脱硫脱硝的添加剂。此时，滤液的添加量可根据滤液中硫酸高铈的含量进行换算。在本专利技术中，所述添加剂还包括钙基吸收剂，所述钙基吸收剂能够吸收被四价铈化合物氧化得到的硝酸根和硫酸根，从而将S、N除去。在本专利技术中，所述钙基吸收剂包括但不限于氢氧化钙、氧化钙等，优选为氢氧化钙。在本专利技术提供的添加剂中，所述四价铈化合物优选占所述钙基吸收剂的1wt％～5wt％，更优选为2wt％～3wt％，最优选为2.3wt％。本专利技术对所述添加剂的制备方法没有特殊限制，将四价铈化合物和钙基吸收剂混合即可得到。本专利技术还提供了一种烟气脱硫脱硝的方法，包括以下步骤：将原烟气、水和上述技术方案所述的添加剂通入流化床反应器内进行反应，得到净化烟气。本专利技术提供的添加剂尤其适用于目前通用的干法循环流化床法脱硫脱硝，具体而言，即将本专利技术所述的添加剂加入到循环流化床反应器中即可进行烟气净化。本专利技术对所述流化床反应器没有特殊限制，本领域技术人员熟知的能够进行干法脱硫脱硝的循环流化床即可。将原烟气、水和上述技术方案所述的添加剂通入流化床反应器内进行反应，即可得到S、N含量较低的净化烟气。在本专利技术中，所述原烟气指需要净化的烟气，可以为电站锅炉、民用锅炉、工业锅炉等排放的烟气，其中，原烟气中二氧化硫的浓度优选为50mg/m3～3000mg/m3，更优选为750mg/m3～2500mg/m3，最优选为1000mg/m3～2000mg/m3；氮氧化物的浓度优选为50mg/m3～2000mg/m3，更优选为80mg/m3～1500本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于烟气脱硫脱硝的添加剂，包括钙基吸收剂和四价铈化合物。

【技术特征摘要】
1.一种用于烟气脱硫脱硝的添加剂，由钙基吸收剂和四价铈化合物组成；所述四价铈化合物占所述钙基吸收剂的1wt％～5wt％；所述钙基吸收剂为消石灰；所述四价铈化合物为二氧化铈或硫酸高铈中的至少一种。2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述四价铈化合物占所述钙基吸收剂的2wt％～3wt％。3.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述硫酸高铈按照以下方法制备：将硝酸铈铵溶于浓硫酸中，加入氨水反应，沉淀、过滤、洗涤后得...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩颖慧，赵毅，归毅，曹春梅，姜根山，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：