CN107511071A - 一种降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物,包括如下质量百分含量的各组分：钛掺杂铁氧化合物60—80％；孔道填充剂15—30％；硫脲2—5％；分散剂2—5％。该焚烧烟气的尾气处理组合物，以钛掺杂铁氧化合物催化剂为主要成分，有效去除焚烧烟气中的氯代芳烃污染物，将其分解为没有危害的CO2，HCl和Cl2，操作温度温度低、能耗小、安全性好，能够满足氯代芳烃污染物处理的要求。

Description

一种降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物
技术领域
本发明涉及尾气处理技术领域，具体地，涉及降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物。
背景技术
生活和医疗垃圾焚烧过程中产生的烟气的主要成分是CO2,水蒸汽以及氮，氧等。烟气中的主要污染物有烟尘、酸性气体如：HCL,HF,SO2和NOX,CO,CH化合物，还含有少量氯代芳烃类污染物。其中二恶英、多氯联苯等持久性有机污染物毒性高，生物蓄积性强，引起国内外的广泛关注。
对氯代芳烃污染物的处理方式目前主要有两类。第一类是物理回收法。第二类是利用催化剂通过化学反应将氯代芳烃降解为无毒或低毒性的物质。物理回收法主要是通过吸附将烟气中的氯代芳烃污染物富集到吸附无表面，然而，这只是发生了相转移，并没有从根本上解决氯代芳烃污染物的危害。化学反应法将氯代芳烃污染物完全分解，最终产生没有危害的CO2，HCl和Cl2，具有操作温度温度低、能耗小、安全性好等优点，成为降解多氯芳烃最受推崇的方式之一。国内外学者对化学法降解氯代芳烃进行了深入的研究，目前已经发现了多种有效的催化剂，如贵金属催化剂，过渡金属氧化物催化剂和层状粘土催化剂等。这些催化剂都从一定程度上能够有效降解氯代芳烃，然而也各有其缺陷。其中，贵金属催化剂成本高，在Cl2环境中容易产生毒性更高的副产物。过渡金属氧化物催化剂克服可贵金属催化剂的缺陷，成本低，具有良好的催化活性。尤其是负载型钒氧化物催化剂已经投入实际生产应用，但是催化氧化技术在我国还处于起步阶段，还需要进一步优化其结构和组成，提高催化活性。
发明内容
本发明提供了一种降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物，以钛掺杂铁氧化合物催化剂为主要成分，有效去除焚烧烟气中的氯代芳烃污染物，将其分解为没有危害的CO2，HCl和Cl2，操作温度温度低、能耗小、安全性好，能够满足氯代芳烃污染物处理的要求。
本发明的技术方案如下：一种降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物,包括如下各组分：
所述掺杂铁氧化合物为Fe2O3,TiO2,Fe19TiOX,Fe18Ti2OX,,Fe17Ti3OX中的一种或数种的混合物。
所述孔道填充剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基三甲基氯化铵或者十二烷基三甲基溴化铵中的一种或数种的混合物。
焚烧烟气的尾气处理组合物的反应温度为250-500℃。
所述钛掺杂铁氧化合物的制备方法如下：
在反应容器中加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌下，加入硝酸铁和硫酸氧钛，继续搅拌20-60min；而后加入0.2mol/lNaOH溶液调整pH至9.5-10.5，继续搅拌8-15小时；将所得溶液于70-90℃蒸发至干燥，离心洗涤后70-90℃干燥，研磨、焙烧、冷却、过80-100目分子筛。
十六烷基三甲基溴化铵，与所述硝酸铁和所述硫酸氧钛的摩尔量比为1:1-1.5:1-1.5。
所述降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物中，所述钛掺杂铁氧化合物与氯代芳烃污染物反应，将其降解为CO2，HCl和Cl2，反应温度为250-500℃，操作温度温度低、能耗小、安全性好，能够满足氯代芳烃污染物处理的要求。
所述孔道填充剂促进氯代芳烃污染物的降解，加快反应效率。所述分散剂的作用是促使所述掺杂铁氧化合物均匀分散，以利于降解反应充分进行。
本发明的有益效果为：所述降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物，能够高效降解焚烧烟气中的氯代芳烃污染物，将其分解为没有危害的CO2，HCl和Cl2，操作温度温度低、能耗小、安全性好，能够满足氯代芳烃污染物处理的要求。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，一种降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物,包括如下各组分：
所述掺杂铁氧化合物为Fe2O3和TiO2。
所述孔道填充剂为十六烷基三甲基溴化铵。
焚烧烟气的尾气处理组合物的反应温度为350℃。
所述钛掺杂铁氧化合物的制备方法如下：
在反应容器中加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌下，加入硝酸铁和硫酸氧钛，继续搅拌20min；而后加入0.2mol/lNaOH溶液调整pH至10.0，继续搅拌10小时；将所得溶液于70-90℃蒸发至干燥，离心洗涤后90℃干燥，研磨、焙烧、冷却、过80-100目分子筛。
十六烷基三甲基溴化铵，与所述硝酸铁和所述硫酸氧钛的摩尔量比为1:1.4:1-1.2。
实施例2一种降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物,包括如下各组分：
所述掺杂铁氧化合物为Fe18Ti2OX,。
所述孔道填充剂为十二烷基三甲基氯化铵和十二烷基三甲基溴化铵的混合物。
焚烧烟气的尾气处理组合物的反应温度为500℃。
所述钛掺杂铁氧化合物的制备方法如下：
在反应容器中加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌下，加入硝酸铁和硫酸氧钛，继续搅拌40min；而后加入0.2mol/lNaOH溶液调整pH至9.5，继续搅拌15小时；将所得溶液于75℃蒸发至干燥，离心洗涤后70℃干燥，研磨、焙烧、冷却、过80-100目分子筛。
十六烷基三甲基溴化铵，与所述硝酸铁和所述硫酸氧钛的摩尔量比为1:1:1。
实施例3一种降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物,包括如下各组分：
所述掺杂铁氧化合物为TiO2和Fe19TiOX的混合物。
所述孔道填充剂为十二烷基三甲基氯化铵。
焚烧烟气的尾气处理组合物的反应温度为250℃。
所述钛掺杂铁氧化合物的制备方法如下：
在反应容器中加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌下，加入硝酸铁和硫酸氧钛，继续搅拌30min；而后加入0.2mol/lNaOH溶液调整pH至10.5，继续搅拌10小时；将所得溶液于85℃蒸发至干燥，离心洗涤后75℃干燥，研磨、焙烧、冷却、过80-100目分子筛。
十六烷基三甲基溴化铵，与所述硝酸铁和所述硫酸氧钛的摩尔量比为1:1.3:1.2。
实施例4一种降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物,包括如下各组分：
所述掺杂铁氧化合物为Fe19TiOX和Ti3OX中的混合物。
所述孔道填充剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基三甲基氯化铵和十二烷基三甲基溴化铵的混合物。
降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物的反应温度为200℃。
所述钛掺杂铁氧化合物的制备方法如下：
在反应容器中加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌下，加入硝酸铁和硫酸氧钛，继续搅拌20-60min；而后加入0.2mol/lNaOH溶液调整pH至9.8，继续搅拌8小时；将所得溶液于70℃蒸发至干燥，离心洗涤后80℃干燥，研磨、焙烧、冷却、过80-100目分子筛。
十六烷基三甲基溴化铵，与所述硝酸铁和所述硫酸氧钛的摩尔量比为1:1.2:1.2。
实施例5一种降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物,包括如下各组分：
所述掺杂铁氧化合物为Fe2O3,TiO2,Fe19TiOX,Fe18Ti2OX,,Fe17Ti3OX的混合物。
所述孔道填充剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基三甲基氯化铵和十二烷基三甲基溴化铵中的混合物。
焚烧烟气的尾气处理组合物的反应温度为400℃。
所述钛掺杂铁氧化合物的制备方法如下：
在反应容器中加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌下，加入硝酸铁和硫酸氧钛，继续搅拌20-60min；而后加入0.2mol/lNaOH溶液调整pH至10.2，继续搅拌10小时；将所得溶液于80℃蒸发至干燥，离心洗涤后80℃干燥，研磨、焙烧、冷却、过80-100目分子筛。
十六烷基三甲基溴化铵，与所述硝酸铁和所述硫酸氧钛的摩尔量比为1:1:1。
为测试本发明所述的降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物的效果，本发明以实施例1-5所得组合物降解焚烧烟气中的氯代芳烃污染物，测试条件如下：
测试温度：200℃ 300℃ 400℃ 500℃；
焚烧烟气气流量：60L/min；氯代芳烃污染物初始浓度为100ppmv。
组合物用量：200g；
将所得结果列表如下表1：
表1实施例1-5所得组合物在不同温度下降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的效果
焚烧烟气温度 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
200℃ 40％ 44％ 45％ 44％ 46％
300℃ 55％ 60％ 55％ 58％ 60％
400℃ 80％ 80％ 78％ 75％ 90％
500℃ 100％ 99％ 95％ 85％ 95％
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种焚降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物,其特征在于，包括如下质量百分含量的各组分：
2.如权利要求1所述的降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物，其特征在于，所述掺杂铁氧化合物为Fe2O3,TiO2,Fe19TiOX,Fe18Ti2OX,,Fe17Ti3OX中的一种或数种的混合物。
3.如权利要求1所述的降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物，其特征在于，所述孔道填充剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基三甲基氯化铵或者十二烷基三甲基溴化铵中的一种或数种的混合物。
4.如权利要求1所述的降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物，其特征在于，焚烧烟气的尾气处理组合物的反应温度为250-500℃。
5.如权利要求1-4任一项所述的降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物，其特征在于，所述钛掺杂铁氧化合物的制备方法如下：
在反应容器中加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌下，加入硝酸铁和硫酸氧钛，继续搅拌20-60min；而后加入0.2mol/lNaOH溶液调整pH至9.5-10.5，继续搅拌8-15小时；将所得溶液于70-90℃蒸发至干燥，离心洗涤后70-90℃干燥，研磨、焙烧、冷却、过80-100目分子筛。
6.如权利要求5所述的降解焚烧烟气中氯代芳烃污染物的组合物，其特征在于，十六烷基三甲基溴化铵，与所述硝酸铁和所述硫酸氧钛的摩尔量比为1:1-1.5:1-1.5。
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