CN112827512A - 一种脱硫脱硝剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及烟气处理技术领域，且公开了一种脱硫脱硝剂，包括以下重量份的原料组成：原煤10‑15份黏结剂、5‑8份稀硝酸8‑13份、硝酸铁10‑15份。脱硫脱硝剂的表面对SO2具有吸附和催化氧化的作用，当烟气中没有氧和水蒸气存在时，活性焦吸附SO2仅为物理吸附，吸附量较小，而当烟气中有氧和水蒸气存在时，在物理吸附之外还发生化学吸附，吸附的SO2在活性焦的催化氧化下与烟气中的O2反应生成SO3，之后再和水蒸气反应生成硫酸，使其吸附量大为增加。
Description
技术领域
本发明涉及烟气处理技术领域，具体为一种脱硫脱硝剂及其制备方法。
背景技术
煤燃烧排放的SO2和NOx是主要的大气污染物，是造成酸雨和光化学烟雾的主要根源，多年来，国家对SO2和NOx的治理一直十分重视，随着对NOX控制标准的不断严格化，同时脱硫脱硝技术正受到各国的日益重视。
烟气脱硫脱硝技术是应用于多氮氧化物、硫氧化物生成化工工业的一项锅炉烟气净化技术。氮氧化物、硫氧化物是空气污染的主要来源之一。故应用此项技术对环境空气净化益处颇多。已知的烟气脱硫脱硝技术有PAFP、ACFP、软锰矿法、电子束氨法、脉冲电晕法、石膏湿法、催化氧化法、微生物降解法等技术。
目前，湿法烟气脱硫和催化还原脱硝是工业化应用最普遍的两种技术，然而该技术投资成本高、操作难度大，限制了其在中国的推广使用，迫切需要开发一种高效、低成本的脱硫脱硝技术，为此我们提出了一种脱硫脱硝剂及其制备方法。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种脱硫脱硝剂及其制备方法。
本发明提供如下技术方案：一种脱硫脱硝剂，包括以下重量份的原料组成：
原煤 10-15份
黏结剂 5-8份
稀硝酸 8-13份
硝酸铁 10-15份
优选的，一种脱硫脱硝剂，包括以下重量份的原料组成：
原煤 10份
黏结剂 5份
稀硝酸 8份
硝酸铁 10份
优选的，一种脱硫脱硝剂，包括以下重量份的原料组成：
原煤 12份
黏结剂 6份
稀硝酸 10份
硝酸铁 12份
优选的，一种脱硫脱硝剂，包括以下重量份的原料组成：
原煤 15份
黏结剂 8份
稀硝酸 13份
硝酸铁 15份
一种脱硫脱硝剂的制备方法，具体制备方法如下：
S1、原煤经过破碎筛分后，进入流化床轻度气化褐煤提质反应器内，原煤在提质反应器内经热空气流化后，在反应器内发生轻度气化、燃烧、干馏反应，控制反应器内的温度在合适的范围内，最后将原料导出；
S2、处理过的原煤经制粉工艺后，添加黏结剂，再经过挤出成型过程，并进行干燥处理，干燥后的原料进行碳化、活化处理，冷却后得到活性焦；
S3、将活性焦放入三口圆底烧瓶中，加人稀硝酸溶液，恒温85℃回流处理2h，取出样品水洗至pH值大于6，120℃干燥12h，样品装入管式不锈钢反应器，在氮气保护下，700℃恒温2h，降至室温即得半成品；
S4、将半成品浸渍到一定浓度的硝酸铁溶液，室温下放置2h后取出，在110℃的温度下干燥12h，在氮气保护下，700℃恒温2h，降至室温即得吸附剂。
优选的，在S2的碳化过程中，其碳化炉的碳化温度在450-550℃。
优选的，在S2的活化过程中，采用蒸汽活化工艺、其活化温度控制在750-950℃。
优选的，在S4中得到的吸附剂使用后，置入水中，搅拌30分钟并置入不锈钢反应器，在氮气流量100mL/min条件下，升温至700℃，恒温2h，降至室温后取出，即可重复利用。
该脱硫脱硝剂及其制备方法，与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：
脱硫脱硝剂的表面对SO2具有吸附和催化氧化的作用，当烟气中没有氧和水蒸气存在时，活性焦吸附SO2仅为物理吸附，吸附量较小，而当烟气中有氧和水蒸气存在时，在物理吸附之外还发生化学吸附，吸附的SO2在活性焦的催化氧化下与烟气中的O2反应生成SO3，之后再和水蒸气反应生成硫酸，使其吸附量大为增加；
脱硫脱硝剂的表面对NOX具有吸附和催化氧化的作用，在活性焦吸附脱硫***中加入氨，可使NOX与NH发生催化还原反应，从而有效对NOX进行清除，
脱硫脱硝剂的孔隙内负载Fe2O3，能够进一步提高吸附剂脱硫活性，活性焦经改性处理后能够脱除其中的灰分，形成丰富的织状孔网结构，改善活性焦的表面性质，有利于SO2在半焦表面的吸附和氧化，负载的金属氧化物，一方面能够促进SO2的氧化，另一方面其本身与SO2也会发生相互作用，具有一定的固硫效果；
另外活性焦经改性处理后比表面积增大，表面含氧官能团和碱性官能团增多，有利于气体NO的吸附和氧化转化，脱硝活性明显提高。
具体实施方式
为了使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，因此对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明，以避免不必要地混淆本发明的概念。
一种脱硫脱硝剂，包括以下重量份的原料组成：
原煤 10-15份
黏结剂 5-8份
稀硝酸 8-13份
硝酸铁 10-15份
一种脱硫脱硝剂的制备方法，具体制备方法如下：
S1、原煤经过破碎筛分后，进入流化床轻度气化褐煤提质反应器内，原煤在提质反应器内经热空气流化后，在反应器内发生轻度气化、燃烧、干馏反应，控制反应器内的温度在合适的范围内，最后将原料导出；
S2、处理过的原煤经制粉工艺后，添加黏结剂，再经过挤出成型过程，并进行干燥处理，干燥后的原料进行碳化、活化处理，冷却后得到活性焦，其中碳化过程中，其碳化炉的碳化温度在450-550℃，活化过程中，采用蒸汽活化工艺、其活化温度控制在750-950℃；
S3、将活性焦放入三口圆底烧瓶中，加人稀硝酸溶液，恒温85℃回流处理2h，取出样品水洗至pH值大于6，120℃干燥12h，样品装入管式不锈钢反应器，在氮气保护下，700℃恒温2h，降至室温即得半成品；
S4、将半成品浸渍到一定浓度的硝酸铁溶液，室温下放置2h后取出，在110℃的温度下干燥12h，在氮气保护下，700℃恒温2h，降至室温即得吸附剂。
吸附剂使用后，置入水中，搅拌30分钟并置入不锈钢反应器，在氮气流量100mL/min条件下，升温至700℃，恒温2h，降至室温后取出，即可重复利用。
实施例1
一种脱硫脱硝剂，包括以下重量份的原料组成：
原煤 10份
黏结剂 5份
稀硝酸 8份
硝酸铁 10份
一种脱硫脱硝剂的制备方法，具体制备方法如下：
S1、原煤经过破碎筛分后，进入流化床轻度气化褐煤提质反应器内，原煤在提质反应器内经热空气流化后，在反应器内发生轻度气化、燃烧、干馏反应，控制反应器内的温度在合适的范围内，最后将原料导出；
S2、处理过的原煤经制粉工艺后，添加黏结剂，再经过挤出成型过程，并进行干燥处理，干燥后的原料进行碳化、活化处理，冷却后得到活性焦，其中碳化过程中，其碳化炉的碳化温度在450-550℃，活化过程中，采用蒸汽活化工艺、其活化温度控制在750-950℃；
S3、将活性焦放入三口圆底烧瓶中，加人稀硝酸溶液，恒温85℃回流处理2h，取出样品水洗至pH值大于6，120℃干燥12h，样品装入管式不锈钢反应器，在氮气保护下，700℃恒温2h，降至室温即得半成品；
S4、将半成品浸渍到一定浓度的硝酸铁溶液，室温下放置2h后取出，在110℃的温度下干燥12h，在氮气保护下，700℃恒温2h，降至室温即得吸附剂。
吸附剂使用后，置入水中，搅拌30分钟并置入不锈钢反应器，在氮气流量100mL/min条件下，升温至700℃，恒温2h，降至室温后取出，即可重复利用。
实施例2
一种脱硫脱硝剂，包括以下重量份的原料组成：
原煤 12份
黏结剂 6份
稀硝酸 10份
硝酸铁 12份
一种脱硫脱硝剂的制备方法，具体制备方法如下：
S1、原煤经过破碎筛分后，进入流化床轻度气化褐煤提质反应器内，原煤在提质反应器内经热空气流化后，在反应器内发生轻度气化、燃烧、干馏反应，控制反应器内的温度在合适的范围内，最后将原料导出；
S2、处理过的原煤经制粉工艺后，添加黏结剂，再经过挤出成型过程，并进行干燥处理，干燥后的原料进行碳化、活化处理，冷却后得到活性焦，其中碳化过程中，其碳化炉的碳化温度在450-550℃，活化过程中，采用蒸汽活化工艺、其活化温度控制在750-950℃；
S3、将活性焦放入三口圆底烧瓶中，加人稀硝酸溶液，恒温85℃回流处理2h，取出样品水洗至pH值大于6，120℃干燥12h，样品装入管式不锈钢反应器，在氮气保护下，700℃恒温2h，降至室温即得半成品；
S4、将半成品浸渍到一定浓度的硝酸铁溶液，室温下放置2h后取出，在110℃的温度下干燥12h，在氮气保护下，700℃恒温2h，降至室温即得吸附剂。
吸附剂使用后，置入水中，搅拌30分钟并置入不锈钢反应器，在氮气流量100mL/min条件下，升温至700℃，恒温2h，降至室温后取出，即可重复利用。
实施例3
一种脱硫脱硝剂，包括以下重量份的原料组成：
原煤 15份
黏结剂 8份
稀硝酸 13份
硝酸铁 15份
一种脱硫脱硝剂的制备方法，具体制备方法如下：
S1、原煤经过破碎筛分后，进入流化床轻度气化褐煤提质反应器内，原煤在提质反应器内经热空气流化后，在反应器内发生轻度气化、燃烧、干馏反应，控制反应器内的温度在合适的范围内，最后将原料导出；
S2、处理过的原煤经制粉工艺后，添加黏结剂，再经过挤出成型过程，并进行干燥处理，干燥后的原料进行碳化、活化处理，冷却后得到活性焦，其中碳化过程中，其碳化炉的碳化温度在450-550℃，活化过程中，采用蒸汽活化工艺、其活化温度控制在750-950℃；
S3、将活性焦放入三口圆底烧瓶中，加人稀硝酸溶液，恒温85℃回流处理2h，取出样品水洗至pH值大于6，120℃干燥12h，样品装入管式不锈钢反应器，在氮气保护下，700℃恒温2h，降至室温即得半成品；
S4、将半成品浸渍到一定浓度的硝酸铁溶液，室温下放置2h后取出，在110℃的温度下干燥12h，在氮气保护下，700℃恒温2h，降至室温即得吸附剂。
吸附剂使用后，置入水中，搅拌30分钟并置入不锈钢反应器，在氮气流量100mL/min条件下，升温至700℃，恒温2h，降至室温后取出，即可重复利用。
实验
按照实施例1、2、3的配方和工艺制成脱硫脱硝剂，并在实施例1、2、3制成脱硫脱硝剂中各取8组进行测试，在相同的环境下进行测试，且6小时就对其脱硫脱硝情况进行检测，详细数据如下：
按照实施例1、2、3的配方和工艺制成脱硫脱硝剂，在相同的环境下，在不同时间下，对脱硫脱硝情况进行检测，详细数据如下：
由此可看出，该脱硫脱硝剂在脱硫脱硝上，具有良好的效果。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种脱硫脱硝剂，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：
2.一种脱硫脱硝剂，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：
3.一种脱硫脱硝剂，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：
4.一种脱硫脱硝剂，其特征在于：包括以下重量份的原料组成：
5.根据权利要求1-4任一所述的一种脱硫脱硝剂的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：
S1、原煤经过破碎筛分后，进入流化床轻度气化褐煤提质反应器内，原煤在提质反应器内经热空气流化后，在反应器内发生轻度气化、燃烧、干馏反应，控制反应器内的温度在合适的范围内，最后将原料导出；
S2、处理过的原煤经制粉工艺后，添加黏结剂，再经过挤出成型过程，并进行干燥处理，干燥后的原料进行碳化、活化处理，冷却后得到活性焦；
S3、将活性焦放入三口圆底烧瓶中，加人稀硝酸溶液，恒温85℃回流处理2h，取出样品水洗至pH值大于6，120℃干燥12h，样品装入管式不锈钢反应器，在氮气保护下，700℃恒温2h，降至室温即得半成品；
S4、将半成品浸渍到一定浓度的硝酸铁溶液，室温下放置2h后取出，在110℃的温度下干燥12h，在氮气保护下，700℃恒温2h，降至室温即得吸附剂。
6.根据权利要求5所述的一种脱硫脱硝剂的制备方法，其特征在于，在S2的碳化过程中，其碳化炉的碳化温度在450-550℃。
7.根据权利要求5所述的一种脱硫脱硝剂的制备方法，其特征在于，在S2的活化过程中，采用蒸汽活化工艺、其活化温度控制在750-950℃。
8.根据权利要求5所述的一种脱硫脱硝剂的制备方法，其特征在于，在S4中得到的吸附剂使用后，置入水中，搅拌30分钟并置入不锈钢反应器，在氮气流量100mL/min条件下，升温至700℃，恒温2h，降至室温后取出，即可重复利用。
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- 2020-12-26 CN CN202011570792.8A patent/CN112827512A/zh active Pending
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