[发明专利]一种固体脱硝剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种用于烟气脱硝的固体脱硝剂及其制备方法和应用。

背景技术

选择性非催化还原法（SNCR）要求反应温度在850~1000℃，并且有足够的反应时间，脱硝率通常不到60%，效率较低。选择性催化还原法（SCR）需要专门的反应器，反应温度虽然与所选用的催化剂有关，但也大体在300~400℃之间，对于锅炉负荷变化率大且经常低负荷运行的情况适应性差，温度也不适宜，更不能多炉配置一套反应器，虽然SCR催化脱硝技术的氮氧化物去除率较高，工艺技术也比较成熟，但是SCR工艺不仅投资较高，而且空间有限，难以满足SCR脱硝系统的占地空间要求。

工业锅炉烟气的温度通常为600~1300℃，如何高效转化烟气中的NOx，同时在较宽的温度范围内均保持较高的脱硝率，这是目前研究的重要课题。其中脱硝剂是关键技术之一。

CN201410722256.3公开了一种利用固态有机脱硝剂进行烟气脱硝的工艺，其中采用碳酸氢铵、活性碳酸钙和有机组分等混合而成的固体脱硝剂，有机组分为乙酰胺和柠檬酸三铵中的一种或两种。该脱硝剂的脱硝效率较高，但是其主要有机组分的合成工艺复杂，价格太高，导致其实际使用时运行费用高，不太适合于实际的工业脱硝运行要求；同时，该脱硝剂适用温度范围为850~950℃，适用温度范围窄。

CN201510887303.4公开了一种固体脱硝剂。该固体脱硝剂由以下重量份的原料制成：活性氧化铝60~85份、贵重金属元素的化合物1~10份、稀土元素的氯化物1~5份、过渡金属元素的硝酸盐1~15份、碱土金属元素的硝酸盐1~10份、水20~200份。该脱硝剂采用贵金属，成本较高。

CN201610573687.7公开了一种链条炉炉内脱硫脱硝系统及方法，其中采用尿素作为脱硝剂，但是脱硝率均在55%以下，而且脱硝剂的运行温度较低，在1100℃以下。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种固体脱硝剂及其制备方法和在烟气脱硝中的应用。采用本发明的固体脱硝剂不但成本低，而且可处理较宽温度的烟气，脱硝效率高，脱硝后不存在氨逃逸等副作用，具有很好的应用前景。

本发明提供的固体脱硝剂，包括：还原剂、高分子添加剂和含钠的碱性化合物，其中还原剂为含有-NH₂和/或NH₄⁺的化合物，高分子添加剂为聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠。

本发明的固体脱硝剂中，所述还原剂为尿素、碳酸铵、碳酸氢铵中的至少一种，优选为尿素。

本发明的固体脱硝剂中，所述含钠的碱性化合物至少选自氢氧化钠、碳酸钠中的一种，优选为碳酸钠。

本发明的固体脱硝剂中，还原剂、高分子添加剂和含钠的碱性化合物的质量比为1 : 0.01~0.3 : 0.001~0.05，优选为1 : 0.05~0.2 : 0.03~ 0.04。

本发明的固体脱硝剂中，高分子添加剂聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠的质量比为1 : 0.1~2.0 : 0. 1~ 1.5，优选为1: 1.2~1.8: 0.5~1.2。

本发明还提供了一种固体脱硝剂的制备方法，包括：将高分子添加剂溶解后，加入还原剂和含钠的碱性化合物混合而得。

本发明固体脱硝剂的制备方法中，活性高分子添加剂可以单独分别溶解后混合，也可以两种或多种混合溶解，具体的溶解条件如下：聚乙烯醇的溶解温度为50~80℃，搅拌速度为500~700r/min；十二烷基苯磺酸钠溶解温度为65~75℃，搅拌速度为700~900r/min；十二烷基硫酸钠的溶解温度为50~70℃，搅拌速度为600~800r/min。

本发明固体脱硝剂的制备方法中，向溶解后的活性高分子添加剂混合物中加入还原剂和含钠的碱性化合物进行混合时，控制的温度条件为5~85℃，并控制在还原剂的分解温度之下。混合采用通常的机械混合法。

本发明固体脱硝剂在烟气脱硝中的应用。

本发明中固体脱硝剂适用的烟气可以为温度为600~1300℃的含NOx的烟气，来源于工业锅炉，比如循环流化床锅炉或煤粉炉。

所述脱硝处理的条件还包括：NOx浓度1000mg/m³以下，O₂的浓度为2～15％。