[发明专利]一种有机包膜脱硝剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种有机包膜脱硝剂及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将尿素熔融后造粒成型，得到球状颗粒；将所得球状颗粒投入包衣设备中，球状颗粒均匀转动后喷入异氰酸酯以及多元醇‑颜料混合料进行包膜，得到有机包膜脱硝剂。本发明所述方法在成型颗粒表面以包膜的方式进行表面改性，形成聚氨酯高分子膜，其具有缓释效果，减少脱硝过程中尿素的无效分解，使其充分用于氮氧化物的还原，提高尿素利用率；所述方法所用包膜原料中还包括颜料，有助于辨别形成的包膜是否完整及均匀，同时颜料中的金属离子能够在脱硝反应中起到催化剂的作用，提高脱硝效果；所述方法操作步骤简单，原料来源广，设备投资及生产成本低，易于工业化实施。

技术领域

本发明属于烟气脱硝技术领域，涉及一种有机包膜脱硝剂及其制备方法。

背景技术

随着经济的快速发展及生活水平的提高，燃煤机组也呈增长趋势，由此导致的大气污染问题也逐渐加剧，去除燃煤烟气中的氮氧化物是防止环境污染的重中之重，因此烟气脱硝技术是目前研究与应用的重点，目前主流的脱硝技术主要有选择性催化还原(SCR)脱硝和选择性非催化还原(SNCR)脱硝，前者是指在催化剂的作用下，还原剂与烟气中的NO_x反应生成无害的氮气和水，从而去除烟气中的NO_x，该方法反应温度低，脱硝效率高，但存在设备投资大、催化剂易失活、价格昂贵等缺点；后者则无需催化剂，但处理温度较高，脱硝效率偏低。

在上述脱硝工艺中，除了催化剂，还原剂的选择也是关键因素，通常使用的脱硝剂主要是氨，但很多场合并不适合使用气相脱硝剂，而是需要用到固相脱硝剂，而尿素则是经常选择的固相脱硝剂之一，由于尿素在温度较高时不稳定，容易分解，因此需要的添加量较大，损失也较多，因而为控制尿素的用量，需要对其进行改性，以提高其利用率。

CN 107115773A公开了一种改性尿素脱硝剂及其制备方法，所述改性尿素脱硝剂包括尿素、高分子组分、改性组分和增效组分，其质量比分别为100:(0.5～10):(0.1～10.0):(0.001～0.5)，其中高分子组分包括聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种，改性组分包括硬脂酸铵、硬脂酸镁、硬脂酸钙、沉淀法碳酸钙、氧化镁或沸石中的至少一种，增效组分为负载有金属硫酸盐的二氧化硅囊泡；该脱硝剂虽然能够提高脱硝率，扩展脱硝温度范围，但组成及制备过程较为复杂，且未明确各组分之间只是简单混合，并未明确是否能够形成包覆等结构，对于尿素自身分解的问题并未有效解决。

CN 108057326A公开了一种缓释型烟气脱硝剂的制备方法，该方法以3，3′-二氨基联苯胺、3，4-二氨基苯甲酸及间苯二甲酸为前驱物，以多聚磷酸为溶剂，在紫外光照射下，低温催化合成聚苯并咪唑共聚物，再对尿素进行包覆，制备得到具有缓释功能的烟气脱硝剂；该方法的重点在于聚苯并咪唑共聚物的制备，对于其如何包覆尿素并未明确介绍。

综上所述，对于固相脱硝剂的制备与使用，还需要对尿素等固相原料进行改进，使其具备较好的耐热性，避免其在高温下的无效分解，以提高其利用率，降低成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种有机包膜脱硝剂及其制备方法，所述方法在尿素成型颗粒的表面以包膜的方式进行表面改性，形成聚氨酯高分子薄膜，提高其耐热性，以有效减缓尿素在脱硝温度下的无效分解，提高尿素的利用率；同时，在包膜原料中加入颜料，有助于辨别形成的包膜是否完整及均匀，提高脱硝剂的成品率，且颜料中金属离子可起到催化脱硝反应的作用，提高脱硝效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种有机包膜脱硝剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将尿素熔融后造粒成型，得到球状颗粒；

(2)将步骤(1)得到的球状颗粒投入包衣设备中，球状颗粒均匀转动后喷入异氰酸酯以及多元醇-颜料混合料进行包膜，得到有机包膜脱硝剂。