一種處理化工廢氣中高濃度氨氮的方法
2023-09-10 19:59:55 2
專利名稱：一種處理化工廢氣中高濃度氨氮的方法
技術領域：
本發明涉及一種處理化工廢氣中高濃度氨氮的方法，屬於廢氣處理領域。
背景技術：
隨著經濟的發展，石油、化工等重工業發展迅速，各地化工企業如雨後春筍般湧現，隨之而來的空氣汙染問題也越來越嚴重。廢氣中組成複雜、汙染面廣、危害性大並且難治理，除此之外，大氣汙染物還會通過和種途徑降到水體、土壤和作物中影響環境，並通過呼吸、皮膚接觸、食物、飲用水等進入人體，引起對人體健康和生態環境危害。因此，對化工廢氣進行深度處理勢在必行。目前，對於廢氣中氨氣的去除方法一般採用吸收法、催化法、燃燒法、冷凝法等。然而，吸收法主要用於處理氣量大、濃度低為特點的各種廢氣，此方法設備簡單、效率高、應用範圍廣、一次性投資低、但由於吸收是將氣體中的有害物質轉移到了液體中，因此對吸收也必須進行處理，否則容易產生二次汙染；催化法是一種使廢氣中的有害組分發生化學反應並轉化為無害物或易於去除物質的方法，淨化效率高且廢氣中的汙染物濃度小，但其價格較貴、操作要求較高、廢氣中有害物質很難作為有用物質進行回收；比如用鉬做催化劑處理氨氮廢氣，效果最好，但是價格昂貴，用五氧化二釩則會導致催化刑中毒。。。燃燒法工藝也比較簡單，並可回收燃燒後的熱量，但不能回收有用物質，而且也存在容易二次汙染的問題；冷凝法相對於燃燒法來說，不僅設備簡單，操作簡便，而且可回收到純度較高的產物。但是它只適用於處理高濃度的有機廢氣，常用作吸附劑、燃燒等方法淨化高濃度廢氣的前處理。由此可以看出，目前的處理技術雖各有千秋，但多少存在弊端，因而，還需進一步加強和完善。當然，還存在其他的技術方法，比如公開號為CN1290570，名稱為「含有氮化物是的廢氣的處理方法和設備」公開的方法中通過含有氮化物的廢氣通入微生物載體填入層，同時向上循環地噴淋水而實現，該方法在循環水中生成了氨的循環水硝化，還原硝化水處理了水脫氮，可循環利用。
發明內容
本發明針對以上技術的不足，提供了一種以磷酸為吸收刑對廢氣中的氨氮進行吸收的方法，不僅無需調節PH值，而且因為有機脫氮劑的加入促進了磷酸氫二銨的分解，並在催化劑的催化作用下完全轉化成氮氣排放，避免了二次汙染問題，除此之外，生成的磷酸二氫銨又可作為吸收劑重新吸收氨氣，得以循環利用。為了達到上述目的，採取的技術方案為
一種處理化工廢氣中高濃度氨氮的方法，其特徵在於
(1)將化工煤氣置於吸收塔內用正磷酸進行吸收，生成磷酸氫二氨和磷酸二氫銨混合溶液；
(2)然後用提升泵不斷循環混合液，反覆吸收氨氣，直至完全生成磷酸氫二銨；(3)把生成的磷酸氫二氨用管道通入到蒸氨塔內，添加10 30ppm的有機脫氮劑；
(4)蒸氨塔內安裝Pd-Zn-Hg-CrAs-V/二氧化鈦催化劑；
(5)向蒸氨塔內通入蒸汽，磷酸氫二銨分解成磷酸二氫銨和氨氣；
(6)氨氣在催化劑的作用下被還原成氮氣，磷酸氫二銨用循環泵打入吸收塔頂，重新吸收管道煤氣中的氨氣。所述有機脫氮劑是由聚醋酸乙烯酯、三氟甲基苯甲酸、對甲基苄醇組成，其質量比為聚醋酸乙烯酯35% 50%，三氟甲基苯甲酸20% 30%，對甲基苄醇10% 40%。所述催化劑中重金屬含量以氧化物質量百分比計，分別為
氧化鉛20 ％氧化萊25 28%氧化砷16 17%
氧化鋅11 12% 三氧化二鉻5 6% 五氧化二釩14 15%。本發明的有益效果是
(1)以磷酸為吸收劑，利用在不同的pH條件下，磷酸氫根離子和磷酸二氫根離子可以互相轉化，從而把吸收的氮氣釋放出來，吸收劑又可以重新吸收氨氣，這樣吸收劑在不斷吸收和解吸中得以循環利用；
(2)無需用鹼調節pH值，在酸性條件下即可轉化；
(3)引入由聚醋酸乙烯酯、三氟甲基苯甲酸、對甲基苄醇組成的有機脫氮劑的加入，使得解吸更加完全徹底；
(4)在蒸氨塔內安裝Pd-Zn-Hg-CrAs-V/二氧化鈦催化劑,使得解吸出來的氨氣迅速轉化為氮氣，避免了二次汙染問題。
具體實施例方式首先將化工煤氣置於吸收塔內用正磷酸進行吸收，使其生成磷酸氫二氨和磷酸二氫銨混合溶液；然後用提升泵把混合液不斷循環，反覆吸收氨氣，直至完全生成磷酸氫二銨；接著，把生成的磷酸氫二氨用管道通入到蒸氨塔內，並添加10 30ppm的有機脫氮劑；之後再蒸氮塔內安裝Pd-Zn-Hg-Cr As-V/二氧化鈦催化刑；再向蒸氨塔內通入蒸汽,使磷酸氫二銨分解成磷酸二氫銨和氨氣；最後，氨氣即可在催化劑的作用下被還原成氮氣。所述有機脫氮劑由聚醋酸乙烯酯、三氟甲基苯甲酸、對甲基苄醇組成，其質量比為聚醋酸乙烯酯35% 50%，三氟甲基苯甲酸20% 30%，對甲基苄醇10% 40%。所述催化劑中重金屬含量以氧化物質量百分比計，分別為
氧化鉛20 30%、氧化萊25 28%、氧化砷16 17%、
氧化鉛11 12%、三氧化二鉻5 6%、 五氧化二釩14 15%。實例I :
所述有機脫氮劑由聚醋酸乙烯酯、三氟甲基苯甲酸、對甲基苄醇組成，其質量比為40g聚醋酸乙烯酯，30g三氟甲基苯甲酸，30g對甲基苄醇。所述催化劑中重金屬含量以氧化物質量百分比計，分別為20g Pb0，25g HgO，16gAs02，IlgZnO2,6g Cr2O3, HgV2O50首先將化工煤氣置於吸收塔內用正磷酸進行吸收，使其生成磷酸氫二氨和磷酸二氫銨混合溶液；然後用提升泵把混合液不斷循環，反覆吸收氨氣，直至完全生成磷酸氫二銨；接著，把生成的磷酸氫二氨用管道通入到蒸氨塔內，並添加IOppm的有機脫氮刑；之後再蒸氨塔內安裝Pd-Zn-Hg-Cr As-V/ 二氧化鈦催化劑；再向蒸氨塔內通入蒸汽，使磷酸氫二銨分解成磷酸二氫銨和氨氣；最後，氨氣即可在催化劑的作用下被還原成氮氣。收集某化工廠含有氨氮的廢氣作為樣本，經過本發明方法進行處理之後，該廢氣中的氨氣濃度從4000mg/m3,降至O. 2mg/m3,而空氣中氨氣濃度為I. Omg/m3,達到國家氨氣一級排放標準。實例2 :
所述有機脫氮劑由聚醋酸乙烯酯、三氟甲基苯甲酸、對甲基苄醇組成，其質量比為45g聚醋酸乙烯酯，25g三氟甲基苯甲酸，30g對甲其苄醇。所述催化劑中重金屬含量以氧化物質量百分比計，分別為23g PbO，28g HgO,17gAs02，12gZnO，5gCr203, 15gV205O首先將化工煤氣置於吸收塔內用正磷酸進行吸收，使其生成磷酸氫二氨和磷酸二氫銨混合溶液；然後用提升泵把混合液不斷循環，反覆吸收氨氣，直至完全生成磷酸氫二銨；接著，把生成的磷酸氫二氨用管道通入到蒸氨塔內，並添加30ppm的有機脫氮劑；之後再蒸氨塔內安裝Pd-Zn-Hg-Cr As-V/ 二氧化鈦催化劑；再向蒸氨塔內通入蒸汽，使磷酸氫二銨分解成磷酸二氫銨和氨氣；最後，氨氣即可在催化劑的作用下被還原成氮氣。收集某化工廠含有氨氮的廢氣作為樣本，經過本發明方法進行處理之後，該廢氣 中的氨氣濃度從6000mg/m3,降至O. 3mg/m3,而空氣中氨氣濃度為I. lmg/m3,達到國家氨氣二級排放標準。實例3
所述有機脫氮劑由聚醋酸乙烯酯、三氟甲基苯甲酸、對甲基苄醇組成，其質量比為50g聚醋酸乙烯酯，20g三氟甲基苯甲酸，30g對甲基苄醇。所述催化劑中重金屬含量以氧化物質量百分比計，分別為27g Pb0，25g HgO,16gAs02，llgZnO，6gCr203，15gV205。首先將化工煤氣置於吸收塔內用正磷酸進行吸收，使其生成磷酸氫二氨和磷酸二氫銨混合溶液；然後用提升泵把混合液不斷循環，反覆吸收氨氣，直至完全生成磷酸氫二銨；接著，把生成的磷酸氫二氨用管道通入到蒸氨塔內，並添加20ppm的有機脫氮劑；之後再蒸氨塔內安裝Pd-Zn-Hg-Cr As-V/二氧化鈦催化刑；再向蒸氨塔內通入蒸汽,使磷酸氫二銨分解成磷酸二氫銨和氨氣最後，氨氣即可在催化劑的作用下被還原成氮氣。收集某化工廠含有氨氮的廢氣作為樣本，經過本發明方法進行處理之後，該廢氣中的氨氣濃度從4500mg/m3,降至O. 2mg/m3,而空氣中氨氣濃度為I. Omg/m3,達到國家氨氣一級排放標準。
權利要求
1.一種處理化工廢氣中高濃度氨氮的方法，其特徵在於 (1)將化工煤氣置於吸收塔內用正磷酸進行吸收，生成磷酸氫二氨和磷酸二氫銨混合溶液； (2)然後用提升泵不斷循環混合液，反覆吸收氨氣，直至完全生成磷酸氫二銨； (3)把生成的磷酸氫二氨用管道通入到蒸氨塔內，添加10 30ppm的有機脫氮劑； (4)蒸氨塔內安裝Pd-Zn-Hg-CrAs-V/二氧化鈦催化劑； (5)向蒸氨塔內通入蒸汽，磷酸氫二銨分解成磷酸二氫銨和氨氣； (6)氨氣在催化劑的作用下被還原成氮氣，磷酸氫二銨用循環泵打入吸收塔頂，重新吸收管道煤氣中的氨氣。
2.根據權利要求I所述一種處理化工廢氣中高濃度氨氮的方法，其特徵在於所述有機脫氮劑由聚醋酸乙烯酯、三氟甲基苯甲酸、對甲基苄醇組成，其質量比為聚醋酸乙烯酯35% 50%，三氟甲基苯甲酸20% 30%，對甲基苄醇10% 40%。
3.根據權利要求I所述一種處理化工廢氣中高濃度氨氮的方法，其特徵在於所述催化劑中重金屬含量以氧化物質量百分比計，分別為 氧化鉛20 30%氧化萊25 28%氧化砷16 17% 氧化鋅11 12%三氧化二鉻5 6% 五氧化二釩14 15%。
全文摘要
本發明公開了一種處理化工廢氣中高濃度氨氮的方法，其步驟為先將化工廢氣置於吸收塔內用正磷酸吸收，生成磷酸氫二氨和磷酸二氫銨混合溶液；然後用提升泵不斷循環上述溶液，反覆吸收氨氣，直至完全生成磷酸氫二銨；再把生成的磷酸氫二氨用管道通入安裝有Pd-Zn-Hg-Cr As-V/二氧化鈦催化劑的蒸氨塔內，添加由聚醋酸乙烯酯、三氟甲基苯甲酸和對甲基苄醇組成的有機脫氮劑；再向蒸氨塔內通入蒸汽，磷酸氫二銨在有機脫氮劑和催化劑的作用下分解成磷酸二氫銨和氮氣，本發明以磷酸為吸收劑對廢氣中的氨氣進行吸收，不僅無需調節pH值，而且因為有機脫氮劑的加入促進了磷酸氫二銨的分解，並在催化劑的催化作用下完全轉化成氮氣排放，避免了二次汙染問題，除此之外，生成的磷酸二氫銨又可作為吸收劑重新吸收氨氣，得以循環利用。
文檔編號B01D53/58GK102772997SQ20121025333
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月18日 優先權日2012年7月18日
發明者張鳳娥, 虞靜, 雷春生 申請人:常州大學