一種處理焦化煤氣中高濃度氨氮的方法
2023-04-24 21:36:01
專利名稱：一種處理焦化煤氣中高濃度氨氮的方法
技術領域：
本發明公開了一種處理焦化煤氣中高濃度氨氮的方法，屬於廢氣處理領域。
背景技術：
焦化煤氣是指用幾種煙煤配成煉焦用煤，在煉焦爐中經高溫乾餾後在產出焦油產品的同時得到可燃氣體，但在具體生產過程中會產生大量的氨氣。人在短期內吸入大量氨氣後可出現流淚、咽痛、聲音撕啞、咳嗽、痰帶血絲、胸悶、呼吸困難，可伴有頭暈、頭痛、噁心、嘔吐、乏力等，嚴重者可發生肺水腫、成人呼吸窘迫綜合症，同時可能發生呼吸道刺激症狀。若吸入的氨氣過多，導致血液中氨濃度過高，就會通過三叉神經末梢的反射作用而引起心臟的停搏和呼吸停止，危及生命。長期接觸氨氣，部分人可能會出現皮膚色素沉積或手指潰瘍等症狀。 目前處理氨氣的方法主要有物理，化學和生物的方法。物理方法主要是利用吸收裝置直接吸收NH3。例如公開號為102179135A，名稱為「一種氨氣吸收裝置」所述一種由氣液分離緩衝器、冷凝真空機組、冷卻吸收塔、冷凝器以及蓄水池組成的吸收裝置先把NH3冷凝為液體狀態，再溶於水中。這種方法能夠有效的去除空氣中的氨氣，使其達到國家排放標準，但得到的高濃度氨水沒有處理，會對環境造成二次汙染，且該種方法耗能很高，不經濟。化學方法主要是利用酸性物質與NH3反應，吸收NH3。例如公開號為1778707，名稱為「一種高濃度氨氮廢水處理技術」所述利用化工生產中產生的含亞硝酸根的廢渣或廢液，加入到含氨氮的廢水中，再滴加硫酸溶液調節反應溶液的PH值的方法除去氨氮。這種方法去除氨氮的同時產生了大量的NH4+,會導致水體富營養化，造成二次汙染。生物方法主要是利用微生物的硝化作用，除去氨氣。例如公開號為101525179，名稱為「一種厭氧氨氧化處理低濃度氨氮廢水的方法」所述利用馴化得到的厭氧氨氧化菌的作用除去水中的氨氮。這種方法耗能高，且需要鹼性的環境，不實用。
發明內容
本發明圍繞現有技術在處理氨氣的過程中耗能高，需要鹼性環境以及在處理過程中會產生二次汙染等問題，提供了一種能把NH3直接轉化為N2的方法，這種方法簡單有效，實現了在較低成本下進行催化轉化，使得這一方法在實踐中運用成為可能。為了達到上述目的，本發明採用的技術方案如下
(1)焦化煤氣經脫硫後在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；
(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Bi-Lu-Y-Re-Ir-Sr/ β-Fe3O4 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。所述有機脫氮劑由聚丙烯氰、乙烯氰、CH3 (SiOH) 3組成，其質量百分比為，聚丙烯氰40% 60%，乙烯氰 40% 60%，CH3(SiOH)3IO^ 20%。所述催化劑中重金屬含量以氧化物質量百分比計，分別為氧化鉍20% 25%、氧化鑥15% 20%、氧化釔10% 15%，氧化錸20% 25%、氧化銥15% 20%、氧化鍶13% 20%。與現有技術相比，本發明具有的顯著優勢
(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，從而把吸收的氨氣釋放出來，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)在蒸氨塔內安裝催化劑,使得解吸出來的氨氣迅速轉化為氮氣,避免了給空氣帶來的二次汙染。
具體實施方案先焦化煤氣經脫硫後在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；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；再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；在蒸氨塔內安裝Bi-Lu-Y/ β -Fe3O4催化劑；接著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；最後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。實例I
先焦化煤氣經脫硫後在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；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；再把生成的磷酸氫二氨用管道通入到蒸氨塔內，添加IOppm的有機脫氮劑；在蒸氨塔內安裝Bi-Lu-Y/ β -Fe3O4催化劑；接著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；最後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。用本發明方法處理某焦化煤氣廠氨氮濃度3000mg/L廢氣，氮氮濃度從3000mg/L降到12mg/L，去除率高達99. 96%。實例2
先焦化煤氣經脫硫後在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；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；再把生成的磷酸氫二氨用管道通入到蒸氨塔內，添加30ppm的有機脫氮劑；在蒸氨塔內安裝Bi-Lu-Y/ β -Fe3O4催化劑；接著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；最後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。用本發明方法處理某焦化煤氣廠氨氮濃度3000mg/L廢氣，氨氮濃度從4000mg/L降到40mg/L，去除率高達99. 9%。實例3
先焦化煤氣經脫硫後在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；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；再把生成的磷酸氫二氨用管道通入到蒸氨塔內，添加20ppm的有機脫氮劑；在蒸氨塔內安裝Bi-Lu-Y/ β -Fe3O4催化劑；接著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；最後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。
用本發明方法處理某焦化煤氣廠氨氮濃度5000mg/L廢氣，氨氮濃度從5000mg/L降到10mg/L,去除率高達99. 98%。
權利要求
1.一種處理焦化煤氣中高濃度氨氮的方法，其特徵在於 (1)焦化煤氣經脫硫後在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； (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Bi-Lu-Y-Re-Ir-Sr/ β-Fe3O4 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所述一種處理焦化煤氣中高濃度氨氮的方法，其特徵在於所述有機脫氮劑由聚丙烯氰、乙烯氰、CH3(SiOH)3組成，其質量百分比為聚丙烯氰40% 60%，乙烯氰 40 % 60 %，CH3 (SiOH) 310 % 20 %。
3.根據權利要求I所述一種處理焦化煤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，分別為氧化鉍20% 25%、氧化鑥15% 20%、氧化釔10% 15%，氧化錸20% 25%、氧化銥15% 20%、氧化鍶13% 20%。
全文摘要
本發明涉及一種處理焦化煤氣中高濃度氨氮的方法，屬於汙水處理領域。含有氨氮的焦化煤氣脫硫，經正磷酸吸收後通入蒸氨塔內，在有機脫氮劑以及重金屬氧化物的催化作用下生成N2排放入空氣中。所述的催化劑主要由質量比為20％～25％氧化鉍，15％～20％氧化鑥，10％～15％氧化釔，β-Fe3O4等組成，所述的有機脫氮劑由質量比為40％～60％聚丙烯氰，40％～60％乙烯氰，10％～20％CH3(SiOH)3組成。用該方法處理氨氮廢氣具有資源消耗少，吸收劑循環利用率高，無二次汙染等優點。用本發明方法處理某焦化煤氣廠氨氮濃度3000～4000mg/L廢氣，氨氮濃度降到12mg/L以下，去除率高達99.96％以上。
文檔編號C10K1/12GK102776034SQ20121025332
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
發明者包鎧, 張鳳娥, 雷春生 申請人:常州大學