利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法
2024-04-03 14:16:05
利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法
【專利摘要】本發明涉及一種利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，該方法產生的氨氣可單獨用於煙氣的脫硫脫硝，得到的三聚氰酸也可單獨用於煙氣脫硫脫硝，氨氣和三聚氰酸還可結合起來同時用於脫硫脫硝。該方法運行操作簡單，脫硫脫硝效率提高，大大降低了脫硫和脫硝運行成本，運行成本低於現有的脫硫脫硝方法，經濟優勢明顯，克服了現有脫硫脫硝技術基礎設施投資高、運行維護費用高、運行操作複雜的問題，可適用於多種工業鍋爐、工業窯爐的煙氣或尾氣處理。
【專利說明】利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，屬於大氣汙染防治【技術領域】。
技術背景
[0002]我國能源以燃煤為主，隨著我國經濟的發展，大量能源消費帶來的環境汙染也越來越嚴重。燃煤煙氣中所含的二氧化硫、氮氧化物等有害物質對空氣造成了嚴重的汙染。加大對二氧化硫和氮氧化物的排放控制迫在眉睫。
[0003]煙氣脫硫技術是控制二氧化硫和酸雨的有效手段之一。按照吸收劑和脫硫產物的狀態進行分類，煙氣脫硫技術可分為三種:溼法脫硫、半乾法脫硫和幹法脫硫。溼法脫硫工藝採用液體噴霧洗滌煙氣來脫除二氧化硫，該技術存在著佔地面積大，設備投資大、動力消耗高、運行費用高等缺點。半乾法脫硫工藝是吸收劑以漿液狀態進入吸收塔，漿液製備系統複雜龐大，而且漿液霧化困難，霧化粒徑大，脫硫反應速率低。幹法煙氣脫硫工藝存在鈣硫比高、脫硫效率低、副產物不能商品化的問題。
[0004]目前脫硝技術應用最多的是選擇性催化還原技術(SCR)和選擇性非催化還原技術(SNCR)，SCR脫硝技術存在催化劑投資大、煙氣成分影響大、運行成本高等問題，SNCR技術存在反應溫度高、還原劑與煙氣混合程度差、脫硝效率低、氨氣逸出量大等一系列問題。
[0005]現有脫硫脫硝技術使用大量氨,氨的來源一般有氨水、液氨、尿素三種。電廠脫硝一般採用外購液氨的方法，部分電廠採用傳統尿素制氨方法。液氨運輸和儲存受限，購買成本高，使用時安全措施要求高。傳統尿素制氨方法的生產成本較高。
[0006]中國專利文件CN101555025A(CN200910014992.2)公開了一種燃煤煙氣脫硫脫硝用氨氣的聯產製備方法，包括將尿素進行縮合反應，反應所產生的氨氣用於脫硫脫硝，聯產得到三聚氰酸等產品。在尿素縮合或取代反應過程中，不產生二氧化碳，尿素分子中的全部元素得到充分利用，提高了尿素的利用率，降低了煙氣脫硫脫硝所用氨的購買成本，同時得到高附加值化工產品，增加了經濟效益。上述專利文獻主要介紹尿素高溫縮合制氨氣，氨氣用於脫硫脫硝，但聯產產品三聚氰酸沒有詳細說明，三聚氰酸有一定的毒性，對人存在危害，同時三聚氰酸得不到綜合利用，造成資源浪費。
【發明內容】
[0007]針對現有技術的不足，本發明提供一種利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，該方法利用尿素聯產得到的氨和三聚氰酸對燃煤煙氣進行脫硫脫硝，脫硝效率提高，大大降低了脫硫和脫硝運行成本。
[0008]發明概述
[0009]本發明以尿素為原料，將尿素進行縮合反應，聯產得到的氨和三聚氰酸均可以對燃煤煙氣進行脫硫脫硝，脫硫脫硝效率高，投資及運行成本低，經濟優勢明顯。
[0010]發明詳述:[0011]一種利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，包括步驟如下:
[0012]尿素在200~260°C條件下進行縮合反應，反應產生氨氣和三聚氰酸固體，反應所產生的氨氣用於脫硫脫硝，反應所產生的三聚氰酸固體用於脫硫脫硝，控制三聚氰酸與待處理煙氣中SO2的摩爾比為(0.1~1.2):1，三聚氰酸與待處理煙氣中NOx反應量的摩爾比為(0.1~1.5): 1，反應溫度在400~1100°C進行脫硫脫硝。
[0013]本發明優選的，一種利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，三聚氰酸的脫硫脫硝採用以下任一步驟進行:
[0014]a、將反應所產生的三聚氰酸直接注入待處理煙氣中或在350~400°C條件下氣化後，利用載體注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與待處理煙氣中的SO2的摩爾比為(0.1~1.2):1，於400~1000°C下進行煙氣脫硫，反應得到的產物為含硫化合物。
[0015]b、將反應所產生的三聚氰酸直接注入待處理煙氣中或在350~400°C條件下氣化後，利用載體注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與待處理煙氣中的三聚氰酸與NOx的摩爾比為(0.1~1.5):1，於400~1100°C下進行煙氣脫硝，反應生成N2、C02、H20及少量的CO。
[0016]C、將反應所產生的三聚氰酸直接注入待處理煙氣中或在350~400°C條件下氣化後，利用載體注入待處理煙氣中，控制 三聚氰酸與待處理煙氣中SO2的摩爾比為(0.1~1.2):1，三聚氰酸與待處理煙氣中NOx的摩爾比為(0.1~1.5):1，三聚氰酸總使用重量為分別與煙氣中SO2和NOx反應量之和，於500~1100°C條件下，與待處理煙氣混合反應I~5s，進行煙氣同時脫硫脫硝。
[0017]上述三聚氰酸的脫硫脫硝應用
[0018]根據本發明優選的，三聚氰酸單獨作為脫硝劑、脫硫劑，對待處理煙氣進行相應的脫硝、脫硫處理時，如步驟a、b所述。
[0019]根據本發明，三聚氰酸作為脫硫脫硝劑，對待處理煙氣進行同時脫硫脫硝時，如步驟c所述。
[0020]本發明優選的，一種利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，氨氣的脫硫脫硝採用以下任一步驟進行:
[0021]d、將反應所產生的氨氣配成質量濃度為10~25wt%的氨水溶液，與待處理煙氣中的NOx於850~1100°C條件下進行SNCR脫硝處理，反應過程中控制氨與NOx的摩爾比為(I~1.5):1，反應生成凡、!120和CO2。
[0022]e、將反應所產生的氨氣經稀釋風稀釋至體積分數為0.1% _5%，與待處理煙氣中的NOx於850~1100°C條件下進行SNCR脫硝處理，反應過程中控制氨與NOx的摩爾比為(1-1.5):1，反應生成隊、!120 和 C02。
[0023]f、將反應所產生的氨氣經稀釋風稀釋至體積分數為0.1% _5%，與待處理煙氣中的NOx於300-450°C，在催化劑條件下反應進行SCR脫硝處理，反應過程中氨與NOx的摩爾比為(I~1.5):1，反應生成隊、!120和C02。
[0024]g、將反應所產生的氨氣配成質量濃度為15~20wt%的氨水溶液，氨水溶液經脫硫塔，與鍋爐除塵後的待處理煙氣於90~110°C進行氨法脫硫處理，反應過程中控制氨氣與SO2的摩爾比為(1.5~2.5):1，反應生成硫酸氫銨和硫酸銨的混合物。
[0025]上述氨氣的煙氣脫硫脫硝應用
[0026]根據本發明優選的，所述的步驟d，將質量濃度為15~20wt%的氨水溶液噴入爐膛直接對待處理煙氣進行SNCR脫硝處理。
[0027]根據本發明優選的，所述的步驟e，將體積分數為0.1% -5%的氨氣噴入爐膛直接對待處理煙氣進行SNCR脫硝處理。
[0028]根據本發明優選的，所述的步驟f，將體積分數為0.1% -5%的氨氣噴入鍋爐省煤氣後部煙道中，在催化劑存在條件下，對煙氣進行SCR脫硝處理。
[0029]根據本發明優選的，所述的步驟g，將質量濃度為15?20wt%的氨水溶液經脫硫塔進行除塵後煙氣的脫硫處理。
[0030]根據本發明優選的，氨氣作為脫硝劑、脫硫劑組合使用可實現鍋爐煙氣的脫硫脫硝處理。即上述氨氣脫硝步驟d、e、f的其中之一或步驟d、e、f中SNCR和SCR脫硝方式的任意組合，再與步驟g氨法脫硫聯合使用實現煙氣脫硫脫硝目的。
[0031]根據本發明優選的，氨氣作為脫硝劑時，SNCR和SCR脫硝方式的任意組合，可達到減少SCR脫硝催化劑使用的目的，降低脫硝成本。
[0032]根據本發明優選的，所述尿素縮合反應生成的氨氣中會夾帶少量的升華的尿素、三聚氰酸、縮二脲、縮三脲以及三聚氰酸衍生物等固體微粒，氨氣的處理工藝可依據氨氣的具體用途來選擇。具體為:氨氣經稀釋風稀釋至體積分數0.1% -5%噴入鍋爐進行SCR、SNCR脫硝時，尿素縮合反應後產生的氨氣可直接由高溫稀釋風稀釋後使用；氨氣製成氨水溶液用於SNCR、氨法脫硫時，尿素縮合反應後產生的氨氣可先經過冷卻、除塵除去夾帶的固體微粒，得到純淨的氨氣後，再進行氨氣的水吸收工藝得到所需濃度的氨水溶液。
[0033]根據本發明，氨氣經稀釋風稀釋至體積分數0.1% -5%噴入鍋爐進行SCR、SNCR脫硝時，可更好的實現尿素聯產製備技術與現有SCR、SNCR脫硝技術的配套。
[0034]本發明優選的，一種利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，採用以下任一步驟進行脫硫脫硝:
[0035]將步驟d氨水溶液SNCR脫硝與步驟a三聚氰酸脫硫結合進行脫硫脫硝。
[0036]將步驟d氨水溶液SNCR脫硝與步驟b三聚氰酸脫硝結合，再與步驟g氨法脫硫結合進行脫硫脫硝。
[0037]根據本發明，將步驟d氨水溶液SNCR脫硝與步驟b三聚氰酸脫硝結合，再與步驟a三聚氰酸脫硫結合進行脫硫脫硝。
[0038]根據本發明，將步驟e與步驟a三聚氰酸脫硫結合進行脫硫脫硝。
[0039]根據本發明，將步驟e與步驟b三聚氰酸脫硝結合，再與步驟g氨法脫硫結合進行脫硫脫硝。
[0040]根據本發明，將步驟e與步驟b三聚氰酸脫硝結合，再與步驟a三聚氰酸脫硫結合進行脫硫脫硝。
[0041]根據本發明，將步驟a三聚氰酸脫硫與步驟f結合進行脫硫脫硝。
[0042]根據本發明，將步驟b三聚氰酸脫硝與步驟f結合，再與步驟g氨法脫硫結合進行脫硫脫硝。
[0043]根據本發明，將步驟b三聚氰酸脫硝、步驟a三聚氰酸脫硫與步驟f結合進行脫硫脫硝。
[0044]根據本發明，將步驟b三聚氰酸脫硝與步驟g氨法脫硫結合進行脫硫脫硝。
[0045]根據本發明，將步驟d氨水溶液SNCR脫硝、步驟a三聚氰酸脫硫與步驟g氨法脫硫結合進行脫硫脫硝。
[0046]根據本發明，將步驟e、步驟a三聚氰酸脫硫與步驟g氨法脫硫結合進行脫硫脫硝。
[0047]根據本發明，將步驟a三聚氰酸脫硫與步驟f結合進行脫硫脫硝。
[0048]根據本發明，使用氨氣和三聚氰酸以上多種組合方式進行煙氣脫硫脫硝，可提高脫硫、脫硝效率，減少或避免單純使用SCR脫硝技術催化劑使用成本高的問題，其處理煙氣的先後順序與其各自的反應溫度決定。
[0049]根據本發明優選的，先將三聚氰酸固體粉碎再進行煙氣脫硫脫硝，粉碎過50?200目篩；本發明優選的，粉碎過100?200目篩。
[0050]根據本發明優選的，所述步驟d中氨水溶液的質量濃度優選18?20wt%。
[0051]根據本發明優選的，所述步驟e、f中的稀釋風為待處理煙氣或鍋爐除塵後、溫度為120?140°C的煙氣。
[0052]根據本發明優選的，所述步驟g中氨水溶液的質量濃度優選17?20wt%。
[0053]根據本發明優選的，所述步驟a、b、c三聚氰酸的注入壓力為O?lOOkpa。注入壓力數值與輸送的三聚氰酸的質量有直接關係，本發明的注入壓力利於三聚氰酸進入反應區後與待處理煙氣充分混勻。
[0054]根據本發明優選的，所述步驟a、b、c中所述的載體為100?500°C的待處理煙氣或常溫的空氣；進一步優選的，所述載體為200?500°C的待處理煙氣。
[0055]根據本發明優選的，所述步驟a、b、c中三聚氰酸在350?400°C左右條件下氣化後，以400?500°C的待處理煙氣為載體注入待處理煙氣中。
[0056]根據本發明優選的，步驟a中，三聚氰酸與待處理煙氣中SO2的摩爾比為(0.5?I):1，脫硫反應溫度為650?1000°C，脫硫反應時間1.5-5S。反應溫度過高或過低都會導致還原劑的損失及SO2的脫除率下降。
[0057]根據本發明優選的，步驟b中，三聚氰酸與待處理煙氣中NOx反應量的摩爾比為(0.6?1.5):1，脫硝反應溫度為650-1000°C，反應時間為0.l_5s，進一步優選的反應時間為1.5-5S。三聚氰酸與NOx的溫度過高或過低都會導致還原劑的損失及脫除率下降。
[0058]根據本發明，三聚氰酸和氨氣可單獨作為脫硫脫硝劑應用，也可聯合使用應用於煙氣脫硫脫硝的處理，可進行不同的組合實現脫硫脫硝目的。
[0059]本發明的有益效果:
[0060]1、本發明以尿素的縮合反應為基礎，將產生的氨用於煙氣的脫硫脫硝，得到的聯產產物三聚氰酸也可以用來進行煙氣脫硫脫硝，增加了經濟效益。
[0061]2、三聚氰酸作為脫硫脫硝劑，投資及運行成本低，工藝流程簡單、操作簡便、佔地面積小、脫硫脫硝效率高。此外，三聚氰酸也可同時用於脫硫脫硝，降低了設備投資費用，增加了經濟效益。
[0062]3、三聚氰酸和氨可聯合使用進行脫硫脫硝，降低了經濟成本，脫硫脫硝效率也大大提聞。
【具體實施方式】
[0063]下面結合實例對發明做進一步說明，但不限於此。
[0064]實施例中所用原料均為工業原料，火電廠煙氣SO2濃度約為3000mg/m3，NOx約為600mg/m3。
[0065]實施例1:
[0066]將960kg尿素在250°C條件下加熱生成三聚氰酸和氨氣。將反應產生的三聚氰酸在350?400°C條件下氣化，利用300°C待處理煙氣做載體注入待處理煙氣中，三聚氰酸的注入壓力為50kpa，控制三聚氰酸與SO2的摩爾比1:1，維持反應溫度在800°C，反應ls，反應得到的產物為含硫化合物。用檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出SO2脫除率達95%以上。
[0067]實施例2:
[0068]將960kg尿素在250°C條件下加熱生成三聚氰酸和氨氣。將反應產生的三聚氰酸直接注入待處理煙氣中，三聚氰酸的注入壓力為40kpa，控制三聚氰酸與NOx的反應摩爾比
0.8:1，維持反應溫度950°C，反應Is進行煙氣脫硝，用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NOx脫除率達90%以上。
[0069]實施例3:
[0070]將960kg尿素在250°C條件下加熱生成三聚氰酸和氨氣，將三聚氰酸在350?400°C左右條件下氣化，利用空氣做載體，控制三聚氰酸與待處理煙氣中的SO2的反應量的摩爾比為0.8:1，三聚氰酸與NOx的反應量的摩爾比為1:1，將三聚氰酸注入反應區。三聚氰酸的注入壓力為20kpa，在反應區溫度850°C的條件下，反應2s後，即得處理後煙氣。經檢測分析儀檢測處理前後煙氣中S02、NOx濃度，計算得出SO2脫除率達97.7%, NOx的脫除率達79%。
[0071]實施例4:
[0072]將960kg尿素在250°C條件下加熱生成三聚氰酸和氨氣，氨氣溶於水配成質量濃度為20wt%的氨水溶液，將氨水溶液噴入1000°C待處理煙氣中反應9s，反應過程中控制氨與NOx的摩爾比為1.5:1，對煙氣進行SNCR脫硝處理。用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NO5JA除率達60%以上。
[0073]實施例5:
[0074]將960kg尿素在250°C下加熱生成三聚氰酸和氨氣。氨氣經稀釋風稀釋至體積分數為5%，將稀釋後的氨氣通入950°C待處理煙氣中反應10s，反應過程中控制氨與控制氨與NOx的摩爾比為1.5:1，對煙氣進行SNCR脫硝處理。用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NO5JA除率達60%以上。
[0075]實施例6:
[0076]將960kg尿素在260°C下加熱生成三聚氰酸和氨氣。氨氣經稀釋風稀釋至體積分數5%，在催化劑存在下，通入反應溫度為350°C的待處理煙氣中反應ls，控制氨與NOx的反應摩爾比為1.5:1，對煙氣進行SCR脫硝處理。用氮氧化物分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NOx脫除率達70%以上。
[0077]實施例7:
[0078]將960kg尿素在240°C下加熱生成三聚氰酸和氨氣。氨氣溶於水配成質量濃度20wt%的氨水溶液。氨水溶液經脫硫塔，與鍋爐除塵後的待處理煙氣於100°C反應進行氨法脫硫處理，反應過程中氨氣與SO2的摩爾比為2:1，反應生成硫酸氫銨和硫酸銨的混合物。經檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出SO2脫除率達79%以上。[0079]實施例8:
[0080]將960kg尿素在250°C條件下加熱生成三聚氰酸和氨氣。氨氣溶於水配成質量濃度為20wt%的氨水溶液，控制氨與NOx的摩爾比為1.5:1，氨水溶液噴入950°C煙氣中反應9s，對煙氣進行SNCR脫硝處理。將反應產生的三聚氰酸直接注入脫硫反應區氣化，利用空氣或300°C待處理煙氣做載氣，控制三聚氰酸與SO2的反應摩爾比1:1，維持反應溫度在800°C，反應ls，用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NO5JA除率達60%以上。用檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出SO2脫除率達95%以上。
[0081]實施例9:
[0082]將960kg尿素在250°C條件下加熱生成三聚氰酸和氨氣。氨氣溶於水配成質量濃度為20wt %的氨水溶液，控制氨與NOx的摩爾比為1.5: 1，將氨水溶液噴入1005°C煙氣中反應9.5s，對煙氣進行SNCR脫硝處理。用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NOx脫除率達60%以上。將反應產生的三聚氰酸加入反應器中，溫度控制在350°C條件下加熱氣化，利用300°C待處理煙氣做載氣，控制三聚氰酸與NOx的反應摩爾比0.8:1，維持反應溫度950°C，反應ls，用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NO5JA除率達90%以上。
[0083]實施例10:
[0084]將960kg尿素在250°C條件下加熱生成三聚氰酸和氨氣。氨氣溶於水配成質量濃度為20Wt%的氨水溶液，控制氨與NOx的反應摩爾比為1.5:1，將氨水溶液噴入100°C煙氣中反應8s，對煙氣進行SNCR脫硝處理。用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NOx脫除率達60%以上。將反應產生的一部分三聚氰酸利用空氣作為載體注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與NOx的反應摩爾比0.8: 1，維持反應溫度950°C，反應ls，另一部分三聚氰酸直接注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與SO2的反應摩爾比1:1，維持反應溫度在800°C，反應ls，用檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出SO2脫除率達95%以上。用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NOx脫除率達90%以上。
[0085]實施例11:
[0086]將960kg尿素在250°C下加熱生成三聚氰酸和氨氣。一部分氨氣經稀釋風稀釋後降至體積分數5%，控制氨與NOx的摩爾比為1.5:1，將稀釋後的氨氣通入1100°C待處理煙氣中反應8s，對煙氣進行SNCR脫硝處理。用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NO5JA除率達60%以上。將反應產生的三聚氰酸利用300°C做載體注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與NOx的摩爾比0.8: 1，維持反應溫度950°C，反應ls，用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NO5JA除率達95%以上。另一部分氨氣溶於水配成濃度20wt%的氨水溶液。氨水溶液經脫硫塔，與鍋爐除塵後的待處理煙氣於100°C反應進行氨法脫硫處理，反應過程中氨氣與SO2的摩爾比為2:1，反應生成硫酸氫銨和硫酸銨的混合物。經檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出SO2脫除率達79%以上。
[0087]實施例12:
[0088]將960kg尿素在250°C下加熱生成三聚氰酸和氨氣。一部分氨氣經稀釋風稀釋至體積分數5%，控制氨與NOx的摩爾比為1.5:1，氨氣通入950°C煙氣中反應9，對煙氣進行SNCR脫硝處理。用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NOx脫除率達60%以上。將反應產生的三聚氰酸利用空氣作為載體注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與SO2的反應摩爾比1:1，維持反應溫度在800°C，反應ls，用檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出SO2脫除率達95%以上。
[0089]實施例13:
[0090]將960kg尿素在250°C條件下加熱生成三聚氰酸和氨氣。將反應產生的三聚氰酸直接注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與SO2的反應摩爾比1:1，維持反應溫度在800°C，反應ls，用檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出SO2脫除率達95%以上。產生的氨氣經稀釋風稀釋至體積分數5%，在催化劑存在下，通入反應溫度為350°C的煙氣中反應
1.5s，控制氨與NO5^A反應摩爾比為1.5:1，對煙氣進行SCR脫硝處理。用氮氧化物分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NOx脫除率達70%以上。
[0091]實施例14:
[0092]將960kg尿素在255°C下加熱生成三聚氰酸和氨氣。將反應產生的三聚氰酸在380°C條件下氣化後，利用300°C作為載體注入待處理煙中，控制三聚氰酸與NOx的反應摩爾比0.8:1，維持反應溫度950°C，反應ls，用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NOx脫除率達90%以上。生成的氨氣一部分經稀釋風稀釋至體積分數5%，在催化劑存在下，通入反應溫度為360°C的煙氣中反應2s，控制氨與NOx的反應摩爾比為1.5:1，對煙氣進行SCR脫硝處理。用氮氧化物分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NO5JA除率達95%以上。另一部分氨氣溶於水配成濃度20wt%的氨水溶液，氨水溶液經脫硫塔，與鍋爐除塵後的待處理煙氣於100°C反應進行氨法脫硫處理，反應過程中氨氣與SO2的摩爾比為2:1，反應生成硫酸氫銨和硫酸銨的混合物。經檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出SO2脫除率達79%以上。 [0093]實施例15:
[0094]將960kg尿素在245°C下加熱生成三聚氰酸和氨氣。將反應產生的三聚氰酸在350°C條件下加熱氣化，利用300°C待處理煙氣作為載體注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與NOx的反應摩爾比0.8:1，維持反應溫度950°C，反應ls，用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NO5JA除率達90%以上。生成的氨氣一部分經稀釋風稀釋至體積分數5%,在催化劑存在下，通入反應溫度為380°C的煙氣中反應0.5s，控制氨與NOx的摩爾比為1.5:1，對煙氣進行SCR脫硝處理。用氮氧化物分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NOx脫除率達95%以上。另一部分氨氣溶於水配成質量濃度20wt%的氨水溶液。氨水溶液經脫硫塔，與鍋爐除塵後的待處理煙氣於100°C反應進行氨法脫硫處理，反應過程中控制氨與SO2的摩爾比為2:1，反應生成硫酸氫銨和硫酸銨的混合物。經檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出SO2脫除率達79%以上。
[0095]實施例16:
[0096]將960kg尿素在260°C下加熱生成三聚氰酸和氨氣。將反應產生的三聚氰酸一部分直接注入待處理煙氣孔，控制三聚氰酸與NOx的反應摩爾比0.8:1，維持反應溫度950°C，反應ls，用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NO5JA除率達90%以上。將反應產生的另一部分三聚氰酸直接注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與SO2的反應摩爾比1:1，維持反應溫度在800°C，反應ls，用檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出SO2脫除率達95%以上。氨氣溶於水配成濃度20wt%的氨水溶液，稀釋後的氨水溶液經脫硫塔，與鍋爐除塵後的待處理煙氣於100°C反應進行氨法脫硫處理，反應過程中氨氣與SO2的摩爾比為2:1，反應生成硫酸氫銨和硫酸銨的混合物。經檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出302脫除率達99%以上。
[0097]實施例17:
[0098]將960kg尿素在250°C下加熱生成三聚氰酸和氨氣。將反應產生的三聚氰酸在350°C條件下加熱氣化，利用300°C待處理煙氣作為載體注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與NOx的反應摩爾比0.8:1，維持反應溫度950°C，反應ls，用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NO5JA除率達90%以上。產生的氨氣溶於水配成質量濃度20wt%的氨水溶液，稀釋後的氨水溶液經脫硫塔，與鍋爐除塵後的待處理煙氣於100°C反應進行氨法脫硫處理，反應過程中氨氣與SO2的摩爾比為2:1，反應生成硫酸氫銨和硫酸銨的混合物。經檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出SO2脫除率達79%以上。
[0099]實施例18:
[0100]將960kg尿素在250°C條件下加熱生成三聚氰酸和氨氣。一部分氨氣溶於水配成質量濃度為20wt%的氨水溶液，反應過程中控制氨與NOx的反應摩爾比為1.5:1，將氨水溶液噴入950°C煙氣中反應9s，對煙氣進行SNCR脫硝處理。用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NO5JA除率達60%以上。將反應產生的三聚氰酸在350°C條件下加熱氣化，利用300°C待處理煙氣作為載體注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與SO2的反應摩爾比1:1，維持反應溫度在800°C，反應ls，用檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出SO2脫除率達95%以上。另一部分氨氣溶於水配成質量濃度20wt%的氨水溶液，稀釋後的氨水溶液經脫硫塔，與鍋爐除塵後的待處理煙氣於100°C反應進行氨法脫硫處理，反應過程中氨氣與SO2的摩爾比為2:1，反應生成硫酸氫銨和硫酸銨的混合物。經檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出SO2脫除率達99%以上。
[0101]實施例19:
[0102]將1920kg尿素在250°C下加熱生成三聚氰酸和氨氣。一部分氨氣經稀釋風稀釋至體積分數5%，控制氨與NOx的反應摩爾比為1.5:1，氨氣通入850-1100°C煙氣中反應8-lOs，對煙氣進行SNCR脫硝處理。用檢測分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NOx脫除率達60%以上。將反應產生的三聚氰酸在350°C條件下加熱氣化，利用300°C待處理煙氣作為載體注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與SO2的反應摩爾比1:1，維持反應溫度在800°C，反應ls，用檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出SO2脫除率達95%以上。另一部分氨氣溶於水配成質量濃度20wt%的氨水溶液，氨水溶液經脫硫塔,與鍋爐除塵後的待處理煙氣於100°C反應進行氨法脫硫處理，反應過程中氨氣與SO2的摩爾比為2:1，反應生成硫酸氫銨和硫酸銨的混合物。經檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出SO2脫除率達99%以上。
[0103]實施例20:
[0104]將960kg尿素在250°C條件下加熱生成三聚氰酸和氨氣。將反應產生的三聚氰酸在380°C條件下加熱氣化，利用空氣作為載體注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與SO2的反應摩爾比1: 1，維持反應溫度在800°C，反應ls，用檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出302脫除率達95%以上。將反應產生的氨氣經稀釋風稀釋至體積分數5%，在催化劑存在下，通入反應溫度為320°C的待處理煙氣中反應2s，控制氨與NOx的反應摩爾比為1.5: 1，對待處理煙氣進行SCR脫硝處理。用氮氧化物分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NOx脫除率達70%以上。[0105]實施例21:
[0106]將960kg尿素在250°C下加熱生成三聚氰酸和氨氣。將反應產生的三聚氰酸在390°C條件下加熱氣化，利用400°C的待處理煙氣作為載體注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與SO2的反應摩爾比1:1，維持反應溫度在800°C，反應ls，用檢測分析儀檢測處理前後SO2濃度，計算得出SO2脫除率達95%以上。將反應產生的氨氣經稀釋風稀釋至體積分數5%，在催化劑存在下，通入反應溫度為370°C的煙氣中反應1.6s，控制氨與NOx的反應摩爾比為1.5:1，對煙氣進行SCR脫硝處理。用氮氧化物分析儀檢測處理前後NOx濃度，計算得出NO5JA除率達70%以上。
【權利要求】
1.一種利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，包括步驟如下: 尿素在200~260°C條件下進行縮合反應，反應產生氨氣和三聚氰酸固體，反應所產生的氨氣用於脫硫脫硝，反應所產生的三聚氰酸固體用於脫硫脫硝，控制三聚氰酸與待處理煙氣中SO2的摩爾比為(0.1~1.2): 1，三聚氰酸與待處理煙氣中NOx反應量的摩爾比為(0.1~1.5): 1，反應溫度在400~1100°C進行脫硫脫硝。
2.根據權利要求1所述的利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，其特徵在於，三聚氰酸的脫硫脫硝採用以下任一步驟進行: a、將反應所產生的三聚氰酸直接注入待處理煙氣中或在350~400°C條件下氣化後，利用載體注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與待處理煙氣中的SO2的摩爾比為(0.1~1.2):1，於400~1000°C下進行煙氣脫硫，反應得到的產物為含硫化合物； b、將反應所產生的三聚氰酸直接注入待處理煙氣中或在350~400°C條件下氣化後，利用載體注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與待處理煙氣中的三聚氰酸與NOx的摩爾比為(0.1~1.5):1，於400~1100°C下進行煙氣脫硝，反應生成N2、C02、H20及少量的CO ; C、將反應所產生的三聚氰酸直接注入待處理煙氣中或在350~400°C條件下氣化後，利用載體注入待處理煙氣中，控制三聚氰酸與待處理煙氣中SO2的摩爾比為(0.1~ 1.2):1，三聚氰酸與待處理煙氣中NOx的摩爾比為(0.1~1.5):1，三聚氰酸總使用重量為分別與煙氣中SO2和NOx反應量之和，於500~1100°C條件下，與待處理煙氣混合反應I~5s，進行煙氣同時脫硫脫硝。 氨氣的脫硫脫硝採用以下任一步驟進行: d、將反應所產生的氨氣配成質量濃度為10~25wt%的氨水溶液，與待處理煙氣中的NOx於850~1100°C條件下進行SNCR脫硝處理，反應過程中控制氨與NOx的摩爾比為(I~1.5):1，反應生成隊、!120和C02。 e、將反應所產生的氨氣經稀釋風稀釋至體積分數為0.1% -5%，與待處理煙氣中的NOx於850~1100°C條件下進行SNCR脫硝處理，反應過程中控制氨與NOx的摩爾比為(1-1.5):1，反應生成隊、!120 和 C02。 f、將反應所產生的氨氣經稀釋風稀釋至體積分數為0.1% -5%，與待處理煙氣中的NOx於300-450°C，在催化劑條件下反應進行SCR脫硝處理，反應過程中氨與NOx的摩爾比為(I~1.5):1，反應生成隊、!120和C02。 g、將反應所產生的氨氣配成質量濃度為15~20wt%的氨水溶液，氨水溶液經脫硫塔，與鍋爐除塵後的待處理煙氣於90~110°C進行氨法脫硫處理，反應過程中控制氨氣與SO2的摩爾比為(1.5~2.5):1，反應生成硫酸氫銨和硫酸銨的混合物。
3.根據權利要求2所述的利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，其特徵在於，採用以下任一步驟進行脫硫脫硝: 將步驟d氨水溶液SNCR脫硝與步驟a三聚氰酸脫硫結合進行脫硫脫硝。 將步驟d氨水溶液SNCR脫硝與步驟b三聚氰酸脫硝結合，再與步驟g氨法脫硫結合進行脫硫脫硝。 將步驟d氨水溶液SNCR脫硝與步驟b三聚氰酸脫硝結合，再與步驟a三聚氰酸脫硫結合進行脫硫脫硝 將步驟e與步驟a三聚氰酸脫硫結合進行脫硫脫硝。將步驟e與步驟b三聚氰酸脫硝結合，再與步驟g氨法脫硫結合進行脫硫脫硝。 將步驟e與步驟b三聚氰酸脫硝結合，再與步驟a三聚氰酸脫硫結合進行脫硫脫硝。 將步驟a三聚氰酸脫硫與步驟f結合進行脫硫脫硝。 將步驟b三聚氰酸脫硝與步驟f結合，再與步驟g氨法脫硫結合進行脫硫脫硝。 將步驟b三聚氰酸脫硝、步驟a三聚氰酸脫硫與步驟f結合進行脫硫脫硝。 將步驟b三聚氰酸脫硝與步驟g氨法脫硫結合進行脫硫脫硝。 將步驟d氨水溶液SNCR脫硝、步驟a三聚氰酸脫硫與步驟g氨法脫硫結合進行脫硫脫硝。 將步驟e、步驟a三聚氰酸脫硫與步驟g氨法脫硫結合進行脫硫脫硝。 將步驟a三聚氰酸脫硫與步驟f結合進行脫硫脫硝。
4.根據權利要求1所述的利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，其特徵在於，先將三聚氰酸固體粉碎再進行煙氣脫硫脫硝，粉碎過50~200目篩；優選的，粉碎過100~200目篩。
5.根據權利要求2所述的利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，其特徵在於，所述步驟d中氨水溶液的質量濃度為18~20Wt% ;所述步驟g中氨水溶液的質量濃度為17~20wt%，步驟e、f中的稀釋風為待處理煙氣或鍋爐除塵後、溫度為120~140°C的煙氣。
6.根據權利要求2所述的利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，其特徵在於，所述步驟a、b、c三聚氰酸的注入壓力為O~lOOkpa。
7.根據權利要求2所述的利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，其特徵在於，所述步驟a、b、c中所述的載體為100~500°C的待處理煙氣或常溫的空氣；進一步優選的，所述載體為200~500°C的待處理煙氣。
8.根據權利要求2所述的利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，其特徵在於，所述步驟a、b、c中三聚氰酸在350~400°C左右條件下氣化後，以400~500°C的待處理煙氣為載體注入待處理煙氣中。
9.根據權利要求2所述的利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，其特徵在於，步驟a中，三聚氰酸與待處理煙氣中SO2的摩爾比為(0.5~I):1，脫硫反應溫度為650~1000°C，脫硫反應時間1.5-5s。
10.根據權利要求2所述的利用尿素聯產製備技術進行煙氣脫硫脫硝的方法，其特徵在於，步驟b中，三聚氰酸與待處理煙氣中NOx反應量的摩爾比為(0.6~1.5):1，脫硝反應溫度為650-1000°C，反應時間為0.l_5s，進一步優選的反應時間為1.5_5s。
【文檔編號】C07D251/32GK104014232SQ201410290112
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】朱維群, 王付燕, 王倩, 孫洪志, 袁愛麗 申請人:山東大學