燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑及其製備方法與流程

2023-10-17 15:47:44

本發明涉及煙氣氮氧化物處理領域，尤其涉及一種脫硝劑及其製備方法。

背景技術：

大氣是人類賴以生存的最基本的生命要素，由於經濟的迅速增長，燃煤所產生的汙染越來越嚴重，燃煤煙氣中產生的so2和nox是主要的大氣汙染物，是造成酸雨的主要原因所在，同時nox也是造成臭氧層破壞和光化學煙霧等環境問題的一種物質，這些已經成為制約社會發展的重要因素；各國都在一直致力於脫硝技術的研究。

nox的排放受到越來越嚴格的限制，現有控制nox排放的技術主要有三種：

1）分級燃燒，實施方式包括低nox燃燒器（lnb）和燃料再燃。但分級燃燒技術對nox的生成和排放控制效果有限，lnb一般只有30~50%的效率，再燃的效率約為50~60%，單採用分級燃燒難以達到nox的排放標準。

2）選擇性催化還原（scr），將氨或尿素等脫硝劑噴入到200~450℃的煙氣中，在催化劑的作用下，把nox還原成n2和h2o。雖然scr系統能相對容易地實現80~90%的nox脫除率，但此方法存在的缺點是：需要設置催化劑反應塔，系統複雜，而且催化劑費用高、煙氣中導致催化劑失效的因素較多，燃煤時催化劑的使用壽命僅約四年，而且失效的催化劑需要作為危險固廢處理。

3）選擇性非催化還原法（sncr），在高溫段不需要催化劑的情況下，將脫硝劑（通常是氨和尿素）噴入從而把nox還原成n2，運行費用較低，建設周期短；但是由於噴入大量低濃度氨水或尿素溶液會造成高溫反應區突然大幅降溫與反應區各區域的溫度不均勻，從而導致脫硝效率低下，僅為30%~50%，並且影響爐內燃燒效率。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種無毒無害、便於貯運、脫硝效率高、使用安全且不影響爐內燃燒效率的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑及其製備方法；其製備方法操作簡單，經濟環保，投入成本低，適合大範圍推廣。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑，以重量份計，它包含以下組分：18～32份有機醇、25～35份有機胺、5～10份尿素、4～8份羥丙基甲基纖維素和16～30份水，且所述有機胺中的氮含量大於所述尿素中的氮含量，所述有機醇的分子含有3至7個碳原子，所述有機胺的分子含有3至7個碳原子。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明中的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑無毒、無害、無味、不燃、不爆、不腐蝕，便於貯運，使用安全、成本低，使用過程中無需使用催化劑，反應溫度為500~900℃，不會導致二氧化硫氧化，不易造成鍋爐堵塞或腐蝕，產品中溶劑水的含量大大降低，不會影響爐內燃料的燃燒，有機醇、有機胺、水和尿素、羥丙基甲基纖維素混合均勻後能夠更好的發揮協同脫硝作用，脫硝效率高達50%~90%，氨氣逃逸小於3ppm，並且羥丙基甲基纖維素能夠更好的發揮粘附作用，脫硝劑作為噴淋劑使用時性質更加穩定，脫硝效果更佳。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

作為本發明的一種優選實施方式，所述有機醇為二元醇或多元醇。

採用上述優選方案的有益效果是：

二元醇或多元醇含羥基更多，不但還原性更強，而且與水混合後溶解有機胺、尿素和羥丙基甲基纖維素的效果更佳，更加有利於發揮各成分的協同脫硝作用，提高產品的脫硝效率。

作為本發明的另一種優選實施方式，所述有機醇為一種或多種選自丙醇、丁醇、戊醇或己醇的醇類。

採用上述優選方案的有益效果是：中級醇與水混合後溶解有機胺、尿素和羥丙基甲基纖維素的效果更佳，更加有利於發揮各成分的協同脫硝作用，提高產品的脫硝效率。

作為本發明的另一種優選實施方式，所述有機胺為一級胺。

採用上述優選方案的有益效果是：一級胺還原性更強，更加容易發生脫硝反應，與尿素、羥丙基甲基纖維素共同溶解於有機醇和水的效果更佳，更加有利於發揮各成分的協同脫硝作用，提高產品的脫硝效率。

作為本發明的另一種優選實施方式，所述有機胺為二元胺或三元胺。

採用上述優選方案的有益效果是：二元胺或三元胺含氨基更多，還原性更強，更加容易發生脫硝反應，與尿素、羥丙基甲基纖維素共同溶解於有機醇和水的效果更佳，更加有利於發揮各成分的協同脫硝作用，提高產品的脫硝效率。

作為本發明的另一種優選實施方式，所述有機胺為一種或多種選自丙胺、丁胺、戊胺或己胺的胺類。

採用上述優選方案的有益效果是：中級胺與尿素、羥丙基甲基纖維素共同溶解於有機醇和水的效果更佳，更加有利於發揮各成分的協同脫硝作用，提高產品的脫硝效率。

作為本發明的另一種優選實施方式，所述有機胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的2至4倍。

採用上述優選方案的有益效果是：更加有利於發揮各成分的協同脫硝作用，提高產品的脫硝效率。

一種如上所述的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑的製備方法，它包括以下步驟：先將有機醇、有機胺和水混合攪拌均勻，然後分批次加入尿素，並攪拌均勻，保證有機胺中的氮含量大於尿素中的氮含量，最後加入羥丙基甲基纖維素，並攪拌均勻，即得到所述的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明操作簡單，經濟環保，投入成本低，適合大範圍推廣，製備得到的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑無毒、無害、無味、不燃、不爆、不腐蝕，便於貯運，使用安全、成本低，使用過程中無需使用催化劑，反應溫度為500~900℃，不會導致二氧化硫氧化，不易造成鍋爐堵塞或腐蝕，產品中溶劑水的含量大大降低，不會影響爐內燃料的燃燒，脫硝效率高達50%~90%，氨氣逃逸小於3ppm。

作為本發明的一種優選實施方式，最後加入羥丙基甲基纖維素，並攪拌均勻後，密封靜置4～8h。

採用上述優選方案的有益效果是：製備得到的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑性質更加穩定，更加有利於發揮各成分的協同脫硝作用，提高脫硝效率。

作為本發明的一種優選實施方式，在溫度為40~80℃的條件下將有機醇、有機胺和水混合攪拌均勻。

採用上述優選方案的有益效果是：在溫度為40~80℃的條件下，有機醇、有機胺與水混合後再溶解有尿素和羥丙基甲基纖維素的效果更佳，更加有利於發揮各成分的協同脫硝作用，提高產品的脫硝效率。

下面對本發明的較佳實施方式做進一步詳細說明。

一種燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑，以重量份計，它包含以下組分：18～32份有機醇、25～35份有機胺、5～10份尿素、4～8份羥丙基甲基纖維素和16～30份水，且所述有機胺中的氮含量大於所述尿素中的氮含量，所述有機胺中的氮含量最好是所述尿素中的氮含量的2至4倍；

所述有機醇的分子含有3至7個碳原子，最好為一種或多種選自丙醇、丁醇、戊醇或己醇的醇類，且所述有機醇最好為二元醇或多元醇；所述有機胺的分子含有3至7個碳原子，最好為一種或多種選自丙胺、丁胺、戊胺或己胺的胺類；所述有機胺最好為一級胺，且最好為二元胺或三元胺。

一種如上所述的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑的製備方法，它包括以下步驟：先在溫度為40~80℃的條件下將有機醇、有機胺和水混合攪拌均勻，然後分批次加入尿素，並攪拌均勻，保證有機胺中的氮含量大於尿素中的氮含量，最後加入羥丙基甲基纖維素，並攪拌均勻，再密封靜置4～8h，即得到所述的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑。

具體實施方式

以下對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。

實施例1

一種燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑，以重量份計，它包含以下組分：27份有機醇、32份有機胺、8份尿素、7份羥丙基甲基纖維素和27份水，且所述有機胺中的氮含量大於所述尿素中的氮含量；

所述有機醇為丁醇、戊醇和己醇混合後的醇類，且均為多元醇；所述有機胺為丁胺、戊胺和己胺混合後的胺類，且均為一級胺、三元胺。

一種如上所述的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑的製備方法，它包括以下步驟：先在溫度為65℃的條件下將有機醇、有機胺和水混合攪拌均勻，然後分批次加入尿素，並攪拌均勻，保證有機胺中的氮含量大於尿素中的氮含量，最後加入羥丙基甲基纖維素，並攪拌均勻，再密封靜置7h，即得到所述的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑。

實施例2

一種燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑，以重量份計，它包含以下組分：20份有機醇、28份有機胺、6份尿素、5份羥丙基甲基纖維素和20份水，且所述有機胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的3.5倍；

所述有機醇為丙醇，且為二元醇；所述有機胺為丙胺，且為二元胺、一級胺。

一種如上所述的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑的製備方法，它包括以下步驟：先在溫度為50℃的條件下將有機醇、有機胺和水混合攪拌均勻，然後分批次加入尿素，並攪拌均勻，保證所述有機胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的3.5倍，最後加入羥丙基甲基纖維素，並攪拌均勻，再密封靜置5h，即得到所述的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑。

實施例3

一種燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑，以重量份計，它包含以下組分：32份有機醇、30份有機胺、5份尿素、4份羥丙基甲基纖維素和16份水，且所述有機胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的2.5倍；

所述有機醇為丁醇和戊醇混合後的醇類，且丁醇和戊醇均為多元醇；所述有機胺為丁胺和戊胺混合後的胺類，丁胺和戊胺均為三元胺，且均為一級胺。

一種如上所述的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑的製備方法，它包括以下步驟：先在溫度為40℃的條件下將有機醇、有機胺和水混合攪拌均勻，然後分批次加入尿素，並攪拌均勻，保證所述有機胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的2.5倍，最後加入羥丙基甲基纖維素，並攪拌均勻，再密封靜置4h，即得到所述的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑。

實施例4

一種燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑，以重量份計，它包含以下組分：18份有機醇、25份有機胺、7.5份尿素、8份羥丙基甲基纖維素和30份水，且所述有機胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的2倍；

所述有機醇為丙醇和己醇混合後的醇類，且丙醇為二元醇，己醇為多元醇；所述有機胺為丙胺和己胺混合後的胺類，且丙胺為二元胺，己胺為三元胺；丙胺和己胺均為一級胺。

一種如上所述的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑的製備方法，它包括以下步驟：先在溫度為80℃的條件下將有機醇、有機胺和水混合攪拌均勻，然後分批次加入尿素，並攪拌均勻，保證所述有機胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的2倍，最後加入羥丙基甲基纖維素，並攪拌均勻，再密封靜置8h，即得到所述的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑。

實施例5

一種燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑，以重量份計，它包含以下組分：25份有機醇、35份有機胺、5份尿素、6份羥丙基甲基纖維素和23份水，且所述有機胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的4倍；

所述有機醇為丙醇和丁醇混合後的醇類，且丙醇為二元醇，丁醇為多元醇；所述有機胺為丙胺和丁胺混合後的胺類，且丙胺為二元胺，丁胺為三元胺；丙胺和丁胺均為一級胺。

一種如上所述的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑的製備方法，它包括以下步驟：先在溫度為60℃的條件下將有機醇、有機胺和水混合攪拌均勻，然後分批次加入尿素，並攪拌均勻，保證所述有機胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的4倍，最後加入羥丙基甲基纖維素，並攪拌均勻，再密封靜置6h，即得到所述的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑。

採用實施例1至實施例5中的製備方法得到的燃燒煙氣環保低溫複合脫硝劑無毒、無害、無味、不燃、不爆、不腐蝕，便於貯運，使用安全、成本低，使用過程中無需使用催化劑，反應溫度為500~900℃，不會導致二氧化硫氧化，不易造成鍋爐堵塞或腐蝕，產品中溶劑水的含量大大降低，不會影響爐內燃料的燃燒，脫硝效率高達50%~90%，氨氣逃逸小於3ppm。

對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其它的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。