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CN107149867A - 燃烧烟气环保低温复合脱硝剂及其制备方法 - Google Patents

燃烧烟气环保低温复合脱硝剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种燃烧烟气环保低温复合脱硝剂及其制备方法，属于烟气氮氧化物处理领域，以重量份计，脱硝剂包含以下组分：18～32份有机醇、25～35份有机胺、5～10份尿素、4～8份羟丙基甲基纤维素和16～30份水，且有机胺中氮含量大于尿素中氮含量，有机醇分子含有3至7个碳原子，有机胺分子含有3至7个碳原子；其制备方法为先将有机醇、有机胺和水混合均匀，然后分批次加入尿素，并搅拌均匀，最后加入羟丙基甲基纤维素，并搅拌均匀；与现有技术相比，本发明中的脱硝剂无毒无害，便于贮运，使用安全，反应温度较低，无需使用催化剂，脱硝效率高且不影响炉内燃烧效率；其制备方法操作简单，经济环保，投入成本低，适合大范围推广。

Description

燃烧烟气环保低温复合脱硝剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及烟气氮氧化物处理领域，尤其涉及一种脱硝剂及其制备方法。
背景技术
大气是人类赖以生存的最基本的生命要素，由于经济的迅速增长，燃煤所产生的污染越来越严重，燃煤烟气中产生的SO2和NOx是主要的大气污染物，是造成酸雨的主要原因所在，同时NOx也是造成臭氧层破坏和光化学烟雾等环境问题的一种物质，这些已经成为制约社会发展的重要因素；各国都在一直致力于脱硝技术的研究。
NOx的排放受到越来越严格的限制，现有控制NOx排放的技术主要有三种：
1）分级燃烧，实施方式包括低NOx燃烧器（LNB）和燃料再燃。但分级燃烧技术对NOx的生成和排放控制效果有限，LNB一般只有30~50%的效率，再燃的效率约为50~60%，单采用分级燃烧难以达到NOx的排放标准。
2）选择性催化还原（SCR），将氨或尿素等脱硝剂喷入到200~450℃的烟气中，在催化剂的作用下，把NOx还原成N2和H2O。虽然SCR系统能相对容易地实现80~90%的NOx脱除率，但此方法存在的缺点是：需要设置催化剂反应塔，系统复杂，而且催化剂费用高、烟气中导致催化剂失效的因素较多，燃煤时催化剂的使用寿命仅约四年，而且失效的催化剂需要作为危险固废处理。
3）选择性非催化还原法（SNCR），在高温段不需要催化剂的情况下，将脱硝剂（通常是氨和尿素）喷入从而把NOx还原成N2，运行费用较低，建设周期短；但是由于喷入大量低浓度氨水或尿素溶液会造成高温反应区突然大幅降温与反应区各区域的温度不均匀，从而导致脱硝效率低下，仅为30%~50%，并且影响炉内燃烧效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无毒无害、便于贮运、脱硝效率高、使用安全且不影响炉内燃烧效率的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂及其制备方法；其制备方法操作简单，经济环保，投入成本低，适合大范围推广。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种燃烧烟气环保低温复合脱硝剂，以重量份计，它包含以下组分：18～32份有机醇、25～35份有机胺、5～10份尿素、4～8份羟丙基甲基纤维素和16～30份水，且所述有机胺中的氮含量大于所述尿素中的氮含量，所述有机醇的分子含有3至7个碳原子，所述有机胺的分子含有3至7个碳原子。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂无毒、无害、无味、不燃、不爆、不腐蚀，便于贮运，使用安全、成本低，使用过程中无需使用催化剂，反应温度为500~900℃，不会导致二氧化硫氧化，不易造成锅炉堵塞或腐蚀，产品中溶剂水的含量大大降低，不会影响炉内燃料的燃烧，有机醇、有机胺、水和尿素、羟丙基甲基纤维素混合均匀后能够更好的发挥协同脱硝作用，脱硝效率高达50%~90%，氨气逃逸小于3ppm，并且羟丙基甲基纤维素能够更好的发挥粘附作用，脱硝剂作为喷淋剂使用时性质更加稳定，脱硝效果更佳。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
作为本发明的一种优选实施方式，所述有机醇为二元醇或多元醇。
采用上述优选方案的有益效果是：
二元醇或多元醇含羟基更多，不但还原性更强，而且与水混合后溶解有机胺、尿素和羟丙基甲基纤维素的效果更佳，更加有利于发挥各成分的协同脱硝作用，提高产品的脱硝效率。
作为本发明的另一种优选实施方式，所述有机醇为一种或多种选自丙醇、丁醇、戊醇或己醇的醇类。
采用上述优选方案的有益效果是：中级醇与水混合后溶解有机胺、尿素和羟丙基甲基纤维素的效果更佳，更加有利于发挥各成分的协同脱硝作用，提高产品的脱硝效率。
作为本发明的另一种优选实施方式，所述有机胺为一级胺。
采用上述优选方案的有益效果是：一级胺还原性更强，更加容易发生脱硝反应，与尿素、羟丙基甲基纤维素共同溶解于有机醇和水的效果更佳，更加有利于发挥各成分的协同脱硝作用，提高产品的脱硝效率。
作为本发明的另一种优选实施方式，所述有机胺为二元胺或三元胺。
采用上述优选方案的有益效果是：二元胺或三元胺含氨基更多，还原性更强，更加容易发生脱硝反应，与尿素、羟丙基甲基纤维素共同溶解于有机醇和水的效果更佳，更加有利于发挥各成分的协同脱硝作用，提高产品的脱硝效率。
作为本发明的另一种优选实施方式，所述有机胺为一种或多种选自丙胺、丁胺、戊胺或己胺的胺类。
采用上述优选方案的有益效果是：中级胺与尿素、羟丙基甲基纤维素共同溶解于有机醇和水的效果更佳，更加有利于发挥各成分的协同脱硝作用，提高产品的脱硝效率。
作为本发明的另一种优选实施方式，所述有机胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的2至4倍。
采用上述优选方案的有益效果是：更加有利于发挥各成分的协同脱硝作用，提高产品的脱硝效率。
一种如上所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂的制备方法，它包括以下步骤：先将有机醇、有机胺和水混合搅拌均匀，然后分批次加入尿素，并搅拌均匀，保证有机胺中的氮含量大于尿素中的氮含量，最后加入羟丙基甲基纤维素，并搅拌均匀，即得到所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明操作简单，经济环保，投入成本低，适合大范围推广，制备得到的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂无毒、无害、无味、不燃、不爆、不腐蚀，便于贮运，使用安全、成本低，使用过程中无需使用催化剂，反应温度为500~900℃，不会导致二氧化硫氧化，不易造成锅炉堵塞或腐蚀，产品中溶剂水的含量大大降低，不会影响炉内燃料的燃烧，脱硝效率高达50%~90%，氨气逃逸小于3ppm。
作为本发明的一种优选实施方式，最后加入羟丙基甲基纤维素，并搅拌均匀后，密封静置4～8h。
采用上述优选方案的有益效果是：制备得到的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂性质更加稳定，更加有利于发挥各成分的协同脱硝作用，提高脱硝效率。
作为本发明的一种优选实施方式，在温度为40~80℃的条件下将有机醇、有机胺和水混合搅拌均匀。
采用上述优选方案的有益效果是：在温度为40~80℃的条件下，有机醇、有机胺与水混合后再溶解有尿素和羟丙基甲基纤维素的效果更佳，更加有利于发挥各成分的协同脱硝作用，提高产品的脱硝效率。
下面对本发明的较佳实施方式做进一步详细说明。
一种燃烧烟气环保低温复合脱硝剂，以重量份计，它包含以下组分：18～32份有机醇、25～35份有机胺、5～10份尿素、4～8份羟丙基甲基纤维素和16～30份水，且所述有机胺中的氮含量大于所述尿素中的氮含量，所述有机胺中的氮含量最好是所述尿素中的氮含量的2至4倍；
所述有机醇的分子含有3至7个碳原子，最好为一种或多种选自丙醇、丁醇、戊醇或己醇的醇类，且所述有机醇最好为二元醇或多元醇；所述有机胺的分子含有3至7个碳原子，最好为一种或多种选自丙胺、丁胺、戊胺或己胺的胺类；所述有机胺最好为一级胺，且最好为二元胺或三元胺。
一种如上所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂的制备方法，它包括以下步骤：先在温度为40~80℃的条件下将有机醇、有机胺和水混合搅拌均匀，然后分批次加入尿素，并搅拌均匀，保证有机胺中的氮含量大于尿素中的氮含量，最后加入羟丙基甲基纤维素，并搅拌均匀，再密封静置4～8h，即得到所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种燃烧烟气环保低温复合脱硝剂，以重量份计，它包含以下组分：27份有机醇、32份有机胺、8份尿素、7份羟丙基甲基纤维素和27份水，且所述有机胺中的氮含量大于所述尿素中的氮含量；
所述有机醇为丁醇、戊醇和己醇混合后的醇类，且均为多元醇；所述有机胺为丁胺、戊胺和己胺混合后的胺类，且均为一级胺、三元胺。
一种如上所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂的制备方法，它包括以下步骤：先在温度为65℃的条件下将有机醇、有机胺和水混合搅拌均匀，然后分批次加入尿素，并搅拌均匀，保证有机胺中的氮含量大于尿素中的氮含量，最后加入羟丙基甲基纤维素，并搅拌均匀，再密封静置7h，即得到所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂。
实施例2
一种燃烧烟气环保低温复合脱硝剂，以重量份计，它包含以下组分：20份有机醇、28份有机胺、6份尿素、5份羟丙基甲基纤维素和20份水，且所述有机胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的3.5倍；
所述有机醇为丙醇，且为二元醇；所述有机胺为丙胺，且为二元胺、一级胺。
一种如上所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂的制备方法，它包括以下步骤：先在温度为50℃的条件下将有机醇、有机胺和水混合搅拌均匀，然后分批次加入尿素，并搅拌均匀，保证所述有机胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的3.5倍，最后加入羟丙基甲基纤维素，并搅拌均匀，再密封静置5h，即得到所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂。
实施例3
一种燃烧烟气环保低温复合脱硝剂，以重量份计，它包含以下组分：32份有机醇、30份有机胺、5份尿素、4份羟丙基甲基纤维素和16份水，且所述有机胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的2.5倍；
所述有机醇为丁醇和戊醇混合后的醇类，且丁醇和戊醇均为多元醇；所述有机胺为丁胺和戊胺混合后的胺类，丁胺和戊胺均为三元胺，且均为一级胺。
一种如上所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂的制备方法，它包括以下步骤：先在温度为40℃的条件下将有机醇、有机胺和水混合搅拌均匀，然后分批次加入尿素，并搅拌均匀，保证所述有机胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的2.5倍，最后加入羟丙基甲基纤维素，并搅拌均匀，再密封静置4h，即得到所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂。
实施例4
一种燃烧烟气环保低温复合脱硝剂，以重量份计，它包含以下组分：18份有机醇、25份有机胺、7.5份尿素、8份羟丙基甲基纤维素和30份水，且所述有机胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的2倍；
所述有机醇为丙醇和己醇混合后的醇类，且丙醇为二元醇，己醇为多元醇；所述有机胺为丙胺和己胺混合后的胺类，且丙胺为二元胺，己胺为三元胺；丙胺和己胺均为一级胺。
一种如上所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂的制备方法，它包括以下步骤：先在温度为80℃的条件下将有机醇、有机胺和水混合搅拌均匀，然后分批次加入尿素，并搅拌均匀，保证所述有机胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的2倍，最后加入羟丙基甲基纤维素，并搅拌均匀，再密封静置8h，即得到所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂。
实施例5
一种燃烧烟气环保低温复合脱硝剂，以重量份计，它包含以下组分：25份有机醇、35份有机胺、5份尿素、6份羟丙基甲基纤维素和23份水，且所述有机胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的4倍；
所述有机醇为丙醇和丁醇混合后的醇类，且丙醇为二元醇，丁醇为多元醇；所述有机胺为丙胺和丁胺混合后的胺类，且丙胺为二元胺，丁胺为三元胺；丙胺和丁胺均为一级胺。
一种如上所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂的制备方法，它包括以下步骤：先在温度为60℃的条件下将有机醇、有机胺和水混合搅拌均匀，然后分批次加入尿素，并搅拌均匀，保证所述有机胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的4倍，最后加入羟丙基甲基纤维素，并搅拌均匀，再密封静置6h，即得到所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂。
采用实施例1至实施例5中的制备方法得到的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂无毒、无害、无味、不燃、不爆、不腐蚀，便于贮运，使用安全、成本低，使用过程中无需使用催化剂，反应温度为500~900℃，不会导致二氧化硫氧化，不易造成锅炉堵塞或腐蚀，产品中溶剂水的含量大大降低，不会影响炉内燃料的燃烧，脱硝效率高达50%~90%，氨气逃逸小于3ppm。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃烧烟气环保低温复合脱硝剂，其特征在于，以重量份计，它包含以下组分：18～32份有机醇、25～35份有机胺、5～10份尿素、4～8份羟丙基甲基纤维素和16～30份水，且所述有机胺中的氮含量大于所述尿素中的氮含量，所述有机醇的分子含有3至7个碳原子，所述有机胺的分子含有3至7个碳原子。
2.根据权利要求1所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂，其特征在于，所述有机醇为二元醇或多元醇。
3.根据权利要求2所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂，其特征在于，所述有机醇为一种或多种选自丙醇、丁醇、戊醇或己醇的醇类。
4.根据权利要求1所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂，其特征在于,所述有机胺为一级胺。
5.根据权利要求1所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂，其特征在于,所述有机胺为二元胺或三元胺。
6.根据权利要求4或5所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂，其特征在于,所述有机胺为一种或多种选自丙胺、丁胺、戊胺或己胺的胺类。
7.根据权利要求1所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂，其特征在于,所述有机胺中的氮含量是所述尿素中的氮含量的2至4倍。
8.一种如权利要求1至7中任一项所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：先将有机醇、有机胺和水混合搅拌均匀，然后分批次加入尿素，并搅拌均匀，保证有机胺中的氮含量大于尿素中的氮含量，最后加入羟丙基甲基纤维素，并搅拌均匀，即得到所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂。
9.根据权利要求8所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂的制备方法，其特征在于，最后加入羟丙基甲基纤维素，并搅拌均匀后，密封静置4～8h。
10.根据权利要求8所述的燃烧烟气环保低温复合脱硝剂的制备方法，其特征在于，在温度为40~80℃的条件下将有机醇、有机胺和水混合搅拌均匀。
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