一種選擇性高分子催化脫硝劑及其應(yīng)用和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于煙氣脫硝領(lǐng)域，具體的說，本發(fā)明涉及一種選擇性高分子催化脫硝劑及其應(yīng)用和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]SNCR(選擇性非催化還原)方法要求反應(yīng)溫度在850 °C-1000 °C，并且有足夠的反應(yīng)時間，在導(dǎo)熱油爐上找不到合適反應(yīng)的溫度區(qū)間；SCR技術(shù)需要專門的反應(yīng)器，反應(yīng)溫度雖然與所選用的催化劑有關(guān)，但也大體在300°C-40(TC之間，對于鍋爐負(fù)荷變化率大且經(jīng)常低負(fù)荷運行的情況適應(yīng)性差，溫度也同樣不適宜，更不能多爐配置一套反應(yīng)器。對于山東樺超化工有限公司脫硫脫硝除塵系統(tǒng)來說，雖然SCR催化脫硝技術(shù)的氮氧化物去除率較高，工藝技術(shù)也比較成熟，但是SCR工藝不僅投資較高，而且空間有限，難以滿足SCR脫硝系統(tǒng)的占地空間要求，所以本項目脫硝處理不適合于SCR催化脫硝工藝。
[0003]因此現(xiàn)階段應(yīng)用在鍋爐上的脫硝技術(shù)并不能應(yīng)用在導(dǎo)熱油爐上要想高效率、連續(xù)性的實現(xiàn)氮氧化物脫除，只能采取PSCR(高分子選擇性催化)脫硝技術(shù)，PSCR脫硝技術(shù)使用計算流體力學(xué)(CFD)和化學(xué)動力學(xué)模型(CKM)進行工程設(shè)計，即將先進的虛擬現(xiàn)實技術(shù)與特定燃燒裝置的尺寸、燃料類型和特性、分解爐負(fù)荷范圍、燃燒方式、爐膛過?？諝狻⒊跏蓟蚧€NO濃度、爐膛煙氣溫度分布、爐膛煙氣流速分布等相結(jié)合進行工程設(shè)計。適用于水泥廠、電廠以及大部分窯爐，使其NO排放滿足要求。使用高分子粉末脫硝的關(guān)鍵是采用活性的高分子聚合物脫硝催化劑。但現(xiàn)有的常規(guī)高分子聚合物脫硝催化劑脫硝效率低，亟需提供一種更為高效的高分子聚合物脫硝催化劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個目的在于提供一種選擇性催化脫硝劑；
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供使用所述的選擇性催化脫硝劑對煙氣進行脫硝處理的方法；
[0006]本發(fā)明的又一目的在于提供所述的選擇性催化脫硝劑在煙氣脫硝處理中的應(yīng)用；
[0007]本發(fā)明的再一目的在于提供一種高分子選擇性催化脫硝設(shè)備。
[0008]為達上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種選擇性催化脫硝劑，其中，所述脫硝劑包含質(zhì)量比為1:1的三聚氰胺鈷/銅和過氧酸類高分子氧化劑。
[0009]本發(fā)明的選擇性催化脫硝劑中三聚氰胺鈷/銅提供了Co基催化活性位和胺基還原NOx的活性位;含過氧酸結(jié)構(gòu)的高分子氧化劑提供了將NO轉(zhuǎn)化為NO2的活性位，利于三聚氰胺鈷/銅選擇性催化還原NOx，將高分子聚合物脫硝劑與NOX選擇性反應(yīng)而達到脫硝的目的。
[0010]其中可以理解的是，本發(fā)明這里所述的三聚氰胺鈷/銅表示三聚氰胺鈷或三聚氰胺銅。
[0011]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述選擇性催化脫硝劑為固體粉末。
[0012]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述固體粉末粒度為20?150目。
[0013]所述含有過氧酸結(jié)構(gòu)的高分子氧化劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的含過氧酸結(jié)構(gòu)的高分子氧化劑，而根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述含有過氧酸結(jié)構(gòu)的高分子氧化劑為過氧酸鹽。
[0014]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述過氧酸鹽為堿金屬的過氧酸鹽。
[0015]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述含過氧酸結(jié)構(gòu)的高分子氧化劑為過氧酸鈉或過氧酸鉀。
[0016]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述含過氧酸結(jié)構(gòu)的高分子氧化劑為過氧乙酸鈉或過氧乙酸鉀。
[0017]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述三聚氰胺鈷/銅的制備包括:將多聚甲醛、丁醇、二甲苯和醋酸鈷/銅混合均勻進行反應(yīng)，脫水后加入苯酐，控制反應(yīng)溶液PH為5-6，攪拌下加入三聚氰胺，進行醚化反應(yīng)，常壓分水，待容忍度達到1:4-10后，終止反應(yīng)，得到所述三聚氰胺鈷/銅。
[0018]本發(fā)明的多聚甲醛、丁醇和二甲苯、醋酸鈷和醋酸銅均為現(xiàn)有常規(guī)市售產(chǎn)品。任何市售的符合相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的上述產(chǎn)品均可用于本發(fā)明。
[0019]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，多聚甲醛、丁醇、二甲苯、醋酸鈷/銅和三聚氰胺的質(zhì)量比為 21-23:50-55:8-9:13-21:14-16。
[0020]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，將多聚甲醛、丁醇、二甲苯和醋酸鈷/銅混合均勾后是在90-100 °C下進彳丁反應(yīng)。
[0021]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，將多聚甲醛、丁醇、二甲苯和醋酸鈷/銅混合均勻后是在95°C下進行反應(yīng)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，將多聚甲醛、丁醇、二甲苯和醋酸鈷/銅混合均勻后是在90-100°C下反應(yīng)0.5-2h。
[0023]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，將多聚甲醛、丁醇、二甲苯和醋酸鈷/銅混合均勻后是在90-100°C下反應(yīng)lh。
[0024]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，將多聚甲醛、丁醇、二甲苯和醋酸鈷/銅混合均勻進行反應(yīng)后，是升溫回流，在常壓下進行脫水。
[0025]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，脫水后先降溫至90-95°C，再加入苯酐。
[0026]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，醚化反應(yīng)是在回流下進行反應(yīng)。
[0027]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，攪拌下加入三聚氰胺后，先攪拌0.5_2h，再進行醚化反應(yīng)。
[0028]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，攪拌下加入三聚氰胺后，先攪拌Ih，再進行醚化反應(yīng)。
[0029]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述醚化反應(yīng)是在回流下進行。
[0030]另一方面，本發(fā)明還提供了所述的選擇性催化脫硝劑在煙氣脫硝處理中的應(yīng)用。
[0031]再一方面，本發(fā)明還提供了一種高分子選擇性催化脫硝設(shè)備，其中所述設(shè)備包括:脫硝劑儲存系統(tǒng)1、脫硝劑劑量分配系統(tǒng)2、脫硝劑輸送供應(yīng)系統(tǒng)3和脫硝劑爐前噴射系統(tǒng)4，其中的硝劑儲存系統(tǒng)1、脫硝劑劑量分配系統(tǒng)2、脫硝劑輸送供應(yīng)系統(tǒng)3和脫硝劑爐前噴射系統(tǒng)4順序連接，以將脫硝劑由脫硝劑儲存系統(tǒng)I通過脫硝劑劑量分配系統(tǒng)2進行定量，并經(jīng)由脫硝劑輸送供應(yīng)系統(tǒng)3輸送到脫硝劑爐前噴射系統(tǒng)4，以將脫硝劑噴射到鍋爐5內(nèi)。
[0032]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，上述的脫硝劑儲存系統(tǒng)、脫硝劑輸送供應(yīng)系統(tǒng)、脫硝劑劑量分配系統(tǒng)、和脫硝劑爐前噴射系統(tǒng)均為本領(lǐng)域常規(guī)設(shè)備，而無需為上述設(shè)備的結(jié)構(gòu)進行特別改進。
[0033]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述脫硝劑輸送供應(yīng)系統(tǒng)為旋轉(zhuǎn)供料器。
[0034]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述脫硝劑儲存系統(tǒng)為密封儲存?zhèn)}，所述儲存?zhèn)}底部為倒錐形，倉頂設(shè)施單軸攪拌器11。
[0035]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述脫硝劑爐前噴射系統(tǒng)4包括加速室41和羅茨風(fēng)機42，脫硝劑由脫硝劑劑量分配系統(tǒng)2經(jīng)過脫硝劑輸送供應(yīng)系統(tǒng)3定量輸送到加速室41，并由羅茨風(fēng)機42供應(yīng)的高速氣體噴射到鍋爐5內(nèi)。
[0036]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，上述的加速室和羅茨風(fēng)機為本領(lǐng)域常規(guī)設(shè)備，將現(xiàn)有常規(guī)的上述設(shè)備直接用于本發(fā)明即可。
[0037]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述的脫硝劑為本發(fā)明前面所述的選擇性催化脫硝劑。
[0038]又一方面，本發(fā)明還提供了使用本發(fā)明所述的選擇性催化脫硝劑對煙氣進行脫硝處理的方法，其中，所述方法包括將本發(fā)明前面所述的選擇性催化脫硝劑噴到鍋爐煙氣道中，在700 °C-900 °C下對煙氣進行脫硝處理。
[0039]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述脫硝處理的條件還包括:NOx濃度1000mg/m3以下，02的濃度為I?5%。
[0040]根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述方法是使用本發(fā)明前面所述的高分子選擇性催化脫硝設(shè)備將所述選擇性催化脫硝劑粉末噴到鍋爐煙氣道中。
[0041]結(jié)合本發(fā)明的脫硝設(shè)備，所述的選擇性催化脫硝劑對煙氣進行脫硝處理的方法具體包括:
[0042]將所述選擇性催化脫硝劑由脫硝劑儲存系統(tǒng)I通過脫硝劑劑量分配系統(tǒng)2進行定量控制，然后經(jīng)過脫硝劑輸送供應(yīng)系統(tǒng)3輸送到加速室41進行氣料混合，混合均勻后由羅茨風(fēng)機42供應(yīng)氣流將所述脫硝劑輸送到鍋爐5。
[0043]而根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，本發(fā)明所述方法更具體包括:
[0044]1、高分子脫硝催化劑及其儲存、供應(yīng)系統(tǒng)
[0045]高分子脫硝劑儲存系統(tǒng)為密封錐形料倉，為防止高分子材料掛壁、結(jié)塊，倉頂布置單軸攪拌器，保證料倉正常下料。料倉內(nèi)高分子材料由斗子提升機旋轉(zhuǎn)輸送，確保脫硝過程連續(xù)運行。
[0046]2、脫硝劑計量下料系統(tǒng)
[0047]料倉下配置給料機，給料機變頻控制，料倉內(nèi)的高分子