[發(fā)明專(zhuān)利]一種控制煤基氣體中多環(huán)芳烴排放的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310069957.7
• 申請(qǐng)日: 2013-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103146440A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李凡;李冠龍;張京;董潔;孔嬌;張純
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C10K1/34
• 分類(lèi)號(hào): C10K1/34
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專(zhuān)利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種控制煤基氣體中多環(huán)芳烴排放的方法，屬于大氣污染控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及將煤基氣中被環(huán)境重點(diǎn)監(jiān)控的16種多環(huán)芳烴通過(guò)裂解的方法將其含量降低的技術(shù)方案。

背景技術(shù)????????????????????????????????????????????????????

多環(huán)芳烴化合物（Polycyclic?Aromatic?Hydrocarbons?PAHs）是一類(lèi)在環(huán)境介質(zhì)中廣泛存在的有機(jī)污染物，它們?cè)诃h(huán)境中廣泛存在,對(duì)人類(lèi)的身體健康具有強(qiáng)烈的致畸、致癌特性。它們可以附著在顆粒物表面直接被人體吸入或通過(guò)食物鏈影響人體健康。在焦化煤氣、低溫?zé)峤饷簹狻⒚杭託湟夯⒂袡C(jī)化工、石油工業(yè)、煉鋼煉鐵等工業(yè)所排放的廢棄物中有相當(dāng)多的多環(huán)芳烴。其中焦化行業(yè)中，由于生產(chǎn)過(guò)程中不同程度的存在爐體結(jié)構(gòu)嚴(yán)密性不好，地面除塵凈化系統(tǒng)并不是非常完善，苯并芘等多環(huán)芳烴的排放最為嚴(yán)重。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，作為多環(huán)芳烴污染指標(biāo)的苯并芘在焦化煤氣工業(yè)中所排放的廢水中含量可高達(dá)25.4~46ug/L，大大高于0.03ug/L的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)世界衛(wèi)生組織研究報(bào)告，大氣中BaP含量2ng即為誘發(fā)癌變的極限含量，而我國(guó)一些煉焦區(qū)苯并芘含量高于極限值60到100倍。有數(shù)據(jù)表明一個(gè)60萬(wàn)噸焦化廠每年約排放BaP?30多公斤，根據(jù)2006年我國(guó)焦炭年生產(chǎn)量約為2.75億噸，并按照有關(guān)報(bào)道每公斤BaP對(duì)社會(huì)間接經(jīng)濟(jì)損失約120萬(wàn)元，不難看出來(lái)源于煉焦的苯并芘的排放量不僅對(duì)嚴(yán)重危害環(huán)境而且對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成損失。因此控制熱解煤氣中苯并芘等多環(huán)芳烴的排放量具有重大的意義。目前對(duì)多環(huán)芳烴的治理方法主要有生物修復(fù)法、UV光解法、高級(jí)氧化法、超聲分解法以及催化裂化法等。而生物修復(fù)法、UV光解法、高級(jí)氧化法、超聲分解法都不能從根源上控制多環(huán)芳烴的排放。因此在工業(yè)應(yīng)用中，催化裂解法是最有效的治理方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一種控制熱解煤氣中多環(huán)芳烴排放的方法，目的在于為有效控制我國(guó)煤氣工業(yè)中環(huán)境污染的問(wèn)題，從而提供一種高效的催化劑來(lái)裂解熱解煤氣中產(chǎn)生的苯并芘多環(huán)芳烴的技術(shù)方案。

本發(fā)明一種控制熱解煤氣中多環(huán)芳烴排放的方法，其特征在于是一種運(yùn)用熱裂解儀、氣相色譜以及質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，將煤基氣體中被環(huán)境重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的苯并芘16種多環(huán)芳烴在出口處引入氧化物催化劑進(jìn)行裂解將其含量降低后,進(jìn)入GC-MS系統(tǒng)進(jìn)行在線檢測(cè)，有效控制苯并芘多環(huán)芳烴的排放量的方法，其具體工藝步驟為：

Ⅰ、原煤樣品處理收集

煤樣為平朔煤，實(shí)驗(yàn)前先對(duì)煤樣進(jìn)行破碎、研磨和篩分，收集100-120目的樣品，篩得的原煤樣品供下一步使用；

Ⅱ、氧化物催化劑樣品處理收集

氧化物催化劑為氧化鎂、氧化鈣或氧化鐵，對(duì)氧化物進(jìn)行破碎、研磨和篩分，收集60-160目的樣品，篩得的氧化物催化劑供下一步使用；

Ⅲ、原煤樣品的預(yù)處理

在CDS裂解儀專(zhuān)用的石英裂解管中，先裝入石英棒3，再填入石英棉2做支撐，接著裝入1mg經(jīng)Ⅰ處理收集的原煤樣品1，最后裝入石英棉2固定樣品；

Ⅳ、氧化物催化劑樣品的預(yù)處理

在CDS裂解儀專(zhuān)用的石英裂解管中，先裝入石英棒3，再填入石英棉2做支撐，接著依次裝入0.4-0.8mg經(jīng)Ⅱ.處理收集的不同種類(lèi)的氧化物樣品4和1mg經(jīng)Ⅰ處理收集的原煤樣品1，并且之間用石英棉2隔開(kāi)，最后在煤樣上部裝入石英棉2來(lái)固定樣品；

Ⅴ、用熱裂解儀熱解原煤樣

將Ⅲ裝入原煤樣的裂解管放入熱裂解儀中進(jìn)行熱解，升溫速率為10℃/ms，加熱升溫到600-800℃，此時(shí)產(chǎn)生的熱解氣進(jìn)入到GC-MS中自動(dòng)進(jìn)行在線分析；

Ⅵ、用添加催化劑的熱裂解儀裂解熱解氣中多環(huán)芳烴

對(duì)經(jīng)Ⅳ預(yù)處理的原煤熱解氣出口處引入催化劑的裂解管進(jìn)行熱解，升溫速率為10℃/ms，加熱升溫到600-800℃，由此產(chǎn)生的熱解氣經(jīng)過(guò)催化劑的作用后進(jìn)入到GC-MS中自動(dòng)進(jìn)行在線分析；

Ⅶ、對(duì)熱解產(chǎn)生的苯并芘多環(huán)芳烴進(jìn)行定量分析

在GC-MS上利用外標(biāo)法對(duì)Ⅴ原煤熱解產(chǎn)生的苯并芘多環(huán)芳烴和Ⅵ經(jīng)過(guò)催化劑作用后的苯并芘多環(huán)芳烴進(jìn)行定量分析，得出原煤熱解產(chǎn)生的PAHs量和原煤熱解產(chǎn)物經(jīng)過(guò)催化劑后的PAHs量，進(jìn)而根據(jù)此量計(jì)算出多環(huán)芳烴的轉(zhuǎn)化率，其計(jì)算公式為：

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