[發(fā)明專利]制備半焦負(fù)載多元納米金屬氧化物脫硫脫硝吸附劑的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710419309.8
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107138132A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余江龍;竇金孝;尹豐魁;李華;阿加西·塔瑪賽比;田露;張春霞
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧科技大學(xué)
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/32;B01D53/02
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所21224
• 代理人: 張群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以褐煤為原料制備半焦負(fù)載多元納米金屬氧化物脫硫脫硝吸附劑的方法，該吸附劑可應(yīng)用于煤氣中H₂S和COS，以及煙氣中SO_x和NO_x一體化脫除。

背景技術(shù)

我國是以煤炭為主導(dǎo)的一次能源資源國家，而我國電力生產(chǎn)以火力發(fā)電為主，燃煤電廠通過煙道氣排放大量的SO₂、NO_X、汞、顆粒及其他微量元素，是排放SO_X、NO_X等污染物的主要行業(yè)，煤耗高，效率低，污染重，導(dǎo)致空氣顆粒物濃度升高，霧霾天氣增加。20世紀(jì)60、70年代，美國、日本和歐洲發(fā)達(dá)國家是最早制定一系列政策法規(guī)控制SO₂的污染，并開始進(jìn)行脫硫技術(shù)的開發(fā)。脫硫技術(shù)必須被用在燃料燃燒過程的的各個階段，例如燃燒前脫硫，燃燒中脫硫和燃燒后脫硫。燃煤電廠的煙氣凈化技術(shù)有濕法凈化和干法凈化兩種方法。濕法凈化技術(shù)成熟，但設(shè)備龐大、成本高、效率低、負(fù)荷大，存在著傳質(zhì)阻力和等問題。有資料指出，全世界大約56％的煙氣脫硫采用石灰石脫硫工藝，8.3％采用濕石灰催化氧化過程，4％采用鎂洗滌催化過程，8.2％采用石灰噴霧干燥過程，1％采用燃油分層噴射技術(shù)。從以上數(shù)據(jù)可以看出，石灰石-石膏濕法是我國現(xiàn)階段燃煤機(jī)組所采用的主要脫硫工藝，但是目前脫硫石膏的利用率還很低，耗水量巨大，脫硫后產(chǎn)物大部分仍以堆積儲存為主，已成為繼火電廠粉煤灰后的第二大固體廢物。以NH₃為還原型選擇性催化還原NOx(SCR)是現(xiàn)階段燃煤機(jī)組所釆用的主要脫硝工藝，催化劑以V/Ti系為主，工作溫度為350℃～400℃。但該操作工藝存在兩個缺點(diǎn)，為了滿足溫度窗口的要求，反應(yīng)器布置在省煤器和空氣預(yù)熱器之間，除塵器之前，這導(dǎo)致一方面煙氣中含有大量的飛灰，會堵塞催化劑，飛灰中的SO₂、K₂O、CaO和As₂O₃等成分又會引起催化劑的中毒和腐蝕，降低使用壽命；另一方面對電廠其他設(shè)備的影響很大，部分機(jī)組由于空間有限無法釆用該工藝，另外由于NH₃易揮發(fā)，存在刺激性，容易發(fā)生泄漏，存在儲存的問題。因此，目前完全依賴上述SCR工藝顯然是不可行的。為克服上述缺點(diǎn)，燃煤電廠煙氣一體化干法煙氣凈化技術(shù)目前是國內(nèi)外電力行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，是關(guān)鍵的前沿技術(shù)之一。干法煙氣凈化技術(shù)是將脫硫過程與脫硝過程合并到同一套反應(yīng)裝置中利用載體負(fù)載金屬氧化物與煙氣中硫氧化物、氮氧化物發(fā)生反應(yīng)，集脫硫、脫氮、脫汞為一體，達(dá)到煙氣一體化凈化的效果，不僅提高效率，同時簡化凈化裝置，降低設(shè)備運(yùn)行成本和發(fā)電成本，而且大大減少了廢物的產(chǎn)生。因此在我國具有極大的市場應(yīng)用和推廣前景，大大減少燃煤電廠對大氣的污染，使大氣PM2.5達(dá)標(biāo)，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。其中，干法煙氣凈化技術(shù)中利用半焦負(fù)載納米金屬氧化物進(jìn)行煙氣凈化具有可行性，并且在300℃以上直接采用炭還原NO及SO₂的方法由于不需額外添加還原劑而引入注目。將活性組分負(fù)載于多孔載體表面改善活性組分的分布和粒度從而達(dá)到提高脫硫精度的目的，因此載體的選擇比較重要。一般在選擇載體時，要求其具有較大的比表面積和發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，以便于分散活性組分，使其能與反應(yīng)物充分接觸；同時還應(yīng)具有較好的熱力學(xué)穩(wěn)定性和較高的機(jī)械強(qiáng)度。利用活性炭和半焦等碳基原料作為載體來制備脫硫劑已經(jīng)有很多報道。但是由于活性炭原料本身成本較高，且制備的脫硫劑在含氧氣氛下使用時才顯示出較好的活性，但容易引起碳本身的燃燒，造成一定量的損耗。使活性炭基脫硫劑的應(yīng)用受到很大限制而常用于低溫或者常溫條件。作為氣化副產(chǎn)品的半焦因其孔隙發(fā)達(dá)、原料來源廣泛，近年來也作為脫硫劑的相關(guān)載體使用。如專利201210293989.0公布了一種采用褐煤進(jìn)行加壓浸漬，熱解活化，該脫硫劑具有較好的脫硫效果，但制備過程沒有進(jìn)行相應(yīng)的氣化，造成脫硫劑的孔隙結(jié)構(gòu)較差。專利CN102772986A采用包含石灰石、活性焦、催化劑和水的吸收劑漿液吸收并脫除煙氣中的NOx和SO₂，不僅存在消耗大量水，而且固液體廢棄物存在二次污染的問題。專利CN204093254U涉及一種中低溫?zé)煔饷摿虺龎m脫硝及脫硝催化劑熱解析一體化的新型裝置，但該裝置仍然使用氨水脫除煙氣中NOx.CN201239608公開了使用一種半干法同時脫硫脫硝一體化系統(tǒng)，但是該系統(tǒng)仍然沒有解決消耗水以及產(chǎn)生固體廢棄物的問題。