[發明專利]一種未燃盡炭制備脫硫劑和脫硝劑的方法及應用

在審

• 申請號: 202010969771.7
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112354336A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 馬傳崗;韓奎華;齊建薈;王小娜
• 申請（專利權）人: 山東萊頓能源技術有限公司
• 主分類號: B01D53/60
• 分類號: B01D53/60;B01D53/78
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

本發明公開了一種未燃盡炭制備脫硫劑和脫硝劑的方法及應用，對生物質鍋爐飛灰進行篩分獲得粒徑大于300微米的未燃盡炭，將粒徑大于300微米的未燃盡炭粉磨至75μm以下，將乙酸鈣、鈉鹽、鉀鹽、磷酸二氫銨、尿素的一種及任意組合與粉磨后的未燃盡炭進行混合獲得混合物，將混合物與水混合制備成漿液，將漿液進行超聲處理獲得脫硫脫硝漿液，即為脫硫劑和脫硝劑；其中，鈉鹽為碳酸鈉或醋酸鈉，鉀鹽為碳酸鉀或醋酸鉀。本發明制備的脫硫劑和脫硝劑能夠提升脫硫脫硝效果，擴大氨水和尿素選擇性非催化脫硝反應的窗口溫度；同時使鈣基脫硫劑的脫硫窗口溫度和氨水和尿素選擇性非催化脫硝反應的窗口溫度趨于一致。

技術領域

本發明涉及一種未燃盡炭制備脫硫劑和脫硝劑的方法及應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

由于對環境問題越發重視，因而對于電站鍋爐及供熱鍋爐燃燒煙氣的二氧化硫及氮氧化物的排放要求更為嚴苛。據發明人了解現有的爐內噴鈣、選擇性非催化脫硝(SNCR)往往效率偏低，難以實現達標排放；而尾部濕法脫硫和選擇性催化脫硝(SCR)工藝復雜、投資運行成本高。

經過發明人研究發現，鈣基脫硫反應、氨水和尿素脫硝反應存在適宜的溫度窗口。對于石灰石等固體顆粒鈣基脫硫反應，適宜的溫度窗口為850～900℃,在顆粒表面及孔隙生成的硫酸鈣容易導致表面覆蓋和孔隙堵塞，造成顆粒核心硫酸鹽化困難，鈣基脫硫劑利用率降低，溫度過高且容易燒結失活，溫度偏低導致反應效率降低。對于氨水和尿素選擇性非催化脫硝反應偏離最佳溫度范圍時，高于1000℃容易導致氨氧化為氮氧化物，低于800℃氨逃逸顯著增加。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明的目的是提供一種未燃盡炭制備脫硫劑和脫硝劑的方法及應用，能夠提升脫硫脫硝效果，擴大氨水和尿素選擇性非催化脫硝反應的窗口溫度；同時使鈣基脫硫劑的脫硫窗口溫度和氨水和尿素選擇性非催化脫硝反應的窗口溫度趨于一致。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一方面，一種未燃盡炭在制備脫硫劑和脫硝劑中的應用，所述未燃盡炭為對生物質鍋爐飛灰進行篩分獲得粒徑大于300微米的未燃盡炭。

另一方面，一種未燃盡炭制備脫硫劑和脫硝劑的方法，對生物質鍋爐飛灰進行篩分獲得粒徑大于300微米的未燃盡炭，將粒徑大于300微米的未燃盡炭粉磨至75μm以下，將乙酸鈣、鈉鹽、鉀鹽、磷酸二氫銨、尿素的一種及任意組合與粉磨后的未燃盡炭進行混合獲得混合物，將混合物與水混合制備成漿液，將漿液進行超聲處理獲得脫硫脫硝漿液，即為脫硫劑和脫硝劑；其中，鈉鹽為碳酸鈉或醋酸鈉，鉀鹽為碳酸鉀或醋酸鉀。

本發明選擇生物質鍋爐飛灰中的未燃盡炭作為制備脫硫劑和脫硝劑的原料，該未燃盡炭具有豐富的孔隙結構，富含各種堿金屬、堿土金屬、過渡金屬等氧化物成分，具有良好的催化炭與NOx反應的基礎。本發明利用該未燃盡炭的孔隙結構增加脫硫劑和脫硝劑的反應面積提高脫硫脫硝效果，而且能夠消除氨逃逸。同時，本發明利用該未燃盡炭中含有的氧化物成分能夠對鈣基脫硫劑及脫硫劑進行改性，從而進一步提高脫硫脫硝效果。其次，本發明采用超聲處理能夠將鈣、鉀、鈉等化合物進入未燃盡炭孔隙中，從而更進一步提高脫硫脫硝效果。本發明選擇粒徑大于300微米的未燃盡炭，是由于該粒徑下的未燃盡炭中的固定碳含量較多(50％以上)、灰分較少(30％以下)，而粒徑大于200微米的未燃盡炭固定碳含量較少(大約為35％)、灰分較多(大約為54％)，固定碳含量低且灰殼包裹，影響炭與NOx的反應效率，使得脫硝效率提升不明顯。粉磨至75μm以下后，能夠增加未燃盡炭與煙氣中氣相氮氧化物及硫氧化物的接觸面積，從而大大提高脫硫脫硝效率。