一種硫和氮氧化物脫除劑的制備及脫除方法和裝置，屬于大氣污染控制和環境保護技術領域，其特征是把氯化鐵、氧化鈣和適量水混合反應得到的固體產物，經加熱脫水后得到的產物，即為所述的脫除劑，把所述的脫除劑導入氣?固反應筒后，氣流中的二氧化硫和氮氧化物在一定溫度下與所述的脫除劑發生氣固吸附反應而被去除，具有操作簡單、處理效率高、處理量大、運行費用低的特點，本發明專利技術還公布了相關的裝置。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種從氣流中同時去除二氧化硫和氮氧化物脫除劑的制備及脫除方法和裝置，屬于大氣污染控制和環境保護
技術介紹
人類活動產生的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx，主要為NO和NO2)有害氣體，由燃料燃燒產生的占90％以上。二氧化硫和氮氧化物對人和生物都有致毒作用，是引起大氣酸雨的主要原因。中國環境狀況公報統計數據表明我國部分城市的酸雨污染性質已開始由硫酸型向硝酸根離子不斷增加的復合型轉化(國家環保部：2010年中國環境狀況公報)。近年來，國家新制定了一些新的法律法規，對特別是火電等燃料燃燒過程排放的二氧化硫和氮氧化物等污染物作出了更加嚴格的控制規定和減排要求。一般地，火力發電廠等以化石燃料燃燒產生的煙氣中的二氧化硫濃度約為幾百到幾千mg/m3，石灰/石灰石等堿液吸收法是目前煙氣SO2廢氣治理的主要方法，但濕法吸收需要消耗大量水，設備投資大，系統復雜。干法一般是采用爐內噴鈣的方式，但爐內噴鈣效率不高，并對鍋爐效率有一定影響。燃料燃燒產生的煙氣中的氮氧化物濃度約為幾百到幾千ppm，其中95％以上是一氧化氮，目前選擇性催化轉化法(SCR)是目前治理煙氣NOx的主要手段之一，但催化劑對運行條件要求嚴格，需要氨作為還原劑，氣流中含有硫化物和粉塵等對催化劑的壽命影響很大，特別是對以煤為燃料的火電廠的運行費用高；濕法是采用各種液體對NOx進行吸收，是低溫排放源處理的主要方法，但對含一氧化氮較多氮氧化物，由于一氧化氮在溶液中的溶解度很小，吸收效率較低。因此，研究開發新型煙氣二氧化硫和氮氧化物的凈化技術，是該技術工業應用中急需解決的問題。本專利技術目的是提供一種二氧化硫和氮氧化物脫除劑的制備及脫除方法和裝置，用于從氣流中同時去除二氧化硫和氮氧化物。
技術實現思路
本專利技術所要解決的首要技術問題是提供一種二氧化硫和氮氧化物脫除劑的制備方法，用于從氣流中同時去除二氧化硫和氮氧化物，所述的脫除劑具有活性高，去除效率高的特點。本專利技術所要解決的另一個技術問題是提供上述一種二氧化硫和氮氧化物脫除劑的制備及脫除方法和裝置，具有操作簡單、處理效率高、處理量大和運行費用低的特點。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種二氧化硫和氮氧化物脫除劑，其特征在于所述的脫除劑的主要成分是由鐵(含III)、鈣(或鎂)(II)、氯和羥基(或水)組成的固體混合化合物或絡合物，其中各組分的質量百分比為鐵5-96％，鈣(或鎂)1-80％，氯1-60％，羥基(或水)0.5-50％。一種所述的脫除劑的制備方法，其特征是把氯化鐵和氧化鈣(或氧化鎂、或氫氧化鈣、或氫氧化鎂)物料按一定比例加入混合反應容器，并加入適量水(所述的氯化鐵為帶結晶水固體時，如六水氯化鐵，可不加水)，充分攪拌，使物料混合均勻，得到泥漿狀固體產物。上述反應過程放出熱量，使物料有一定的升溫。待反應完畢后，再把物料加熱脫水，加熱溫度常壓下一般為45℃以上，120℃以下，優選60-95℃，負壓下加熱溫度可低一些，使物料中的多余水分揮發得到除去，加熱溫度高，脫水時間就短，在負壓或抽真空條件下加熱，加熱時間可短些，脫水完畢后，所述的泥漿狀固體產物轉變為固體粉狀顆粒產物，即為一種本專利技術所述的脫除劑。加熱可采用電爐加熱、導熱介質加熱、電磁加熱和微波加熱等多種手段，效果相當。所述氯化鐵和氧化鈣(或氧化鎂、或氫氧化鈣、或氫氧化或氫氧化鉀)的物料的投加摩爾比一般為1∶0.1-1∶10，優選1∶0.3-1∶5，具體視氣流中二氧化硫和氮氧化物的濃度而定，其中一種物料過量時，對所制得的脫除劑的效果影響不大。本專利技術所述的脫除劑的制備過程中，所述適量水的加入主要作用使物料濕潤后物料之間能夠充分混合和反應，加入量一般為氯化鐵的1到10倍(摩爾比，下同)，優選2-5倍。本專利技術所述的脫除劑的制備方法中，也可以由其他氯化鐵鹽衍生產品如聚合氯化鐵代替氯化鐵，所得產物的效果同上述的制備方法。本專利技術所述的脫除劑的制備方法中，其中采用鈣的氧化物或氫氧化物的效果比采用鎂的氧化物或氫氧化物的效果好一些。也可采用其他堿金屬或堿土金屬氧化物或氫氧化物作為鈣的代替物，如氧化鋇和氫氧化鋇等，其他工藝同上，所得到的脫除劑的性能效果要比上述采用鈣和鎂的化合物的效果差一些。本專利技術所述的脫除劑的制備過程中，也可在物料加熱脫水工藝前加入一定量丙酮、丁酮、乙醇或丙醇等溶劑(如5～50％體積比)，攪拌混合，加熱后所述的溶劑揮發，能增加所述脫除劑的比表面積，提高脫除劑的利用效率。本專利技術所述的脫除劑的制備過程中，也可以把脫除劑負載在氧化鋁顆粒、蜂窩陶瓷等通用催化劑的載體上，效果相當，制備工藝也類同相關催化劑的制備，可參看相關化工手冊。本專利技術所述脫除劑的制備過程中，也可以添加一定量的粘合成型劑，添加量一般為總量的1-50％(質量比)，如硫酸鈣、碳酸鈣、二氧化硅及相關鹽類和粘土等，效果相當，把所述脫除劑預制成型后使用，可以制成如球、板或蜂窩陶瓷等形狀，其制備工藝類似于SCR脫硝催化劑的制備，具體可參看相關化工手冊。所述成型后的脫除劑的加熱脫水溫度同前述溫度范圍。也可以在物料中加入鐵粉作為配合劑，但鐵粉在脫除劑制備過程不參加反應。本專利技術所述的脫除劑的脫除方法是把上述制備過程得到的脫除劑導入氣-固反應筒，在氣-固反應筒內，氣流中的二氧化硫和氮氧化物與所述的脫除劑發生氣固吸附化學反應而被去除，從而達到氣體凈化目的。本專利技術所述的氣-固反應筒可采用化工單元操作常用的固定床、移動床、沸騰床、流化床和循環流化床等氣-固接觸反應器，可采用順流、逆流和錯流等多種形式，效果大體相當，具體可參看相關化工設備手冊。以循環流化床反應筒系統為例，所述的氣-固反應筒的側下部設置有連接所述氣流的氣體進口，中部設置有脫除劑顆粒加入口，所述脫除劑顆粒加入方式可采用機械進料或氣力進料等方式，效果相當，在筒體的下部氣體進口上方設置有氣流分布器，使筒內氣固充分混合接觸，筒體的上部設置有連接管，所述的氣流通過連接管與氣固分離器連通，經氣固分離器氣固分離后，氣流從氣固分離器的上部排出，脫除劑顆粒從氣固分離器下部排出，其中部分脫除劑可返回筒內參加反應(也可不返回)，具體可根據反應程度調節所述物料返回筒內參加反應的比例(范圍可為0-100％)。本專利技術所述的氣-固反應筒內的脫除劑的工作溫度范圍一般為25℃-100℃，優選溫度范圍為60℃-85℃。如進入氣-固反應筒的氣流溫度低于40℃，需預先把所述的脫除劑溫度預熱到60℃以上，95℃以下，使脫除劑得到活化后再加入氣-固反應筒。所述的二氧化硫和氮氧化物在所述反應筒內反應過程的氣固接觸時間一般為0.5s以上，接觸時間長，去除率高，優選為1s-30s。脫除劑(以三價鐵計算，下同)和氮氧化物的反應摩爾約1∶1，脫除劑(以二價鈣計算，下同)和二氧化硫的反應摩爾約1∶1，實際操作過程，脫除劑的投加量可根據脫除劑的比表面積、二氧化硫和氮氧化物的濃度、氣流溫度、氣固接觸時間和去除率要求等操作參數而確定。對于循環流化床氣-固反應筒，脫除劑的投加量與有害氣體的摩爾比一般為1以上，摩爾比越大，去除效果越好，但能耗增加，優先取為5-100。對于固定床、移動床和沸騰床等反應器，無特定要求，視需要投加。所述的脫除劑的粒徑及結構可根據不同反應器選用，流化床、移動床和沸騰床本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種硫和氮氧化物脫除劑，其特征在于所述的脫除劑的主要成分是由鐵(含III)、鈣(或鎂)(II)、氯和羥基(或水)組成的固體混合化合物或絡合物，其中各組分的質量百分比為鐵5?96％、鈣(或鎂)1?80％、氯1?60％和羥基(或水)0.5?50％。
【技術特征摘要】
1.一種硫和氮氧化物脫除劑，其特征在于所述的脫除劑的主要成分是由鐵(含III)、鈣(或鎂)(II)、氯和羥基(或水)組成的固體混合化合物或絡合物，其中各組分的質量百分比為鐵5-96％、鈣(或鎂)1-80％、氯1-60％和羥基(或水)0.5-50％。2.一種根據權利要求1所述的脫除劑，其特征在于所述的脫除劑的制備方法是把氯化鐵和氧化鈣(或氧化鎂、或氫氧化鈣、或氫氧化鎂)物料和適量水(所述的氯化鐵為帶結晶水固體時，包括六水氯化鐵，可不加水)混合后發生反應得到的固體產物，經加熱脫水后得到的產物。3.根據權利要求1或2所述的脫除劑的制備方法，其特征在于所述的氧化鈣(或氧化鎂、或氫氧化鈣、或氫氧化鎂)的投加量與氯化鐵物料的摩爾比為1∶0.1-1∶10；所述適量水的加入量為所述氯化鐵量的1到10倍(摩爾比)。4.一種根據權利要求1或2所述的脫除劑，其特征在于所述脫除劑的主要成分中的鈣(或鎂)(II)采用其他堿金屬或堿土金屬氧化物或氫氧化物，包括氧化鋇和氫氧化鋇，其他組分和含量不變。5.根據權利要求2所述的脫除劑的制備方法，其特征在于所述的脫除劑制備過程中...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃立維，黃華麗，
申請(專利權)人：黃華麗，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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