专利名称：一种脱除炭黑尾气中有害气体及重金属的方法
技术领域：
本发明涉及一种脱除炭黑尾气中有害气体so2、no、no2及重金属的方法。
背景技术：
煤焦油重油、煤浙青是炭黑、碳纤维等有机化工产品生产的主要原料。合理利用富含C0、H2、Cn H2n+2热值的炭黑尾气于联合发电是节能的措施之一，而有效处理，减少同时含SO2, NO、NO2及重金属的炭黑尾气排放，对环境保护，预防雾霾的形成有积极作用。专利号为200710045443.2的中国发明专利，利用腐植酸盐同时脱硫脱硝生产复合肥料，从综合利用角度做到了最大程度的减排；专利号为200910053740.0的中国发明专利，利用烟气脱硫除尘一体化耦合装置在脱硫的同时考虑了减少粉体微粒的污染问题，但相对减排的功能尚少；申请号为200610028333.0的中国专利，强化湿法烟气脱硫系统除汞作用，在脱硫的同时脱除了烟气附带的汞金属离子。已有技术存在的主要问题是反应装置复杂，催化剂内循环利用效果较差，催化剂使用寿命短，成本高。
发明内容
本发明目的是克服上述已有技术的不足，提供的一种反应装置简单、催化剂内循环利用效果好、使用寿命长的脱除炭黑尾气中有害气体及重金属的方法。本发明方法的具体步骤是:
Cl)将枯枝、落叶和啤酒生产过程伴生的酵母废水按0.01-0.02:0.01-63.00:36.00-99.98的重量比混合均匀，在O 70°C下，放置5 120小时(h)进行生化反应；
酵母废水按照重量百分比计的组分及含量为:酚0.01-0.20%，硅藻土 0.01- 0.15%，酵母蛋白质0.01-0.25%，纤维素0.01-0.10%，磷酸二氢钾0.1-0.9%，水98.40-99.86% ;上述各组分重量之和为100% ；
(2)测定腐熟度，待混合物中释放的CO2量低于120-180mg/kg.h时，将混合物中的枯枝落叶取出，在0.5-3.3MPa压力下通过挤压造粒机挤压造粒，形成2_3_X3_5_的颗粒物；
(3)在80-200°C下，将该颗粒物于微波干燥机中干燥0.2-1.5小时(h)，脱去颗粒物中60-80% 水分；
(4)将颗粒物放入热管式GGH的填料腔中，在200-350°C氮气氛下，静置3_10h进行活化处理，便成为核壳催化剂；
(5)在酵母废水中按照重量比93.90-99.24:0.76-6.10加入磷酸二氢钾KH2PO4、磷酸氢二钾K2HPO4、磷酸三钾K3PO4或焦磷酸钾K4P2O7中的一种或多种，制成改质酵母水；该改质酵母水按照重量百分比计的组分及含量为:酚0.01-0.20%，硅藻土 0.01- 0.15%，酵母蛋白质 0.01-0.25%,纤维素 0.01-0.10%,磷酸二氢钾 0.10-0.90%,焦磷酸钾 0.05-2.50%、氨水(NH3.H2O) 0.50-1.50%，络合剂(-EDTA) 0.10-0.50，水 96.4-98.8% ;上述各组分重量之和为100% ；
(6)改质酵母水由上而下以0.2-0.6 m/s的流速进入热管式GGH的填料腔，与由下而上的lore 350°C的高温炭黑尾气交叉作用，可脱除掉大部分炭黑尾气中的有害气体二氧
化硫、一氧化氮、二氧化氮及重金属。挤压造粒机采用ZDYQ-系挤压造粒机。微波干燥机采用WMG微波干燥机。所述的热管式GGH为立式，内装有L-WD110880G、XTC传感器控制的填料腔。在热管式GGH的填料腔的上下两侧分别安装有TC-KB孔板流量计和RXDC型动差式智能流量计，分别用于控制改质酵母水和高温炭黑尾气的流速。可通过失重法或聚乙烯袋法来测定枯枝、落叶的腐熟度。在枯枝落叶挤压造粒过程中产生的废水可并入酵母废水中继续循环使用。枯枝、落叶、酵母废水、改质酵母水中含有纤维素、半纤维素、木质素、氮素、磷素、钾素及其架构的羟基-0H、羧基-C00H、次甲基-CH2、亚甲基-CH、环烷基等多种天然有机原料制成催化剂，能有效脱除炭黑尾气中有害气体S02、NO、NO2等，脱硫脱重金属磷、钾等，使得连续进入的炭黑尾气实现达标排放。本发明方法与已有技术以及经典的石灰-石膏烟气脱硫相比，具有反应装置简单，催化剂内循环利用效果好，使用寿命长，连续化应用程度高等优点。烟气中的重金属通常有微量铜、铁、砷、铝、汞、锰，铅等，利用本发明方法脱除效果较好。
具体实施例方式实施例1:啤酒生产过程伴生的酵母废水按照重量百分比计的组分及含量为:酚
0.015%,硅藻土 0.01%,酵母蛋白质0.20%,纤维素0.05%,磷酸二氢钾0.5%,水99.225%。将枯枝、落叶和酵母废水按0.015:30.00:69.985的重量比混合均匀，在30°C，放置72 h进行生化反应。采用失重法进行腐熟度测定，待混合物中释放的CO2量低于150mg/kg.h时，将混合物中的枯枝落叶取出，在2.5MPa压力下通过挤压造粒机挤压造粒,形成2_X3mm大小的颗粒物。在130°C下，将上述颗粒物置于微波干燥机中干燥0.25h，可脱去颗粒物中75%的水分。放入热管式GGH的填料腔中，在330°C在氮气氛下静置5 h进行活化处理，成为核壳催化剂。在酵母废水中按照重量比96.8:3.2加入磷酸二氢钾KH2PO4、磷酸氢二钾K2HPO4、磷酸三钾K3PO4或焦磷酸钾K4P2O7中的一种或多种，制成改质酵母水；该改质酵母水按重量百分比计的主要成分及含量为:酚0.09%，硅藻土 0.08%，酵母蛋白质0.19%，纤维素0.02%,磷酸二氢钾0.60%，焦磷酸钾0.05%、氨水(NH3.H2O) 1.10%、络合剂(-EDTA) 0.15%，其余97.72% 为水。改质酵母水由上而下以0.3 m/s的流速进入热管式GGH的填料腔，与由下而上的200°C的高温炭黑尾气交叉作用，脱除炭黑尾气中有害气体二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮及重金属。经瑞士 811 Online IC离子仪分析，SO2 -NO- NO2及重金属的脱除效率分别为85%、75%、86%、70%。
实施例2:啤酒生产过程伴生的酵母废水按照重量百分比计的组分及含量为:酚
0.017%，硅藻土 0.012%，酵母蛋白质0.15%，纤维素0.10%，磷酸二氢钾0.8%，水98.921%。
将枯枝、落叶和酵母废水按0.02:25.00:74.88的重量比混合均匀，在37°C下，放置65 h进行生化反应。采用失重法进行腐熟度测定，待混合物中释放的CO2量低于180mg/kg.h时，将混合物中的枯枝落叶取出，在3.0MPa压力下通过挤压造粒机挤压造粒,形成2_X5_的颗粒物。在150°C下，将上述颗粒物于微波干燥机中干燥0.20h,脱去颗粒物中80%的水分。放入热管式GGH的填料腔中，在350°C在氮气氛下静置6 h进行活化处理，成为核壳催化剂。在酵母废水中按照重量比96.8:3.2加入磷酸二氢钾KH2PO4、磷酸氢二钾K2HPO4、磷酸三钾K3PO4或焦磷酸钾K4P2O7中的一种或多种，制成改质酵母水；该改质酵母水按重量百分比计的主要成分及含量为:酚0.11%，硅藻土 0.05%，酵母蛋白质0.10%，纤维素0.03%,磷酸二氢钾0.30%，焦磷酸钾0.10%、氨水(NH3.H2O) 1.50%、络合剂(-EDTA) 0.12%，其余97.69% 为水。改质酵母水由上而下以0.5 m/s的流速进入热管式GGH的填料腔，与由下而上的180°C的高温炭黑尾气交叉作用，脱除炭黑尾气中有害气体二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮及重金属。经瑞士 811 Online IC离子仪分析，SO2 -NO- NO2及重金属的脱除效率分别为82%、78%、88%、72%。实施例3:啤酒生产过程伴生的酵母废水按照重量百分比计的组分及含量为:酚
0.01%，硅藻土 0.02%,酵母蛋白质0.25%，纤维素0.15%，磷酸二氢钾0.8%，水98.77%。将枯枝、落叶和酵母废水按0.01:39.00:60.99的重量比混合均匀，在25°C下，放置92 h进行生化反应。采用聚乙烯袋法进行腐熟度测定，待混合物中释放的CO2量低于120mg/kg.h时，将混合物中的枯枝落叶取出，在2.9MPa压力下通过挤压造粒机挤压造粒,形成3_X3_的颗粒物。在120°C下，将该颗粒物于微波干燥机中干燥0.35h，脱去颗粒物中70%的水分。放入热管式GGH的填料腔中，在350°C在氮气氛下静置3 h进行活化处理，成为核壳催化剂。在酵母废水中按照重量比97.1:2.9加入磷酸二氢钾KH2PO4、磷酸氢二钾K2HPO4、磷酸三钾K3PO4或焦磷酸钾K4P2O7中的一种或多种，制成改质酵母水；该改质酵母水按重量百分比计的组分及含量为:酚0.16%，硅藻土 0.03%，酵母蛋白质0.20%，纤维素0.12%，磷酸二氢钾 0.49%，焦磷酸钾 0.15%、氨水(NH3.H2O) 1.50%、络合剂(-EDTA) 0.20 %，其余 97.15%为水。改质酵母水由上而下以0.20 m/s的流速进入热管式GGH的填料腔，与由下而上的250°C的高温炭黑尾气交叉作用，脱除炭黑尾气中有害气体二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮及重金属。经瑞士 811 Online IC离子仪分析，SO2 -NO- NO2及重金属的脱除效率分别为88%、80%、85%、73%。
权利要求
1.一种脱除炭黑尾气中有害气体及重金属的方法，其特征是: (1)将枯枝、落叶和啤酒生产过程伴生的酵母废水按0.01-0.02:0.01-63.00:36.00-99.98的重量比混合均匀，在O 70°C下，放置5 120 h进行生化反应； 酵母废水按照重量百分比计的组分及含量为:酚0.01-0.20%，硅藻土 0.01- 0.15%，酵母蛋白质0.01-0.25%，纤维素0.01-0.10%，磷酸二氢钾0.1-0.9%，水98.40-99.86% ;上述各组分重量之和为100% ； (2)测定腐熟度，待混合物中释放的CO2量低于120-180mg/kg.h时，将混合物中的枯枝落叶取出，在0.5-3.3MPa压力下通过挤压造粒机挤压造粒，形成2_3_X3_5_大小的颗粒物； (3)在80-200°C下，将上述颗粒物置于微波干燥机中干燥0.2-1.5h,脱去颗粒物中60-80% 水分； (4)将颗粒物放入热管式GGH的填料腔中，在200-350°C氮气氛下，静置3_10h进行活化处理，便成为核壳催化剂； (5)按照重量比93.90-99.24:0.76-6.10在酵母废水中加入磷酸二氢钾KH2PO4、磷酸氢二钾K2HPO4、磷酸三钾K3PO4或焦磷酸钾MP2O7中的一种或多种，制成改质酵母水；该改质酵母水按照重量百分比计的组分及含量为:酚0.01-0.20%，硅藻土 0.01- 0.15%，酵母蛋白质0.01-0.25%，纤维素0.01-0.10%,磷酸二氢钾0.10-0.90%,焦磷酸钾0.05-2.50%、氨水(NH3.H20)0.50-1.50%，络合剂(-EDTA)0.10-0.50，水 96.4-98.8% ;上述各组分重量之和为100% ； (6)改质酵母水由上而下以0.2-0.6 m/s的流速进入热管式GGH的填料腔，与由下而上的101°C 350°C的高温炭黑尾气交叉作用，脱除掉炭黑尾气中有害气体二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮及重金属。
2.如权利要求1所述的脱除炭黑尾气中有害气体及重金属的方法，其特征是所述的热管式GGH为立式，内装有L-WD110880G、XTC传感器控制的填料腔。
3.如权利要求1所述的脱除炭黑尾气中有害气体及重金属的方法，其特征是在热管式GGH的填料腔的上下两侧分别安装有用于控制改质酵母水流速的TC-KB型孔板流量计和用于控制高温炭黑尾气流速的RXDC型动差式智能流量计。
4.如权利要求1所述的脱除炭黑尾气中有害气体及重金属的方法，其特征是采用失重法或聚乙烯袋法来测定枯枝、落叶的腐熟度。
5.如权利要求1所述的脱除炭黑尾气中有害气体及重金属的方法，其特征是在枯枝落叶挤压造粒过程中产生的废水并入酵母废水中循环使用。
全文摘要
一种脱除炭黑尾气中有害气体及重金属的方法，目的是催化剂内循环利用效果好，使用寿命长；本发明先将枯枝、落叶和酵母废水按比例混合并放置5～120h；待混合物中释放的CO2量低于120-180mg/kg.h时，将混合物中的枯枝落叶取出，通过挤压造粒机挤压造粒，形成2-3mmX3-5mm大小的颗粒物；将颗粒物置于微波干燥机中干燥脱去60-80%水分；放入热管式GGH填料腔中，在200-350℃氮气氛下，静置3-10h进行活化处理；在酵母废水中加入磷酸二氢钾KH2PO4、磷酸氢二钾K2HPO4、磷酸三钾K3PO4或焦磷酸钾K4P2O7中的一种或多种，制成改质酵母水；改质酵母水由上而下以0.2-0.6m/s的流速进入热管式GGH的填料腔，与由下而上的101℃～350℃的高温炭黑尾气交叉作用，脱除掉炭黑尾气中有害气体及重金属。
文档编号B01J31/26GK103203181SQ20131011380
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者刘东玉, 刘东良, 张巍, 周霞萍 申请人:山西永东化工股份有限公司