一种燃煤烟气的深度净化工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种燃煤烟气的深度净化工艺，其采用的吸附剂为溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂，其吸附量大，对三氧化硫的吸附率达90％以上，然后在不同的吸附压力下对不同种类的污染物进行吸附，吸附饱和的吸附剂可进行脱吸附重新利用，脱吸附后的气体用氨水进行吸收处理。本发明公开的燃煤烟气深度净化工艺可有效除去烟气中的污染物，工艺简单，吸附剂吸附量大，用量少，可重复使用，大大降低了成本。
【专利说明】
一种燃煤烟气的深度净化工艺
技术领域
:
[0001]本发明涉及大气污染治理领域，具体的涉及一种燃煤烟气的深度净化工艺。
【背景技术】
:
[0002]我国是世界第一大产煤国，煤炭占能源结构的比例高达75.9%。根据2013年中国统计年鉴，我国发电厂主要以火力发电为主，而煤炭消耗大部分为电力用煤;随着煤炭资源的大量消耗，我国对烟气中二氧化硫、氮氧化物、烟(粉)尘等主要大气污染物的排放量实行越来越严格的控制标准，并卓有成效。燃煤烟气排放量大，烟气成分复杂，含有硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、烟尘以及微量重金属元素等多种有毒污染物。因而如何经济有效地控制燃煤烟气多种污染物的排放是我国乃至世界能源和环保领域急需解决的关键性问题。
[0003]目前，世界上研究开发的烟气净化一体化技术按脱除机理可分为两大类，即联合脱除技术和同时脱除技术。其中，联合脱除技术主要是指联合SCR/SNCR多脱技术，其建立在SCR/SNCR技术脱除NOx的基础上，结合各种脱硫技术，与同时脱除技术相比，联合脱除技术需要多套装置，故存在占地面积大、工艺流程复杂，运行成本高等的不足。同时脱除技术又可以分为湿法烟气同时脱除技术和干法烟气同时脱除技术，湿法烟气脱硫技术脱除率较高，但废液回收处理工序复杂、二次污染、腐蚀及堵塞设备、占地面积大、运行成本高等问题的存在限制了其工业化应用，相比之下，干法烟气同时脱除技术具有无废液回收处理工序、无设备腐蚀及堵塞、二次污染小的优点，所以目前燃煤烟气中多种污染物脱除的研究以干法烟气同时脱除技术居多。但是再吸附处理时采用的吸附剂再生困难，且消耗量大。
【发明内容】
:
[0004]本发明的目的是提供一种燃煤烟气的深度净化工艺，该工艺可有效除去烟气中的多种污染物，工艺简单，吸附剂用量少，可重复利用。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]—种燃煤烟气的深度净化工艺，包括以下步骤:
[0007](I)溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂的制备
[0008]a)将氯化钙溶液和SDS水溶液快速混合搅拌均匀，调节其pH至7_11，得到乳状混合液；
[0009]b)继续搅拌乳状混合液，并加入碳酸钠水溶液，静置4_8h，形成白色沉淀，然后进行离心，洗涤沉淀2-3次，得到多孔碳酸钙；
[0010]c)用溴盐溶液对步骤b)制得的多孔碳酸钙进行浸渍，干燥后研磨得到白色粉末状的溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂；
[0011](2)将燃煤烟气进行除尘，并将除尘后的烟气温度降至70_80°C，并将烟气通入步骤(I)制得的溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂中，吸附温度为80-100°C，在吸附压力100-150Pa时，吸附氧化氮至饱和，然后在吸附压力200-500Pa时吸附二氧化硫饱和，最后在吸附压力5000-10000Pa时吸附二氧化碳至饱和，然后将经吸附后的烟气进行在线监测，当净化后烟气污染物排放浓度低于排放标准时，排放到大气中，吸附至饱和的吸附剂减压或升温，脱吸附，反复利用；
[0012](3)将脱吸附后的气体通入到氨水中进行吸收处理。
[0013]作为上述技术方案的优选，步骤a)中，所述氯化钙溶液的浓度为0.1-0.4mol/L，其与SDS水溶液的摩尔比为(4:1)-(1:1)。
[0014]作为上述技术方案的优选，步骤b)中，所述碳酸钠溶液与氯化钙溶液的摩尔比为(4:l)-(l:l)o
[0015]作为上述技术方案的优选，步骤b)中，所述离心的转速为2000-3000rpm，时间为2-5min0
[0016]作为上述技术方案的优选，步骤c)中，所述溴盐为溴化钱或溴化钠。
[0017]作为上述技术方案的优选，步骤c)中，所述溴盐溶液中溴盐的质量分数为1-5%。
[0018]作为上述技术方案的优选，步骤c)中，所述浸渍的时间为l-3h，所述浸渍的温度为40-50。。。
[0019]作为上述技术方案的优选，步骤c)中，所述干燥的温度为55_85°C，时间为10_12h。
[0020]作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述氨水用量与脱吸附的气体的质量比为
2-5:1，吸收温度为30-50 °C，吸收压力为8000-12000Pa。
[0021]本发明具有以下有益效果:
[0022]本发明以SDS为模板剂来制备多孔碳酸钙，并用溴盐来修饰，得到吸附剂吸附量大，对三氧化硫的吸附量达90%以上，且可进行脱吸附再重新利用；
[0023]本发明公开的燃煤烟气深度净化工艺可有效除去烟气中的污染物，工艺简单，成本低。
【具体实施方式】
:
[0024]为了更好的理解和发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
[0025]实施例1
[0026]—种燃煤烟气的深度净化工艺，包括以下步骤:
[0027](I)溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂的制备
[0028]a)将浓度为浓度为0.lmol/L氯化钙溶液和SDS水溶液快速混合搅拌均匀，调节其pH至7-11，得到乳状混合液，其中，氯化钙溶液与SDS水溶液的摩尔比为4:1;
[0029]b)继续搅拌乳状混合液，并加入碳酸钠水溶液，静置4h，形成白色沉淀，然后在2000rpm下进行离心2min，洗涤沉淀2-3次，得到多孔碳酸钙，其中碳酸钠水溶液与氯化钙溶液的摩尔比为4:1;
[0030]c)用质量分数为1%的溴化铵溶液对步骤b)制得的多孔碳酸钙进行浸渍，浸渍温度为40-50°C，浸渍时间为lh，浸渍结束后在55°C下干燥10h，研磨得到白色粉末状的溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂；
[0031](2)将燃煤烟气进行除尘，并将除尘后的烟气温度降至70-80°C，并将烟气通入步骤(I)制得的溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂中，吸附温度为80°C，在吸附压力10Pa时，吸附氧化氮至饱和，然后在吸附压力200Pa时吸附二氧化硫饱和，最后在吸附压力5000Pa时吸附二氧化碳至饱和，然后将经吸附后的烟气进行在线监测，当净化后烟气污染物排放浓度低于排放标准时，排放到大气中，吸附至饱和的吸附剂减压或升温，脱吸附，反复利用；
[0032](3)将脱吸附后的气体通入到氨水中进行吸收处理，其中氨水用量与脱吸附的气体的质量比为2:1，吸收温度为30°C，吸收压力为8000Pa。
[0033]实施例2
[0034]—种燃煤烟气的深度净化工艺，包括以下步骤:
[0035](I)溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂的制备
[0036]a)将浓度为浓度为0.4mol/L氯化钙溶液和SDS水溶液快速混合搅拌均匀，调节其pH至7-11，得到乳状混合液，其中，氯化钙溶液与SDS水溶液的摩尔比为1:1;
[0037]b)继续搅拌乳状混合液，并加入碳酸钠水溶液，静置8h，形成白色沉淀，然后在3000rpm下进行离心5min，洗涤沉淀2-3次，得到多孔碳酸钙，其中碳酸钠水溶液与氯化钙溶液的摩尔比为1:1;
[0038]c)用质量分数为5%的溴化铵或溴化钠溶液对步骤b)制得的多孔碳酸钙进行浸渍，浸渍温度为40-50°C，浸渍时间为3h，浸渍结束后在85°C下干燥12h，研磨得到白色粉末状的溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂；
[0039](2)将燃煤烟气进行除尘，并将除尘后的烟气温度降至70-80°C，并将烟气通入步骤(I)制得的溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂中，吸附温度为100°C，在吸附压力150Pa时，吸附氧化氮至饱和，然后在吸附压力500Pa时吸附二氧化硫饱和，最后在吸附压力1000Pa时吸附二氧化碳至饱和，然后将经吸附后的烟气进行在线监测，当净化后烟气污染物排放浓度低于排放标准时，排放到大气中，吸附至饱和的吸附剂减压或升温，脱吸附，反复利用；
[0040](3)将脱吸附后的气体通入到氨水中进行吸收处理，其中氨水用量与脱吸附的气体的质量比为5:1，吸收温度为50°C，吸收压力为12000Pa。
[0041 ] 实施例3
[0042]—种燃煤烟气的深度净化工艺，包括以下步骤:
[0043](I)溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂的制备
[0044]a)将浓度为浓度为0.2mol/L氯化钙溶液和SDS水溶液快速混合搅拌均匀，调节其pH至7-11，得到乳状混合液，其中，氯化钙溶液与SDS水溶液的摩尔比为3:1;
[0045]b)继续搅拌乳状混合液，并加入碳酸钠水溶液，静置5h，形成白色沉淀，然后在2200rpm下进行离心3min，洗涤沉淀2-3次，得到多孔碳酸钙，其中碳酸钠水溶液与氯化钙溶液的摩尔比为3:1;
[0046]c)用质量分数为2%的溴化铵溶液对步骤b)制得的多孔碳酸钙进行浸渍，浸渍温度为40-50°C，浸渍时间为1.5h，浸渍结束后在65°C下干燥10.5h，研磨得到白色粉末状的溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂；
[0047](2)将燃煤烟气进行除尘，并将除尘后的烟气温度降至70-80°C，并将烟气通入步骤(I)制得的溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂中，吸附温度为85°C，在吸附压力IlOPa时，吸附氧化氮至饱和，然后在吸附压力300Pa时吸附二氧化硫饱和，最后在吸附压力6000Pa时吸附二氧化碳至饱和，然后将经吸附后的烟气进行在线监测，当净化后烟气污染物排放浓度低于排放标准时，排放到大气中，吸附至饱和的吸附剂减压或升温，脱吸附，反复利用；
[0048](3)将脱吸附后的气体通入到氨水中进行吸收处理，其中氨水用量与脱吸附的气体的质量比为3:1，吸收温度为35°C，吸收压力为9000Pa。
[0049]实施例4
[0050]—种燃煤烟气的深度净化工艺，包括以下步骤:
[0051](I)溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂的制备
[0052]a)将浓度为浓度为0.25mol/L氯化钙溶液和SDS水溶液快速混合搅拌均匀，调节其pH至7-11，得到乳状混合液，其中，氯化钙溶液与SDS水溶液的摩尔比为2:1;
[0053]b)继续搅拌乳状混合液，并加入碳酸钠水溶液，静置6h，形成白色沉淀，然后在2400rpm下进行离心4min，洗涤沉淀2-3次，得到多孔碳酸钙，其中碳酸钠水溶液与氯化钙溶液的摩尔比为3:1;
[0054]c)用质量分数为3%的溴化铵或溴化钠溶液对步骤b)制得的多孔碳酸钙进行浸渍，浸渍温度为40-50°C，浸渍时间为2h，浸渍结束后在70°C下干燥llh，研磨得到白色粉末状的溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂；
[0055](2)将燃煤烟气进行除尘，并将除尘后的烟气温度降至70-80°C，并将烟气通入步骤(I)制得的溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂中，吸附温度为90°C，在吸附压力120Pa时，吸附氧化氮至饱和，然后在吸附压力350Pa时吸附二氧化硫饱和，最后在吸附压力7000Pa时吸附二氧化碳至饱和，然后将经吸附后的烟气进行在线监测，当净化后烟气污染物排放浓度低于排放标准时，排放到大气中，吸附至饱和的吸附剂减压或升温，脱吸附，反复利用；
[0056](3)将脱吸附后的气体通入到氨水中进行吸收处理，其中氨水用量与脱吸附的气体的质量比为3.5:1，吸收温度为40°(:，吸收压力为10000?&。
[0057]实施例5
[0058]—种燃煤烟气的深度净化工艺，包括以下步骤:
[0059](I)溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂的制备
[0060]a)将浓度为浓度为0.3mol/L氯化钙溶液和SDS水溶液快速混合搅拌均匀，调节其pH至7-11，得到乳状混合液，其中，氯化钙溶液与SDS水溶液的摩尔比为1:1;
[0061]b)继续搅拌乳状混合液，并加入碳酸钠水溶液，静置7h，形成白色沉淀，然后在2600rpm下进行离心4min，洗涤沉淀2-3次，得到多孔碳酸钙，其中碳酸钠水溶液与氯化钙溶液的摩尔比为4:1;
[0062]c)用质量分数为4%的溴化钠溶液对步骤b)制得的多孔碳酸钙进行浸渍，浸渍温度为40-50°C，浸渍时间为2.5h，浸渍结束后在70°C下干燥11.5h，研磨得到白色粉末状的溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂；
[0063](2)将燃煤烟气进行除尘，并将除尘后的烟气温度降至70-80°C，并将烟气通入步骤(I)制得的溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂中，吸附温度为95°C，在吸附压力130Pa时，吸附氧化氮至饱和，然后在吸附压力400Pa时吸附二氧化硫饱和，最后在吸附压力SOOOPa时吸附二氧化碳至饱和，然后将经吸附后的烟气进行在线监测，当净化后烟气污染物排放浓度低于排放标准时，排放到大气中，吸附至饱和的吸附剂减压或升温，脱吸附，反复利用；
[0064](3)将脱吸附后的气体通入到氨水中进行吸收处理，其中氨水用量与脱吸附的气体的质量比为4:1，吸收温度为45°C，吸收压力为llOOOPa。
[0065]实施例6
[0066]—种燃煤烟气的深度净化工艺，包括以下步骤:
[0067](I)溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂的制备
[0068]a)将浓度为浓度为0.35mol/L氯化钙溶液和SDS水溶液快速混合搅拌均匀，调节其pH至7-11，得到乳状混合液，其中，氯化钙溶液与SDS水溶液的摩尔比为2:1;
[0069]b)继续搅拌乳状混合液，并加入碳酸钠水溶液，静置7.5h，形成白色沉淀，然后在2800rpm下进行离心5min，洗涤沉淀2-3次，得到多孔碳酸钙，其中碳酸钠水溶液与氯化钙溶液的摩尔比为2:1;
[0070]c)用质量分数为4.5 %的溴化钠溶液对步骤b)制得的多孔碳酸钙进行浸渍，浸渍温度为40-50°C，浸渍时间为3h，浸渍结束后在80°C下干燥1h，研磨得到白色粉末状的溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂；
[0071](2)将燃煤烟气进行除尘，并将除尘后的烟气温度降至70-80°C，并将烟气通入步骤(I)制得的溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂中，吸附温度为100°C，在吸附压力140Pa时，吸附氧化氮至饱和，然后在吸附压力450Pa时吸附二氧化硫饱和，最后在吸附压力9000Pa时吸附二氧化碳至饱和，然后将经吸附后的烟气进行在线监测，当净化后烟气污染物排放浓度低于排放标准时，排放到大气中，吸附至饱和的吸附剂减压或升温，脱吸附，反复利用；
[0072](3)将脱吸附后的气体通入到氨水中进行吸收处理，其中氨水用量与脱吸附的气体的质量比为4.5:1，吸收温度为50°C，吸收压力为12000Pa。
【主权项】
1.一种燃煤烟气的深度净化工艺，其特征在于，包括以下步骤: (1)溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂的制备 a)将氯化钙溶液和SDS水溶液快速混合搅拌均匀，调节其pH至7-11，得到乳状混合液； b)继续搅拌乳状混合液，并加入碳酸钠水溶液，静置4-8h，形成白色沉淀，然后进行离心，洗涤沉淀2-3次，得到多孔碳酸钙； c)用溴盐溶液对步骤b)制得的多孔碳酸钙进行浸渍，干燥后研磨得到白色粉末状的溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂； (2)将燃煤烟气进行除尘，并将除尘后的烟气温度降至70-80°C，并将烟气通入步骤(I)制得的溴盐修饰的多孔碳酸钙吸附剂中，吸附温度为80-100°C，在吸附压力100-150Pa时，吸附氧化氮至饱和，然后在吸附压力200-500Pa时吸附二氧化硫饱和，最后在吸附压力5000-10000Pa时吸附二氧化碳至饱和，然后将经吸附后的烟气进行在线监测，当净化后烟气污染物排放浓度低于排放标准时，排放到大气中，吸附至饱和的吸附剂减压或升温，脱吸附，反复利用； (3)将脱吸附后的气体通入到氨水中进行吸收处理。2.如权利要求1所述的一种燃煤烟气的深度净化工艺，其特征在于，步骤a)中，所述氯化钙溶液的浓度为0.1-0.4mol/L，其与SDS水溶液的摩尔比为(4:1)-(1:1)。3.如权利要求1所述的一种燃煤烟气的深度净化工艺，其特征在于，步骤b)中，所述碳酸钠溶液与氯化钙溶液的摩尔比为(4:1)-(1:1)。4.如权利要求1所述的一种燃煤烟气的深度净化工艺，其特征在于，步骤b)中，所述离心的转速为2000-3000rpm，时间为2-5min。5.如权利要求1所述的一种燃煤烟气的深度净化工艺，其特征在于，步骤c)中，所述溴盐为溴化铵或溴化钠。6.如权利要求1所述的一种燃煤烟气的深度净化工艺，其特征在于，步骤c)中，所述溴盐溶液中溴盐的质量分数为1-5%。7.如权利要求1所述的一种燃煤烟气的深度净化工艺，其特征在于，步骤c)中，所述浸渍的时间为l_3h，所述浸渍的温度为40-50°C。8.如权利要求1所述的一种燃煤烟气的深度净化工艺，其特征在于，步骤c)中，所述干燥的温度为55-85°C，时间为10-12h。9.如权利要求1所述的一种燃煤烟气的深度净化工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述氨水用量与脱吸附的气体的质量比为2-5:1，吸收温度为30-50°C，吸收压力为8000-12000Pa。
【文档编号】B01J20/04GK105879569SQ201610421159
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】王文庆
【申请人】东莞市联洲知识产权运营管理有限公司