專利名稱：一種脫除炭黑尾氣中有害氣體及重金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫除炭黑尾氣中有害氣體so2、no、no2及重金屬的方法。
背景技術(shù)：
煤焦油重油、煤浙青是炭黑、碳纖維等有機化工產(chǎn)品生產(chǎn)的主要原料。合理利用富含C0、H2、Cn H2n+2熱值的炭黑尾氣于聯(lián)合發(fā)電是節(jié)能的措施之一，而有效處理，減少同時含SO2, NO、NO2及重金屬的炭黑尾氣排放，對環(huán)境保護，預(yù)防霧霾的形成有積極作用。專利號為200710045443.2的中國發(fā)明專利，利用腐植酸鹽同時脫硫脫硝生產(chǎn)復(fù)合肥料，從綜合利用角度做到了最大程度的減排；專利號為200910053740.0的中國發(fā)明專利，利用煙氣脫硫除塵一體化耦合裝置在脫硫的同時考慮了減少粉體微粒的污染問題，但相對減排的功能尚少；申請?zhí)枮?00610028333.0的中國專利，強化濕法煙氣脫硫系統(tǒng)除汞作用，在脫硫的同時脫除了煙氣附帶的汞金屬離子。已有技術(shù)存在的主要問題是反應(yīng)裝置復(fù)雜，催化劑內(nèi)循環(huán)利用效果較差，催化劑使用壽命短，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是克服上述已有技術(shù)的不足，提供的一種反應(yīng)裝置簡單、催化劑內(nèi)循環(huán)利用效果好、使用壽命長的脫除炭黑尾氣中有害氣體及重金屬的方法。本發(fā)明方法的具體步驟是:
Cl)將枯枝、落葉和啤酒生產(chǎn)過程伴生的酵母廢水按0.01-0.02:0.01-63.00:36.00-99.98的重量比混合均勻，在O 70°C下，放置5 120小時(h)進行生化反應(yīng)；
酵母廢水按照重量百分比計的組分及含量為:酚0.01-0.20%，硅藻土 0.01- 0.15%，酵母蛋白質(zhì)0.01-0.25%，纖維素0.01-0.10%，磷酸二氫鉀0.1-0.9%，水98.40-99.86% ;上述各組分重量之和為100% ；
(2)測定腐熟度，待混合物中釋放的CO2量低于120-180mg/kg.h時，將混合物中的枯枝落葉取出，在0.5-3.3MPa壓力下通過擠壓造粒機擠壓造粒，形成2_3_X3_5_的顆粒物；
(3)在80-200°C下，將該顆粒物于微波干燥機中干燥0.2-1.5小時(h)，脫去顆粒物中60-80% 水分；
(4)將顆粒物放入熱管式GGH的填料腔中，在200-350°C氮氣氛下，靜置3_10h進行活化處理，便成為核殼催化劑；
(5)在酵母廢水中按照重量比93.90-99.24:0.76-6.10加入磷酸二氫鉀KH2PO4、磷酸氫二鉀K2HPO4、磷酸三鉀K3PO4或焦磷酸鉀K4P2O7中的一種或多種，制成改質(zhì)酵母水；該改質(zhì)酵母水按照重量百分比計的組分及含量為:酚0.01-0.20%，硅藻土 0.01- 0.15%，酵母蛋白質(zhì) 0.01-0.25%,纖維素 0.01-0.10%,磷酸二氫鉀 0.10-0.90%,焦磷酸鉀 0.05-2.50%、氨水(NH3.H2O) 0.50-1.50%，絡(luò)合劑(-EDTA) 0.10-0.50，水 96.4-98.8% ;上述各組分重量之和為100% ；
(6)改質(zhì)酵母水由上而下以0.2-0.6 m/s的流速進入熱管式GGH的填料腔，與由下而上的lore 350°C的高溫炭黑尾氣交叉作用，可脫除掉大部分炭黑尾氣中的有害氣體二氧
化硫、一氧化氮、二氧化氮及重金屬。擠壓造粒機采用ZDYQ-系擠壓造粒機。微波干燥機采用WMG微波干燥機。所述的熱管式GGH為立式，內(nèi)裝有L-WD110880G、XTC傳感器控制的填料腔。在熱管式GGH的填料腔的上下兩側(cè)分別安裝有TC-KB孔板流量計和RXDC型動差式智能流量計，分別用于控制改質(zhì)酵母水和高溫炭黑尾氣的流速。可通過失重法或聚乙烯袋法來測定枯枝、落葉的腐熟度。在枯枝落葉擠壓造粒過程中產(chǎn)生的廢水可并入酵母廢水中繼續(xù)循環(huán)使用。枯枝、落葉、酵母廢水、改質(zhì)酵母水中含有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、氮素、磷素、鉀素及其架構(gòu)的羥基-0H、羧基-C00H、次甲基-CH2、亞甲基-CH、環(huán)烷基等多種天然有機原料制成催化劑，能有效脫除炭黑尾氣中有害氣體S02、NO、NO2等，脫硫脫重金屬磷、鉀等，使得連續(xù)進入的炭黑尾氣實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明方法與已有技術(shù)以及經(jīng)典的石灰-石膏煙氣脫硫相比，具有反應(yīng)裝置簡單，催化劑內(nèi)循環(huán)利用效果好，使用壽命長，連續(xù)化應(yīng)用程度高等優(yōu)點。煙氣中的重金屬通常有微量銅、鐵、砷、鋁、汞、錳，鉛等，利用本發(fā)明方法脫除效果較好。
具體實施例方式實施例1:啤酒生產(chǎn)過程伴生的酵母廢水按照重量百分比計的組分及含量為:酚
0.015%,硅藻土 0.01%,酵母蛋白質(zhì)0.20%,纖維素0.05%,磷酸二氫鉀0.5%,水99.225%。將枯枝、落葉和酵母廢水按0.015:30.00:69.985的重量比混合均勻，在30°C，放置72 h進行生化反應(yīng)。采用失重法進行腐熟度測定，待混合物中釋放的CO2量低于150mg/kg.h時，將混合物中的枯枝落葉取出，在2.5MPa壓力下通過擠壓造粒機擠壓造粒,形成2_X3mm大小的顆粒物。在130°C下，將上述顆粒物置于微波干燥機中干燥0.25h，可脫去顆粒物中75%的水分。放入熱管式GGH的填料腔中，在330°C在氮氣氛下靜置5 h進行活化處理，成為核殼催化劑。在酵母廢水中按照重量比96.8:3.2加入磷酸二氫鉀KH2PO4、磷酸氫二鉀K2HPO4、磷酸三鉀K3PO4或焦磷酸鉀K4P2O7中的一種或多種，制成改質(zhì)酵母水；該改質(zhì)酵母水按重量百分比計的主要成分及含量為:酚0.09%，硅藻土 0.08%，酵母蛋白質(zhì)0.19%，纖維素0.02%,磷酸二氫鉀0.60%，焦磷酸鉀0.05%、氨水(NH3.H2O) 1.10%、絡(luò)合劑(-EDTA) 0.15%，其余97.72% 為水。改質(zhì)酵母水由上而下以0.3 m/s的流速進入熱管式GGH的填料腔，與由下而上的200°C的高溫炭黑尾氣交叉作用，脫除炭黑尾氣中有害氣體二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮及重金屬。經(jīng)瑞士 811 Online IC離子儀分析，SO2 -NO- NO2及重金屬的脫除效率分別為85%、75%、86%、70%。
實施例2:啤酒生產(chǎn)過程伴生的酵母廢水按照重量百分比計的組分及含量為:酚
0.017%，硅藻土 0.012%，酵母蛋白質(zhì)0.15%，纖維素0.10%，磷酸二氫鉀0.8%，水98.921%。
將枯枝、落葉和酵母廢水按0.02:25.00:74.88的重量比混合均勻，在37°C下，放置65 h進行生化反應(yīng)。采用失重法進行腐熟度測定，待混合物中釋放的CO2量低于180mg/kg.h時，將混合物中的枯枝落葉取出，在3.0MPa壓力下通過擠壓造粒機擠壓造粒,形成2_X5_的顆粒物。在150°C下，將上述顆粒物于微波干燥機中干燥0.20h,脫去顆粒物中80%的水分。放入熱管式GGH的填料腔中，在350°C在氮氣氛下靜置6 h進行活化處理，成為核殼催化劑。在酵母廢水中按照重量比96.8:3.2加入磷酸二氫鉀KH2PO4、磷酸氫二鉀K2HPO4、磷酸三鉀K3PO4或焦磷酸鉀K4P2O7中的一種或多種，制成改質(zhì)酵母水；該改質(zhì)酵母水按重量百分比計的主要成分及含量為:酚0.11%，硅藻土 0.05%，酵母蛋白質(zhì)0.10%，纖維素0.03%,磷酸二氫鉀0.30%，焦磷酸鉀0.10%、氨水(NH3.H2O) 1.50%、絡(luò)合劑(-EDTA) 0.12%，其余97.69% 為水。改質(zhì)酵母水由上而下以0.5 m/s的流速進入熱管式GGH的填料腔，與由下而上的180°C的高溫炭黑尾氣交叉作用，脫除炭黑尾氣中有害氣體二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮及重金屬。經(jīng)瑞士 811 Online IC離子儀分析，SO2 -NO- NO2及重金屬的脫除效率分別為82%、78%、88%、72%。實施例3:啤酒生產(chǎn)過程伴生的酵母廢水按照重量百分比計的組分及含量為:酚
0.01%，硅藻土 0.02%,酵母蛋白質(zhì)0.25%，纖維素0.15%，磷酸二氫鉀0.8%，水98.77%。將枯枝、落葉和酵母廢水按0.01:39.00:60.99的重量比混合均勻，在25°C下，放置92 h進行生化反應(yīng)。采用聚乙烯袋法進行腐熟度測定，待混合物中釋放的CO2量低于120mg/kg.h時，將混合物中的枯枝落葉取出，在2.9MPa壓力下通過擠壓造粒機擠壓造粒,形成3_X3_的顆粒物。在120°C下，將該顆粒物于微波干燥機中干燥0.35h，脫去顆粒物中70%的水分。放入熱管式GGH的填料腔中，在350°C在氮氣氛下靜置3 h進行活化處理，成為核殼催化劑。在酵母廢水中按照重量比97.1:2.9加入磷酸二氫鉀KH2PO4、磷酸氫二鉀K2HPO4、磷酸三鉀K3PO4或焦磷酸鉀K4P2O7中的一種或多種，制成改質(zhì)酵母水；該改質(zhì)酵母水按重量百分比計的組分及含量為:酚0.16%，硅藻土 0.03%，酵母蛋白質(zhì)0.20%，纖維素0.12%，磷酸二氫鉀 0.49%，焦磷酸鉀 0.15%、氨水(NH3.H2O) 1.50%、絡(luò)合劑(-EDTA) 0.20 %，其余 97.15%為水。改質(zhì)酵母水由上而下以0.20 m/s的流速進入熱管式GGH的填料腔，與由下而上的250°C的高溫炭黑尾氣交叉作用，脫除炭黑尾氣中有害氣體二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮及重金屬。經(jīng)瑞士 811 Online IC離子儀分析，SO2 -NO- NO2及重金屬的脫除效率分別為88%、80%、85%、73%。
權(quán)利要求
1.一種脫除炭黑尾氣中有害氣體及重金屬的方法，其特征是: (1)將枯枝、落葉和啤酒生產(chǎn)過程伴生的酵母廢水按0.01-0.02:0.01-63.00:36.00-99.98的重量比混合均勻，在O 70°C下，放置5 120 h進行生化反應(yīng)； 酵母廢水按照重量百分比計的組分及含量為:酚0.01-0.20%，硅藻土 0.01- 0.15%，酵母蛋白質(zhì)0.01-0.25%，纖維素0.01-0.10%，磷酸二氫鉀0.1-0.9%，水98.40-99.86% ;上述各組分重量之和為100% ； (2)測定腐熟度，待混合物中釋放的CO2量低于120-180mg/kg.h時，將混合物中的枯枝落葉取出，在0.5-3.3MPa壓力下通過擠壓造粒機擠壓造粒，形成2_3_X3_5_大小的顆粒物； (3)在80-200°C下，將上述顆粒物置于微波干燥機中干燥0.2-1.5h,脫去顆粒物中60-80% 水分； (4)將顆粒物放入熱管式GGH的填料腔中，在200-350°C氮氣氛下，靜置3_10h進行活化處理，便成為核殼催化劑； (5)按照重量比93.90-99.24:0.76-6.10在酵母廢水中加入磷酸二氫鉀KH2PO4、磷酸氫二鉀K2HPO4、磷酸三鉀K3PO4或焦磷酸鉀MP2O7中的一種或多種，制成改質(zhì)酵母水；該改質(zhì)酵母水按照重量百分比計的組分及含量為:酚0.01-0.20%，硅藻土 0.01- 0.15%，酵母蛋白質(zhì)0.01-0.25%，纖維素0.01-0.10%,磷酸二氫鉀0.10-0.90%,焦磷酸鉀0.05-2.50%、氨水(NH3.H20)0.50-1.50%，絡(luò)合劑(-EDTA)0.10-0.50，水 96.4-98.8% ;上述各組分重量之和為100% ； (6)改質(zhì)酵母水由上而下以0.2-0.6 m/s的流速進入熱管式GGH的填料腔，與由下而上的101°C 350°C的高溫炭黑尾氣交叉作用，脫除掉炭黑尾氣中有害氣體二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮及重金屬。
2.如權(quán)利要求1所述的脫除炭黑尾氣中有害氣體及重金屬的方法，其特征是所述的熱管式GGH為立式，內(nèi)裝有L-WD110880G、XTC傳感器控制的填料腔。
3.如權(quán)利要求1所述的脫除炭黑尾氣中有害氣體及重金屬的方法，其特征是在熱管式GGH的填料腔的上下兩側(cè)分別安裝有用于控制改質(zhì)酵母水流速的TC-KB型孔板流量計和用于控制高溫炭黑尾氣流速的RXDC型動差式智能流量計。
4.如權(quán)利要求1所述的脫除炭黑尾氣中有害氣體及重金屬的方法，其特征是采用失重法或聚乙烯袋法來測定枯枝、落葉的腐熟度。
5.如權(quán)利要求1所述的脫除炭黑尾氣中有害氣體及重金屬的方法，其特征是在枯枝落葉擠壓造粒過程中產(chǎn)生的廢水并入酵母廢水中循環(huán)使用。
全文摘要
一種脫除炭黑尾氣中有害氣體及重金屬的方法，目的是催化劑內(nèi)循環(huán)利用效果好，使用壽命長；本發(fā)明先將枯枝、落葉和酵母廢水按比例混合并放置5～120h；待混合物中釋放的CO2量低于120-180mg/kg.h時，將混合物中的枯枝落葉取出，通過擠壓造粒機擠壓造粒，形成2-3mmX3-5mm大小的顆粒物；將顆粒物置于微波干燥機中干燥脫去60-80%水分；放入熱管式GGH填料腔中，在200-350℃氮氣氛下，靜置3-10h進行活化處理；在酵母廢水中加入磷酸二氫鉀KH2PO4、磷酸氫二鉀K2HPO4、磷酸三鉀K3PO4或焦磷酸鉀K4P2O7中的一種或多種，制成改質(zhì)酵母水；改質(zhì)酵母水由上而下以0.2-0.6m/s的流速進入熱管式GGH的填料腔，與由下而上的101℃～350℃的高溫炭黑尾氣交叉作用，脫除掉炭黑尾氣中有害氣體及重金屬。
文檔編號B01J31/26GK103203181SQ20131011380
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者劉東玉, 劉東良, 張巍, 周霞萍 申請人:山西永東化工股份有限公司