一種從氣體中去除氮氧化物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種從氣體中去除氮氧化物的方法，屬于大氣污染控制和相關(guān)環(huán)境保 護技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 人類活動產(chǎn)生的氮氧化物（N0X)主要包括N0和N02，其中由燃料燃燒產(chǎn)生的占 90%以上，其次是硝酸生產(chǎn)、化工制藥的硝化反應、金屬表面和半導體處理等工業(yè)過程。N0X對人有致毒作用，大量的氮氧化物排放還是引起大氣光化學霧和酸雨的主要原因之一。中 國環(huán)境狀況公報統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明我國城市酸雨中氮氧化物的貢獻在不斷增加，一些地方的酸 雨污染性質(zhì)已開始由硫酸型向硝酸根離子不斷增加的復合型轉(zhuǎn)化（國家環(huán)保部：2010年中 國環(huán)境狀況公報）。近年來，國家新制定了一些法律、法規(guī)，對氮氧化物特別是火電等燃燒過 程排放的氮氧化物作出了更加嚴格的控制和減排規(guī)定。
[0003] -般地，火力發(fā)電廠等以化石燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣中的氮氧化物濃度約為幾百到 幾千ppm，其中90%以上是一氧化氮。目前選擇性催化轉(zhuǎn)化法（SCR)是目前治理煙氣 主要手段之一，但催化劑對運行條件要求嚴格，反應溫度較高，需要氨作為還原劑，氣體中 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 很高；濕法是采用各種液體對^^^進行吸收，是化工工業(yè)等排放源處理的主要方法，主要有 氧化吸收法和還原吸收法兩種，其中氧化法是采用過氧化氫、次氯酸鈉和高錳酸鉀等作為 氧化吸收劑，進行吸收處理；還原法是采用亞硫酸鈉、硫化鈉和尿素等作為還原劑，進行吸 收處理。但濕法對含一氧化氮較多的氮氧化物，由于一氧化氮在溶液中的溶解度很小，吸收 效率較低，且藥劑較貴，運行使用費用高。因此，研究開發(fā)新的氮氧化物的凈化技術(shù)，是該技 術(shù)工業(yè)應用中急需解決的問題。
[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種方法，使氣體中氮氧化物在較低溫度下得到去除，從而 達到氣體凈化的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種從氣體中去除氮氧化物的方法，它具有操 作簡單，運行可靠，處理效率高。
[0006] 本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供使用上述方法的投資成本低，運行費用 低廉，處理量大的專用裝置。
[0007] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種從氣體中去除氮氧化物的方 法，其特征是把被處理氣體導入氣-固反應塔，同時向氣-固反應塔導入聚合氯化鋁固體顆 粒，在氣-固反應塔內(nèi)，聚合氯化鋁在一定溫度下被活化和發(fā)生分解并與氣體中的氮氧化 物發(fā)生氣固化學反應而被吸收，生成固體產(chǎn)物，從而達到氣體凈化目的，反應過程產(chǎn)生的少 量氯化氫氣體可由固體或液體吸收劑吸收而得到去除。
[0008] 本發(fā)明所述的氮氧化物包括一氧化氮和二氧化氮，主要含有一氧化氮。所述的技 術(shù)方案中，氮氧化物與聚合氯化鋁發(fā)生氣固化學反應的固體產(chǎn)物為相關(guān)的絡(luò)合物和鹽類。
[0009] 本發(fā)明所述的氣體主要為火力發(fā)電，冶煉等以化石燃料燃燒產(chǎn)生的含有氮氧化物 的煙氣，也可是其他工業(yè)過程產(chǎn)生的相關(guān)氣體。一般煙氣中氮氧化物的濃度在1% (體積含 量）以下，對于其他工業(yè)氣體中氮氧化物濃度高于1% (體積含量）時，也適用本發(fā)明所述 的方法。本發(fā)明所述的氣-固反應塔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(huán)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，具體可參 看化工反應相關(guān)設(shè)備手冊，效果大體相當。以循環(huán)流化床反應系統(tǒng)為例，所述的氣-固反應 塔的側(cè)下部設(shè)置有連接氣流的氣體進口，中部設(shè)置有聚合氯化鋁顆粒加入口，加入方式可 采用機械進料或氣力進料等方式），在塔體的下部氣體進口上方設(shè)置有氣體分布器，使塔內(nèi) 氣固充分混合反應，塔體的上部設(shè)置有連接管，所述的氣體通過連接管與氣固分離器相連， 經(jīng)氣固分離器氣固分離后，氣體從氣固分離器的上部排出，固體顆粒從氣固分離器下部排 出，其中部分顆?？芍匦路祷厮?nèi)參加反應，也可不返回，具體可根據(jù)反應程度調(diào)節(jié)物料重 新返回塔內(nèi)參加反應的比例（范圍可為0-100% )。
[0010] 本發(fā)明所述的氣-固反應塔內(nèi)常壓下的反應溫度范圍一般為20°C-18(TC，優(yōu)先溫 度范圍為50°C -120Γ，負壓下可低一點。在常壓下，反應過程是首先把聚合氯化鋁加熱到 70°C以上，優(yōu)先為80°C~180°C，使聚合氯化鋁得到活化和發(fā)生分解，然后與氮氧化物發(fā)生 氣固化學反應。聚合氯化鋁可以在氣-固反應塔內(nèi)被加熱，也可先把聚合氯化鋁物料加熱 后導入反應塔，在常壓下聚合氯化鋁加熱到180°C以上時將產(chǎn)生氣態(tài)氯化鋁。反應過程氣 固接觸時間一般為〇. ls-100s，優(yōu)先取為ls-lOs。聚合氯化鋁與氮氧化物氣固化學反應的 質(zhì)量比約為2 : 1到4 : 1，實際操作過程，聚合氯化鋁的投加量可根據(jù)反應塔形式、氣體 溫度、反應持續(xù)時間和轉(zhuǎn)化率等要求而確定。對于循環(huán)流化床氣-固反應塔，聚合氯化鋁與 氮氧化物的質(zhì)量比一般為〇. 5-100,質(zhì)量比越大反應效果越好，但運行費用上升，優(yōu)先取為 5-30,對于固定床、移動床、沸騰床和流化床，無特定要求，視需要投加。所述的聚合氯化鋁 固體顆粒，一般為粉末狀，可以采用工業(yè)化商品顆粒粉末，其粒徑一般為0. 粒徑 小些為好。也可采用把石英砂、陶瓷或沸石等顆粒填料與聚合氯化鋁粉末按一定比例混合 后導入氣-固反應塔，以提高反應塔內(nèi)氣固混合效果和氣體接觸面積、降低流動阻力，提高 反應效率和物料的利用率，一般比例最大為99% (體積比），具體可根據(jù)反應塔形式和操作 參數(shù)確定，一般采用流化床反應塔，填料的比例可低些，固定床反應塔的可高些。如在固定 床氣-固反應塔內(nèi)混合50% (體積比）的粒徑約為的石英砂后，可提高反應效率 20%以上。氣體中的氧氣含量變化對氮氧化物的去除影響不大。
[0011] 反應后得到的固體產(chǎn)物可以通過加熱等方式釋放出被吸收的氮氧化物，加熱溫度 常壓下一般為150°c以上，優(yōu)先為180°C -350°c，也可把固體產(chǎn)物溶解于清水等溶劑后放出 被吸收的氮氧化物氣體。可回收硝酸，進一步處理后也可回收氧化鋁副產(chǎn)品。固體產(chǎn)物也 可用來再生聚合