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    安溪重庆时时彩: 一种低温脱硝药剂及其制备方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201811650120

    申请日:

    20181231

    公开号:

    CN109607734A

    公开日:

    20190412

    当前法律状态:

    公开

    有效性:

    审中

    法律详情: 公开
    IPC分类号: C02F1/70;C02F1/72;B01D53/86;B01D53/90;B01D53/56;C0 主分类号: C02F1/70;C02F1/72;B01D53/86;B01D53/90;B01D53/56;C0
    申请人: 南京格洛特环境工程股份有限公司
    发明人: 马军军;韩正昌;孙浩;陶志慧;黄海峰;朱家明;张寿兵;韩峰;吴传宝
    地址: 210047 江苏省南京市江北新区宁六路606号C栋3楼
    优先权:
    专利代理机构: 32206 代理人: 周蔚然
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201811650120

    授权公告号:

    法律状态公告日:

    20190412

    法律状态类型:

    公开

    摘要

    本发明公开了一种低温脱硝药剂,由纳米铁、硫化物、焦亚硫酸钠和尿素组成;其质量比为10?25%:5%~10%:35%~74%:10%~20%;其制备方法是将纳米铁、硫化物、焦亚硫酸钠和尿素按照比例混合均匀,使用时将混合均匀的脱硝药剂按照一定比例投加,优选的投加量为脱硝药剂:硝酸盐氮的质量比=1:1~1.5;脱硝效率高、速度快、处理成本低、操作简单、适用广泛。

    权利要求书

    1.一种低温脱硝药剂,其特征在于:所述脱硝药剂由纳米铁、硫化物、焦亚硫酸钠和尿素组成; 所述纳米铁占脱硝药剂总质量的10%~25%; 所述硫化物纯度为94%以上,包括但不限于硫化钠、硫化亚铁这类可溶性硫化物,占脱硝药剂总质量的5%~10%; 所述焦亚硫酸钠纯度为98%以上,占脱硝药剂总质量的35%~74%; 所述尿素纯度为97%以上,占脱硝药剂总质量的10%~20%。 2.根据权利要求1所述的一种低温脱硝药剂,其特征在于:所述硫化物为可溶性硫化物,包括但不限于硫化钠、硫化亚铁。 3.根据权利要求1所述的一种低温脱硝药剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤: (1))将纳米铁、硫化物、焦亚硫酸钠和尿素按照比例混合均匀,优选的比例为纳米铁:硫化物:焦亚硫酸钠:尿素=20:10:55:15; (2)使用时将混合均匀的脱硝药剂按照一定比例投加,优选的投加量为脱硝药剂:硝酸盐氮的质量比 =1:1~1.5。 4.根据权利要求1所述的一种低温脱硝药剂用于水体脱硝的使用方法:其特征在于:包括以下步骤: 含硝酸盐氮废水进水硝酸根离子浓度低于100mg/L,pH值控制在2~3,按照脱硝药剂与废水投加比例0.01%~0.02%,加热至40~60℃,在隔绝空气的条件下搅拌30min,去除硝酸盐氮。 5.根据权利要求1所述的一种低温脱硝药剂处理烟气中氮氧化物的使用方法:其特征在于:包括以下步骤:将烟气通过多相催化氧化+碱喷淋,氮氧化物转化成水中硝酸盐氮,其进水硝酸根离子浓度低于1500mg/L,pH值控制在2~3,按照脱硝药剂与废水投加比例0.2%~0.3%,加热至40~60℃,在隔绝空气的条件下搅拌30min,去除硝酸盐氮。

    说明书


    一种低温脱硝药剂及其制备方法
    技术领域


    本发明属于废气废水处理领域,具体涉及以还原剂为主的脱硝药剂及其制备方
    法。


    背景技术


    硝酸盐作为生态系统中氮循环的一个自然组成成分,广泛存在于天然水体中。近
    年来随着工农业及经济的快速发展,水污染也越来越严重。硝酸盐氮已成为进入水体最常
    见的污染物之一,且污染具有日益恶化的趋势,过量硝酸盐摄入机体会导致多种疾病的发
    生如引起高铁血蛋白症及诱发癌症等,因此水体中硝酸盐氮污染的去除研究已经成为亟待
    解决的环境问题。


    水体硝酸盐氮的一个重要来源是化石燃料燃烧烟气中的氮氧化物,目前处理烟气
    普遍采用的脱硝方法是固体(SCR)氨选择性催化还原法和高温SNCR炉内喷氨法,设备投资
    高,氨逃逸造成二次污染。长周期运行不能达到环保要求的超洁净排放标准。依据现阶段
    SCR工艺要求烟气温度在320 ~ 410℃,烟气温度温度过高时催化剂会加速老化,而温度低
    于300℃时,则会产生副反应。对烟气温度的苛刻要求制约了SCR工艺在其他行业的应用,特
    别是污染大户钢铁烧结球团烟气脱硝及各种工业窑炉,由于烟气温度较低,一般只有120 ~
    200℃,如采用SCR工艺需将烟气加热至280℃以上,增加能耗、运行成本增加。目前各国都在
    研究低温脱硝催化剂,但是进展不大,尚无低温催化剂的工业化应用,而将烟气通过催化氧
    化+碱喷淋工艺,将烟气中的氮氧化物转化成硝酸盐氮,在常温下将水体硝酸盐氮去除可实
    现低温脱硝,为烟气氮氧化物的去除提供新的思路。


    水体中硝酸盐氮污染处理方法主要分三类 :物理化学法、生物法及化学还原法。
    物理方法主要有电渗析、反渗透、蒸馏法、离子交换法等,由于物理化学法去除水中的硝酸
    盐氮所需费用过高,而且只是发生了污染物的转移或浓缩。其中生物反硝化、离子交换及反
    渗透工艺已经投入实际应用。虽然离子交换及反渗透工艺等物化方法可以将硝酸盐从废水
    或地下水中分离出来,但分离出的硝酸盐还面临着解决最终出路的问题。采取人工方式促
    进硝酸盐氮以氮气形式释放入大气以恢复自然界氮素循环的平衡是解决硝酸盐污染的根
    本出路。生物反硝化和化学反硝化是将水中硝酸盐氮还原为氮气的两种主要方法。虽然生
    物反硝化法已在易生物降解的废水中得到实际应用,但仍存在工艺复杂、运行管理要求高、
    反硝化速度慢、所需反应器体积庞大等缺点,尤其是对含生物毒性高的废水处理效果较差。
    与生物反硝化相比, 化学反硝化法具有脱硝速度快,工艺简单, 对运行管理的要求低,适
    用于的废水水质范围广等优点?;Х聪趸ㄊ峭ü褂没乖?能)或还原方式, 将硝酸
    盐还原为低价态的含氮化合物,从而达到去除废水中硝酸盐氮的目的。在化学反硝化过程
    中,还原剂的选择对硝酸盐氮的去除率和还原产物的选择影响极大,为此,人们研发了采用
    氢气、活泼金属以及甲酸、甲醇等数种还原剂。其中, 以铁、铝、锌等金属单质为还原剂的活
    泼金属还原法由于还原剂价格低廉、反应速度快等原因而受到一些研究者的关注。但单独
    的金属单质反硝化的主要产物为氨氮,而且渣量很大,给工程应用带来很大的难题。


    因此,急需研究开发一种高效低耗的脱除水体硝酸盐的技术。


    发明内容


    为解决上述问题,本发明公开了一种纳米铁和焦亚硫酸为主要成分的脱硝药剂及
    其制备方法,适用于废水硝酸盐氮去除,其特点是脱硝效率高、速度快、处理成本低、操作简
    单、适用广泛。


    为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:


    一种固态水处理用脱硝药剂,由纳米铁、硫化物、焦亚硫酸钠和尿素组成。


    所述纳米铁比表面积大,活性高,还原性强,纳米铁占脱硝药剂总质量的10%~25%。


    所述焦亚硫酸钠纯度为98%以上,占脱硝药剂总质量的35%~74%。


    所述硫化物纯度为94%以上,包括但不限于硫化钠、硫化亚铁等可溶性硫化物,占
    脱硝药剂总质量的5%~10%。


    所述尿素纯度为97%以上,占脱硝药剂总质量的10%~20%。


    所述脱硝药剂采用直接投加的方式,优选的投加量是质量比脱硝药剂:硝酸盐氮:
    =1:1~1.5。


    一种水处理用脱硝药剂的制备方法如下:


    (1))将纳米铁、硫化物、焦亚硫酸钠和尿素按照一定比例混合均匀,优选的比例为纳米
    铁:硫化物:焦亚硫酸钠:尿素=20:10:55:15。


    (2)使用时将混合均匀的脱硝药剂按照一定比例投加,优选的投加量为脱硝药剂:
    硝酸盐氮 =1:1~1.5。


    其中步骤(2)硝酸盐氮的含量计算方法是:硝酸盐氮在水中,通过水质分析测出硝
    酸根的浓度,再根据投加比例确定投加量的理论值。


    脱硝药剂用于水体脱硝的使用方法:含硝酸盐氮废水进水硝酸根离子浓度低于
    100mg/L,pH值控制在2~3,按照脱硝药剂与废水投加比例0.01%~0.02%,加热至40~60℃,在
    隔绝空气的条件下搅拌30min,可去除硝酸盐氮。


    脱硝药剂处理烟气中氮氧化物的使用方法:将烟气通过多相催化氧化+碱喷淋,氮
    氧化物转化成水中硝酸盐氮,水体硝酸盐氮去除方法同上。


    所述脱硝药剂的脱硝原理:在酸性条件下,硝酸根与脱硝药剂发生氧化还原反应,
    硝酸盐氮被还原成氮气,同时生成亚铁盐、硫酸盐和氮气,产生的亚铁盐能作为催化剂,进
    一步加快反应速率。


    本发明的有益效果是:


    (1)本发明提供一种低温还原脱硝工艺,以纳米铁和焦亚硫酸钠等为还原剂,纳米铁、
    硫化物、焦亚硫酸钠和尿素产生协同效应,将硝酸盐氮转化成无公害的氮气,反应速率快,
    去除率高达90%。


    (2)本发明提供一种烟气氮氧化物的处置新思路,即将氮氧化物转化成水中硝酸
    盐氮进行去除,解决了高温脱硝高成本、高耗能、效果不稳定的难题,提供了一种在低温环
    境去除氮氧化物的新方法。


    (3)本发明中纳米铁的比例低,避免单一铁单质脱硝带来的渣量大的问题,同时生
    成的亚铁盐能作为催化剂,加快反应的速率。


    (4)本发明的脱硝药剂可处理低浓度的硝酸盐氮,也可以处理高浓度的硝酸盐氮,在处
    理高浓度硝酸盐氮的过程中,产生的硫酸钠浓度很高,可以回收硫酸钠盐,作为副产品,提
    高经济效益。


    (5)本发明提供的脱硝药剂处理成本低、操作简单、安全低耗能、应用前景广。


    具体实施方式


    下面结合具体实施方式,进一步阐明本发明。


    实施例1


    本发明脱硝药剂制备方法如下:


    原料:纳米铁;硫化钠;焦亚硫酸钠;尿素


    制备:将纳米铁粉、硫化钠、焦亚硫酸钠、尿素按20:10:55:15质量比混匀。


    应用于某稀土行业冶炼废水,进水硝酸根离子浓度为100mg/L,pH值为6.4,排放量
    为300m
    3/d,先加硫酸调pH至2~3,投加脱硝药剂0.2kg/m
    3,出水硝酸根离子浓度为9.8mg/L,
    去除率90%。


    实施例2


    原料:纳米铁粉;硫化钠;焦亚硫酸钠;尿素


    制备:将纳米铁粉、硫化亚铁、焦亚硫酸钠、尿素按25:8:47:20质量比混匀。


    应用于某电厂垃圾焚烧烟气脱硝喷淋液,进水硝酸根离子浓度为1500mg/L,pH值
    为9.2,排放量为100m
    3/d,先加硫酸调pH至2~3,投加脱硝药剂2kg/m
    3,出水硝酸根离子浓度
    为120mg/L,去除率92%。


    实施例3


    原料:纳米铁粉;硫化钠;焦亚硫酸钠;尿素


    制备:将纳米铁粉、硫化钠、焦亚硫酸钠、尿素按10:5:74:11质量比混匀。


    应用于某电厂垃圾焚烧烟气脱硝喷淋液,进水硝酸根离子浓度为900mg/L,pH值为
    8.4,排放量为100m
    3/d,先加硫酸调pH至2~3,投加脱硝药剂1kg/m
    3,出水硝酸根离子浓度为
    90mg/L,去除率92%。


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    一种 低温 药剂 及其 制备 方法
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