一种磷矿浆液相催化氧化同时脱硫脱硝的方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711188177.9
(22)申请日 2017.11.24
(71)申请人 云南民族大学
地址 650504 云南省昆明市呈贡区月华街
2929号
(72)发明人 贾丽娟　李紫珍　宁平　刘天成　
王访　覃岭　钟嘉伟　张曼　
(51)Int.Cl.
B01D 53/86(2006.01)
B01D 53/80(2006.01)
B01D 53/60(2006.01)
(54)发明名称一种磷矿浆液相催化氧化同时脱硫脱硝的方法(57)摘要本发明公开了一种磷矿浆液相催化氧化同时脱硫脱硝的方法，该方法采用磷矿浆为吸收液，利用磷矿富含Fe、Mg、Mn等金属氧化物的催化特性，对烟气中的SO 2、NO X 进行催化氧化。

所用磷矿浆由磷矿粉与蒸馏水按照固液比为0.25~0.75g/mL进行配制，在控制反应模拟烟气中NO的浓度为0.07%，SO 2的浓度为0.08%，选取反应温度为25~60℃，固液比为0.25~0.75 mL，含氧量为10%~30%和气流速率为0.15~0.30L/min，脱硫率最高可达100%，脱硝率最高可达67%。

该方法操作过程简单，磷矿原料简便易得，主体设备只需吸收装置，工艺条件下只需鼓风吹氧，不添加其他设备，无需高温高压，
运行费用低。

权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 108434977 A 2018.08.24
C N 108434977
A
1.一种磷矿浆液相催化氧化同时脱硫脱硝的方法，其特征在于按以下步骤实施：实验采用静态配气法配制所需的模拟工业烟气的浓度；按照实验装置图连接好气路，检查气密性；开机预热仪器，调节水浴锅的温度参数；用蒸馏水配置成实验所需固液比的磷矿浆吸收液，将吸收液置于水浴锅中；至温度到预设温度，通气反应开始，并开始计时；待吸收结束后，停气，测定吸收液的pH；计算脱硝效率。

2.根据权利要求1所述的一种磷矿浆液相催化氧化同时脱硫脱硝的方法，其特征在于脱硫脱硝原料是磷矿粉，颗粒大小为200目。

3.根据权利要求1 所述的一种磷矿浆液相催化氧化同时脱硫脱硝的方法，其特征在于
反应操作中所需要的温度控制在25℃
~40℃。

4.根据权利要求1 所述的一种磷矿浆液相催化氧化同时脱硫脱硝的方法，其特征在于
反应操作气流速率为0.15L/min
~0.30L/min。

5.根据权利要求1 所述的一种磷矿浆液相催化氧化同时脱硫脱硝的方法，其特征在于
反应操作含氧量为10%
~30%。

6.根据权利要求1 所述的一种磷矿浆液相催化氧化同时脱硫脱硝的方法，其特征在于
反应操作固液比为0.25
~0.75g/mL。

权　利　要　求　书1/1页
CN 108434977 A
一种磷矿浆液相催化氧化同时脱硫脱硝的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种磷矿浆液相催化氧化同时脱硫脱硝的方法，属于大气污染净化技术领域。

背景技术
[0002]我国磷矿资源丰富，磷化工厂中，磷矿价廉易得，磷酸及磷复合肥生产工艺成熟，一销路好。

故采用磷矿浆吸收低浓度的SO2和NO X方法不仅可以使尾气达标以，保护环境，并且还有效的回收了烟气中大量的SO2和NO X，反应后失效的料浆可作为副产品可用于制磷酸和磷复合肥，该方法为废气中SO2和NO X的处理和回收利用开拓了新途径。

[0003]目前当今国内外广泛使用的脱硫脱硝一体化技术主要是湿式烟气脱硫和选择性催化还原或选择性非催化还原技术脱硝组合。

湿式烟气脱硫效率大于90%，选择性非催化还原脱硝率小于50%。

湿法烟气同时脱硫脱硝工艺通常在气/液段将NO氧化成NO2，或者通过加入添加剂来提高NO的溶解度。

湿式同时脱硫脱硝的方法大多处于研究阶段，包括氧化法和湿式络合法。

湿式络合吸收法工艺可以同时脱硫脱硝，但仍处于试验阶段,影响其工业应用的主要障碍是，反应过程中螯合物的损失和金属螯合物再生困难、利用率低，工艺设备投资大，需预热处理烟气，催化剂昂贵且使用寿命短，同时存在氨泄漏、设备易腐蚀等问题。

[0004]采用液相催化氧化法同时脱硫脱硝有较好的发展前景，但液相催化氧化法同时脱硫脱硝的研究在国内外尚不多见，原因在于过渡金属离子催化氧化NOx 的机理不是非常明确，催化氧化碱液吸收的方法和重金属离子催化剂的协同作用，脱硫脱硝废水的处理以及金属催化剂的回用尚需进行深入研究。

液相溶液的脱除烟气中SO2及NOx的烟气控制技术目前正在处于发展中。

近几年来乳化黄磷法脱硫脱硝工艺、Fe-EDTA金属螯合物联合脱除SO2及NOx工艺等都得到了一定程度的发展，对此领域的研究是国内外同时脱硫脱硝研究的热点。

[0005]脱硫脱硝一体化工艺已经成为各国控制烟气污染的研发热点，大多数脱硫脱硝一体化工艺仅停留在研究阶段，尽管已经有少量示范工程应用，但由于运行费用较高制约了其大规模推广应用。

开发适合我国国情，投资少、运行费用低、效率高、副产品资源化的脱硫脱硝一体化技术成为未来发展的重点。

[0006]中国专利CN106621799A中公开发明了一种烟气光催化氧化同时脱硫脱硝的方法及装置，该方法是烟气首先进入真空紫外辐照区，在高能紫外辐照下产生活性自由基和臭氧可氧化去除烟气中部分SO2和NOx,然后穿过整体式光催化剂床层，其发挥光催化氧化和催化臭氧氧化的协同作用使SO2和NOx被进一步净化脱除，含酸汽烟气再进入喷雾吸收区，在吸收作用下脱硫脱硝产物H2SO4和HNO3得以被清洗脱除。

烟气脱硫脱硝装置由真空紫外辐照区、整体式光催化剂床层及喷雾吸收区三部分组成。

该发明设计的催化剂床层可使100%的紫外光照射到催化剂表面，也可使近乎100%的催化剂表面接收到紫外光照，解决了传统光催化治理废气中的光照利用率不理想的问题。

但是该方法操作步骤繁杂，需要在真空紫外条件下进行，运行成本较高，且操作条件苛刻。

[0007]中国专利CN106606922A中公开发明了烟气湿法同时脱硫脱硝方法，该发明提出了一种烟气湿法同时脱硫脱硝方法，是将待净化的烟气通入吸收反应器，在反应器中烟气与吸收液充分接触，烟气中的NOx、SO2被吸收后净化排放，所述的吸收液是由钠基脱硫剂与含氯强氧化剂配置成的浆液，所述含氯强氧化剂的重量百分数为钠基脱硫剂0.1～0.5％，吸收液经过所述烟气后会得到处理液。

该方法简化了钠基湿法脱硫和回收工艺，并且实现脱硫脱硝同时进行，脱硫效率得到了提高。

但是该方法会引进新的物质，不太符合绿色化学的理念。

[0008]中国专利CN105289228A中公开发明了一种工业烟气协同脱硫脱硝方法，该发明提供了一种工业烟气协同脱硫脱硝方法，所述方法包括烟气通过烟气依次通过三个脱硫脱硝单元进行净化处理后，排放至大气中。

具体为通过三步脱硫脱硝方法,包括有机胺融合氧化法、催化还原法和反应吸收法，实现多单元组合脱硫脱硝。

本发明的工业烟气协同脱硫脱硝方法是在一台设备中进行,通过所述脱硫脱硝方法的协同作用，实现一体化脱硫脱硝，可达到脱硫效率95％，脱硝效率90％。

但是该方法通过三步操作，所需工艺设备和过程控制复杂，不利于节省人力和物力。

[0009]综上所述，本发明所需工艺设备和过程控制简单，有利于节省人力和物力，所使用的磷矿浆简便易得，可达到资源的再生，大大降低企业治污成本，而且操作过程中不产生二次污染，是一种更为绿色的同时脱硫脱硝技术，有较高的经济、环境效益。

因此，本发明具有重要的实践指导意义，更适用于推广。

发明内容
[0010]本发明要解决的技术问题是提供一种磷矿浆液相催化氧化同时脱硫脱硝的方法。

[0011]本发明中一种磷矿浆液相催化氧化同时脱硫脱硝其具体步骤为：实验采用静态配气法配制该操作所需浓度的NO、SO2和含氧量的模拟烟气（采用来自钢瓶的NO气体（体积分数0.08%，N2作平衡气）和SO2气体（浓度为0.08%），和干空气按一定的比例充如气袋，混合均匀。

）；
按照附图连接好气路，检查气密性；开机预热仪器，调节水浴锅的温度参数，待用；
准确称取磷矿，用蒸馏水配置成实验所需固液比的磷矿浆吸收液;
将吸收液置于水浴锅中,至温度到预设温度，通气反应开始，并开始计时，测量出气口尾气；
待吸收结束后，停气，测定吸收液的pH；
计算吸收液的脱硫和脱硝效率并加以分析。

附图说明
[0012]图1为本操作方法的反应装置图。

1.气袋 2.截止开关 3.质量流量计 4.恒温水浴锅 5.多孔玻砂吸收管 6.干燥管 7.烟气分析仪 8.U型吸收管 9.空气泵。

具体实施方式
[0013]
为了更好的说明和实施，下面通过具体实施实例对本发明做详细说明。

[0014]实施实例1
采用云南省某磷肥厂的磷矿在110℃，烘干2h，磷矿粉碎研磨过筛得200目细颗粒，准确称取30g的磷矿于吸收瓶内，加入40mL蒸馏水配成磷矿浆，吸收装置置于恒温水浴锅内，温度控制在25℃，NO气体（体积分数0.08%，N2作平衡气）和SO2气体（浓度为0.08%），含氧量为21%，气流速率为0.15 L/min，在这个条件下进行实验操作反应200min。

用烟气分析仪测其出口SO2和NO含量，计算脱除效率，脱硫率为100%的时间可持续200min，脱硝率最高为66%的时间可持续146min。

[0015]实施实例2
采用云南省某磷肥厂的磷矿在110℃，烘干2h，磷矿粉碎研磨过筛得200目细颗粒，准确称取20g的磷矿于吸收瓶内，加入40mL蒸馏水配成磷矿浆，吸收装置置于恒温水浴锅内，温度控制在25℃，NO气体（体积分数0.08%，N2作平衡气）和SO2气体（浓度为0.08%），含氧量为21%，气流速率为0.15 L/min，在这个条件下进行实验操作反应200min。

用烟气分析仪测其出口SO2和NO含量，计算脱除效率，脱硫率为100%的时间可持续187min，脱硝率最高为65%的时间可持续151min。

图1。