DeNOx添加劑降低FCC再生過(guò)程N(yùn)Ox的方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及的是DeNOx添加劑降低FCC再生過(guò)程N(yùn)Ox的方法，這種DeNOx添加劑降低FCC再生過(guò)程N(yùn)Ox的方法：一、利用粉煤灰制備DeNOx添加劑；二、將上述粉煤灰為原料制備的DeNOx添加劑，加入到FCC再生器中，DeNOx添加劑加入量為FCC再生器中待生催化劑質(zhì)量的3%—8%，附著在催化劑表面或孔道的石油焦在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生氣體NOx、CO2、H2O、CO、SO2，其中NOx與還原性氣體CO，直接在DeNOx添加劑發(fā)生原位催化作用，將NOx還原成N2，從而實(shí)現(xiàn)低NOx排放。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)利用利用粉煤灰合成雙金屬DeNOx添加劑，原料來(lái)源廣泛，成本低，不但提高了粉煤灰產(chǎn)品的附加值，同時(shí)還具有顯著的社會(huì)效益和環(huán)境效益。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及的是固體廢棄物資源化利用和氣體污染控制領(lǐng)域，具體涉及的是DeNOx添加劑降低FCC再生過(guò)程N(yùn)Ox的方法。
技術(shù)介紹
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源消耗不斷擴(kuò)大，尤其是煤炭的消耗量持續(xù)增加，致使粉煤灰的排放量急劇增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年我國(guó)粉煤灰排放量約為3. 2億噸，綜合利用率不到50%，剩余部分就地堆積，占用大量土地，并導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，給我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及生態(tài)環(huán)境造成巨大的負(fù)面影響。隨著國(guó)家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì) 的提出，粉煤灰的資源化、高值化利用，尤其是利用粉煤灰中的化學(xué)成分(Al2O3),不僅是粉煤灰未來(lái)發(fā)展的一個(gè)方向，而且也是我國(guó)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中一項(xiàng)重要內(nèi)容。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能源消耗帶來(lái)的環(huán)境污染也越來(lái)越嚴(yán)重，大氣煙塵、酸雨、溫室效應(yīng)和臭氧層的破壞已成為危害人民生存的四大殺手。近年來(lái)，氮氧化物(NOx)的排放總量持續(xù)升高，由于其在空氣中易形成硝酸型酸雨和光化學(xué)煙霧，破壞臭氧層，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境和危害人體健康，NOx治理已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。流化催化裂化作為石油煉制工廠二次加工的重要手段，其再生過(guò)程中NOx排放量占煉油廠NOx排放總量的50%以上，雖然其N(xiāo)Ox排放量比發(fā)電等行業(yè)少，但因其排放區(qū)域相對(duì)集中，對(duì)所在局部環(huán)境污染非常嚴(yán)重；另外FCC再生煙氣中較高濃度NOx極易和水化合形成硝酸水溶液，腐蝕各種金屬設(shè)備，影響裝置的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，降低煉油廠NOx的排放勢(shì)在必行。NOx按其形成原因可分為熱力型NOx (Thermal-NOx)、燃料型NOx (Fuel-NOx)和快速型NOx (Prompt-NOx)三種。當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到1500°C才容易生成熱力型NOx，而FCC再生器反應(yīng)溫度一般在650-700°C之間，因此，此過(guò)程中熱力型生成量非常少，據(jù)有關(guān)科研機(jī)構(gòu)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)FCC再生過(guò)程中熱力型NOx和快速型NOx之和不足IOX 10_6。因此，F(xiàn)CC再生過(guò)程中NOx主要來(lái)源于燃料型NOx。FCC再生器中的NOx是在原油裂解時(shí)，催化劑表面積碳，一部分含氮化合物進(jìn)入焦碳中，在燒焦過(guò)程中，催化劑上的氮首先大部分生成HCN，少量生成NH3，然后進(jìn)一步反應(yīng)生成N2和N0X，生成的NOx被焦炭和CO還原為N2。因此，F(xiàn)CC再生過(guò)程中生成的NOx主要來(lái)源于原料油中的含氮化合物，NOx排放濃度一般為100-500 X 10_6(體積分?jǐn)?shù))，其中約含90%N0，同時(shí)含有不足10%的NO2，而N2O的生成量非常少。隨著煉油廠加工原料重質(zhì)化和劣質(zhì)化的不斷加劇，F(xiàn)CC再生煙氣中NOx濃度甚至已經(jīng)達(dá)到1000-1500X 10_6。因此，降低NOx排放是企業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要指標(biāo)。在目前各種脫硝技術(shù)中，選擇性催化還原脫硝(SCR)是應(yīng)用最多、效率最高而且是最成熟的技術(shù)之一，該技術(shù)在20世紀(jì)70年代末80年代初首先由日本發(fā)展起來(lái)，之后迅速在日本、歐洲、美國(guó)等國(guó)家和地區(qū)的火電站得到應(yīng)用。為了脫硝建立煙氣處理裝置，投資費(fèi)用過(guò)高，在我國(guó)很難推廣應(yīng)用。采用DeNOx添加劑應(yīng)用于FCC再生過(guò)程可有效降低NOx排放，但目前DeNOx添加劑一般采用貴金屬，成本較高，開(kāi)發(fā)低廉、高效DeNOx添加劑是該方法應(yīng)用的關(guān)鍵。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供一種降低FCC再生過(guò)程中NOx排放的方法，它用于解決現(xiàn)有的煙氣脫硝方法成本高、脫硝適應(yīng)性差的問(wèn)題。本專(zhuān)利技術(shù)解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是這種DeNOx添加劑降低FCC再生過(guò)程N(yùn)Ox的方法 一、利用粉煤灰制備DeNOx添加劑， a、對(duì)粉煤灰進(jìn)行預(yù)處理，包括研磨、高溫除碳、水洗除可溶性雜質(zhì)；然后采用Na2CO3為助劑，高溫下將預(yù)處理后的粉煤灰與Na2CO3焙燒后，HCl浸，過(guò)濾，得到富硅凝膠和粗AlCl3溶液；由粗AlCl3通過(guò)加入NaOH得到純NaAlO2，采用純NaAlO2與NaHCO3中和法經(jīng)老化，洗滌，干燥得到擬薄水鋁石； b、將得到的擬薄水鋁石在400—700°C下高溫焙燒，得到Y(jié) — Al2O3，用質(zhì)量百分比濃度 為5%的硝酸加入到擬薄水鋁石和Y — Al2O3中混合均勻，其中擬薄水鋁石質(zhì)量分?jǐn)?shù)占5%—10%, Y — Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)占90% — 95%，擠壓成型后，根據(jù)需要破碎成所需形狀和大小； C、將Ce鹽和Mg鹽配制成質(zhì)量百分比濃度為1%_20%的穩(wěn)定的混合溶液，其中Ce鹽和Mg鹽的體積比為3:1— 1:3 ;或?qū)a鹽和Cu鹽制成濃度為1%_20%的穩(wěn)定的混合溶液，其中La鹽和Cu鹽的體積比為3:1— 1:3，混合液的體積根據(jù)所制得的Y — Al2O3飽和吸附量大小來(lái)計(jì)算； d、用將b步驟所得的Y — Al2O3樣品浸潰在c步驟制備的混合溶液中20h — 30h，浸潰結(jié)束后浙干分子篩中的殘余溶液，室溫干燥24h，然后經(jīng)過(guò)500-850°C焙燒，制得DeNOx添加劑顆粒； 二、將上述粉煤灰為原料制備的DeNOx添加劑，加入到FCC再生器中，DeNOx添加劑加入量為FCC再生器中待生催化劑質(zhì)量的3% — 8%，附著在催化劑表面或孔道的石油焦在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生氣體N0X、CO2, H2O, CO、SO2，其中NOx與還原性氣體CO，直接在DeNOx添加劑發(fā)生原位催化作用，將NOx還原成N2,從而實(shí)現(xiàn)低NOx排放。上述方案中制備擬薄水鋁石的具體過(guò)程為，現(xiàn)場(chǎng)采集粉煤灰，研磨成細(xì)粉，過(guò)200目篩后，取IOOg細(xì)粉置于馬弗爐內(nèi)，在600°C —900°C溫度下煅燒6h — IOh后，在溫度為20°C — 80°C，轉(zhuǎn)速100r/min — 300r/min的條件下水洗I一3次，每次Ih — 4h，然后將洗滌液與粉煤灰固液分尚，分尚后固體在120°C干燥5h備用；將經(jīng)處理后的粉煤灰與Na2CO3固體質(zhì)量比1:0. 4—1:1. 5混合均勻，在750°C — 1000°C溫度下焙燒Ih — 2h后取出至25°C備用；然后用2mol/L — 8mol/L的HCl浸潰焙燒物O. 5h — 3h，過(guò)濾，除去不溶物，得到富硅凝膠和粗AlCl3溶液；將粗AlCl3溶液的pH值調(diào)節(jié)至4一7，將生成的沉淀過(guò)濾、洗滌，然后繼續(xù)滴加NaOH，溶解該沉淀，至pH>9，過(guò)濾得到純化的偏鋁酸鈉溶液，調(diào)節(jié)其濃度為O. 8mol/L—2.OmoI/L,加入濃度為 O. 8mol/L—2. OmoI/L 的 NaHCO3 溶液反應(yīng)成膠，NaAlO2 與 NaHCO3 體積比I一3，攪拌速100r/min — 300r/min，反應(yīng)時(shí)間為2h — 3h，反應(yīng)溫度為20°C — 60°C，反應(yīng)液的終點(diǎn)PH值為9一 11。將得到的生成物在50°C — 100°C、PH值7— 11條件下老化10h — 30h后，過(guò)濾分離，得到濾餅和過(guò)濾液，濾液為Na2CO3溶液，濾餅用去離子水作為洗液，洗滌I一5次后放入干燥箱內(nèi)，干燥溫度為60°C — 120°C，干燥時(shí)間為Ih — 3h，得到擬薄水鋁石成品。上述方案中Ce鹽是硝酸鈰、硫酸鈰、氯化鈰、草酸鈰中的一種或任意幾種的混合物；Mg鹽是硝酸鎂、硫酸鎂、氯化鎂中的一種或任意幾種的混合物。上述方案中La鹽為硝酸鑭、氯化鑭、硫酸鑭中的一種或任意幾種的混合物；Cu鹽是硝酸銅、硫酸銅、氯化銅中的一種或任意幾種的混合物。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種DeNOx添加劑降低FCC再生過(guò)程N(yùn)Ox的方法，其特征在于：這種DeNOx添加劑降低FCC再生過(guò)程N(yùn)Ox的方法：一、利用粉煤灰制備DeNOx添加劑，a、對(duì)粉煤灰進(jìn)行預(yù)處理，包括研磨、高溫除碳、水洗除可溶性雜質(zhì)；然后采用Na2CO3為助劑，高溫下將預(yù)處理后的粉煤灰與Na2CO3焙燒后，HCl浸，過(guò)濾，得到富硅凝膠和粗AlCl3溶液；由粗AlCl3通過(guò)加入NaOH得到純NaAlO2，采用純NaAlO2與NaHCO3中和法經(jīng)老化，洗滌，干燥得到擬薄水鋁石；b、將得到的擬薄水鋁石在400—700℃下高溫焙燒，得到γ—Al2O3，用質(zhì)量百分比濃度為5%的硝酸加入到擬薄水鋁石和γ—Al2O3中混合均勻，其中擬薄水鋁石質(zhì)量分?jǐn)?shù)占5%—10%，γ—Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)占90%—95%，擠壓成型后，根據(jù)需要破碎成所需形狀和大小；c、將Ce鹽和Mg鹽配制成質(zhì)量百分比濃度為1%？20%的穩(wěn)定的混合溶液，其中Ce鹽和Mg鹽的體積比為3:1—1:3；或?qū)a鹽和Cu鹽制成濃度為1%？20%的穩(wěn)定的混合溶液，其中La鹽和Cu鹽的體積比為3:1—1:3，混合液的體積根據(jù)所制得的γ—Al2O3飽和吸附量大小來(lái)計(jì)算；d、用將b步驟所得的γ—Al2O3樣品浸漬在c步驟制備的混合溶液中20h—30h，浸漬結(jié)束后瀝干分子篩中的殘余溶液，室溫干燥24h，然后經(jīng)過(guò)500？850℃焙燒，制得DeNOx添加劑顆粒；二、將上述粉煤灰為原料制備的DeNOx添加劑，加入到FCC再生器中，DeNOx添加劑加入量為FCC再生器中待生催化劑質(zhì)量的3%—8%，附著在催化劑表面或孔道的石油焦在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生氣體NOx、CO2、H2O、CO、SO2，其中NOx與還原性氣體CO，直接在DeNOx添加劑發(fā)生原位催化作用，將NOx還原成N2，從而實(shí)現(xiàn)低NOx排放。...

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳彥廣，韓洪晶，陸佳，宋華，常志剛，張梅，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：東北石油大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：