本發(fā)明涉及一種聯(lián)產(chǎn)三聚氰酸的煙氣脫硝方法，屬于煙氣凈化處理技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量能源消費(fèi)帶來(lái)的環(huán)境污染日益嚴(yán)重。我國(guó)作為以煤炭為主要能源的國(guó)家，燃煤煙氣中所含的二氧化硫、氮氧化物等有害物質(zhì)嚴(yán)重污染大氣，加劇霧霾天氣。嚴(yán)格控制煙氣中的氮氧化物排放量迫在眉睫，尋找更加經(jīng)濟(jì)可行的煙氣脫硝技術(shù)也愈顯重要。
傳統(tǒng)的脫硝技術(shù)為選擇性催化還原反應(yīng)技術(shù)（SCR）和選擇性非催化還原反應(yīng)技術(shù)（SNCR）。其中，SCR技術(shù)存在初始投資高、煙氣成分影響大、運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)；SNCR技術(shù)存在還原劑與煙氣混合程度差、脫硝效率低、氨氣逸出量大、能耗高等缺點(diǎn)。
現(xiàn)有的脫硝技術(shù)大量使用氨，氨的主要來(lái)源有液氨、氨水和尿素。其中，液氨和濃度大于8％的氨水為?；罚\(yùn)輸危險(xiǎn)性高，運(yùn)費(fèi)高；氨水和尿素水溶液氣化過(guò)程中能源浪費(fèi)嚴(yán)重，且本身脫硝效率低，氨氣逸出量大；三者都不是理想的脫硝劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有脫硝技術(shù)的上述不足，本發(fā)明以尿素和甲醛為原料提供了一種聯(lián)產(chǎn)三聚氰酸的煙氣脫硝方法。
技術(shù)方案
一種聯(lián)產(chǎn)三聚氰酸的煙氣脫硝方法，包括以下步驟：
（1）尿素在200-260℃條件下進(jìn)行縮合反應(yīng)；縮合反應(yīng)生成三聚氰酸固體；
（2）縮合反應(yīng)生成的氨氣通入甲醛溶液，進(jìn)行反應(yīng)；
（3）步驟（2）得到的反應(yīng)物料作為脫硝劑注入脫硝反應(yīng)區(qū)，在500-1100℃溫度條件下進(jìn)行脫硝；
尿素與甲醛溶液中甲醛的摩爾比為1-1.5：1。
上述煙氣脫硝方法，尿素的反應(yīng)溫度，優(yōu)選為220℃。
上述煙氣脫硝方法，步驟（2）得到的反應(yīng)物料為液態(tài)，主要成分為六亞甲基四胺；本發(fā)明以該液體物料作為脫硝劑；為了保證該脫硝劑中不含甲醛，本發(fā)明需要保證通入甲醛溶液中的氨氣過(guò)量，使最終得到的反應(yīng)物料的ph值在11-12之間，因此六亞甲基四胺液體脫硝劑中含有氨水，氨水與六亞甲基四胺共同脫硝可提高脫硝率。但8%以上濃度的氨水屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，對(duì)其儲(chǔ)存有要求；本發(fā)明將尿素與甲醛溶液中甲醛的摩爾比限定為1-1.5：1。優(yōu)選的，尿素與甲醛溶液中甲醛的摩爾比為1.08-1.35：1。更優(yōu)選的，尿素與甲醛溶液中甲醛的摩爾比為1.35：1。
本發(fā)明以尿素和甲醛為原料，通過(guò)兩步反應(yīng)獲得了三聚氰酸及液態(tài)脫硝劑；然后利用液態(tài)脫硝劑進(jìn)行脫硝。尿素和甲醛均為常用的化工原料，價(jià)格低廉，運(yùn)輸不存在危險(xiǎn)性，運(yùn)輸成本低。在制備脫硝劑的同時(shí)獲得了三聚氰酸，三聚氰酸是用途廣泛的化工原料。本發(fā)明獲得液態(tài)脫硝劑的兩步反應(yīng)，是簡(jiǎn)單的反應(yīng)，采用微波反應(yīng)器和循環(huán)泵即可完成。本發(fā)明所采用的脫硝設(shè)備，可在鍋爐或窯爐不停產(chǎn)的情況下的進(jìn)行改造，不影響正常生產(chǎn)運(yùn)行，容易實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明制備液態(tài)脫硝劑的兩步反應(yīng)，第一步反應(yīng)的產(chǎn)物，一部分用于第二步反應(yīng)，一部分為三聚氰酸；第二步反應(yīng)，反應(yīng)體系中全部物料作為脫硝劑；沒(méi)有廢料產(chǎn)生。本發(fā)明與scr法比投資和運(yùn)行費(fèi)用低，與sncr法比脫硝效率高，且額外獲得三聚氰酸這種有價(jià)值的化工產(chǎn)品。
上述煙氣脫硝方法，優(yōu)選的，步驟（3）所述“步驟（2）得到的反應(yīng)物料作為脫硝劑注入脫硝反應(yīng)區(qū)”的注入壓力為500-1000kpa。
上述煙氣脫硝方法，優(yōu)選的，步驟（3）的溫度條件為900-1100℃。
上述煙氣脫硝方法，優(yōu)選的，步驟（3）脫硝反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為1-5s。
上述煙氣脫硝方法，優(yōu)選的，脫硝劑中六亞甲基四胺與脫硝反應(yīng)區(qū)中的NOx的摩爾比為（0.1-0.8）：1，進(jìn)一步優(yōu)選的，六亞甲基四胺與NOx的摩爾比為（0.2-0.5）：1。所述NOx是指氮氧化物。
本發(fā)明的有益效果
1.本發(fā)明以尿素和甲醛溶液為原材料，尿素和甲醛溶液相對(duì)安全性高，購(gòu)買(mǎi)成本低，不存在運(yùn)輸危險(xiǎn)性，設(shè)備占地面積??；初期建設(shè)成本和后期運(yùn)行費(fèi)用低于SCR技術(shù)；脫硝效率高于SNCR技術(shù)，同時(shí)克服了SNCR技術(shù)能耗高、氨氣逸出量大等缺點(diǎn)。
2.本發(fā)明在制備脫硝劑的過(guò)程中，尿素縮合反應(yīng)生成氨氣和三聚氰酸，三聚氰酸本身是一種高附加值的化工產(chǎn)品，具有經(jīng)濟(jì)效益。
3.本發(fā)明所述的利用尿素和甲醛聯(lián)合制備技術(shù)進(jìn)行煙氣脫銷的方法，適用于多種工業(yè)鍋爐及工業(yè)窯爐。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1
850kg尿素在220℃條件下加熱生成氨氣和三聚氰酸。將反應(yīng)生成的氨氣通入1000kg甲醛溶液（質(zhì)量濃度為37%；下同）中得到六亞甲基四胺與氨水的混合液體。將該混合液體作為脫硝劑噴入待處理煙氣中，噴入壓力為500kpa，控制六亞甲基四胺與NOx的摩爾比為0.2:1，維持反應(yīng)溫度950℃，反應(yīng)2s，反應(yīng)得到的產(chǎn)物為N2、CO、CO2、H2O，用檢測(cè)分析儀檢測(cè)處理前后NOx的濃度，計(jì)算得出NOx脫除效率為82%。
實(shí)施例2
1000kg尿素在220℃條件下加熱生成氨氣和三聚氰酸。將反應(yīng)生成的氨氣通入1000kg甲醛溶液中得到六亞甲基四胺與氨水的混合液體。將該混合液體作為脫硝劑噴入待處理煙氣中，噴入壓力為500kpa，控制六亞甲基四胺與NOx的摩爾比為0.2:1，維持反應(yīng)溫度950℃，反應(yīng)2s，反應(yīng)得到的產(chǎn)物為N2、CO、CO2、H2O，用檢測(cè)分析儀檢測(cè)處理前后NOx的濃度，計(jì)算得出NOx脫除效率為84%。
實(shí)施例3
1100kg尿素在220℃條件下加熱生成氨氣和三聚氰酸。將反應(yīng)生成的氨氣通入1000kg甲醛溶液中得到六亞甲基四胺與氨水的混合液體。將該混合液體作為脫硝劑噴入待處理煙氣中，噴入壓力為500kpa，控制六亞甲基四胺與NOx的摩爾比為0.2:1，維持反應(yīng)溫度950℃，反應(yīng)2s，反應(yīng)得到的產(chǎn)物為N2、CO、CO2、H2O，用檢測(cè)分析儀檢測(cè)處理前后NOx的濃度，計(jì)算得出NOx脫除效率為86%。
實(shí)施例4
800kg尿素在220℃條件下加熱生成氨氣和三聚氰酸。將反應(yīng)生成的氨氣通入1000kg甲醛溶液中得到六亞甲基四胺與氨水的混合液體。將該混合液體作為脫硝劑噴入待處理煙氣中，噴入壓力為500kpa，控制六亞甲基四胺與NOx的摩爾比為0.2:1，維持反應(yīng)溫度950℃，反應(yīng)2s，反應(yīng)得到的產(chǎn)物為N2、CO、CO2、H2O，用檢測(cè)分析儀檢測(cè)處理前后NOx的濃度，計(jì)算得出NOx脫除效率為79%。
實(shí)施例5
1000kg尿素在260℃條件下加熱生成氨氣和三聚氰酸。將反應(yīng)生成的氨氣通入1000kg甲醛溶液中得到六亞甲基四胺與氨水的混合液體。將該混合液體作為脫硝劑噴入待處理煙氣中，噴入壓力為500kpa，控制六亞甲基四胺與NOx的摩爾比為0.2:1，維持反應(yīng)溫度950℃，反應(yīng)2s，反應(yīng)得到的產(chǎn)物為N2、CO、CO2、H2O，用檢測(cè)分析儀檢測(cè)處理前后NOx的濃度，計(jì)算得出NOx脫除效率為83%。
實(shí)施例5
1000kg尿素在200℃條件下加熱生成氨氣和三聚氰酸。將反應(yīng)生成的氨氣通入1000kg甲醛溶液中得到六亞甲基四胺與氨水的混合液體。將該混合液體作為脫硝劑噴入待處理煙氣中，噴入壓力為500kpa，控制六亞甲基四胺與NOx的摩爾比為0.2:1，維持反應(yīng)溫度950℃，反應(yīng)2s，反應(yīng)得到的產(chǎn)物為N2、CO、CO2、H2O，用檢測(cè)分析儀檢測(cè)處理前后NOx的濃度，計(jì)算得出NOx脫除效率為82%。