[发明专利]一种污泥烟气脱硝剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于工业废气处理领域，具体涉及一种污泥烟气脱硝剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着我国生活污水排放量的逐年增加，城市污水处理厂的污泥产生量也日益增加。据2012年全国环境统计年报显示，截至2012年全国实际生活污水处理量达到361.8亿吨，按每处理万吨污水脱水污泥(含水率80％)产率7.5吨计，则2012年我国脱水污泥产量高达2700多万吨。污泥成分复杂，含重金属、有机物、病毒等对人体有毒有害物质，如不妥善处置，将对生态环境造成污染并严重威胁人类健康。目前，国内外常见的污泥处置方法主要有填埋、土地利用、焚烧等，其中焚烧处置目前在国内外越来越受到重视。污泥焚烧具有减量化、无害化程度高，处理速度快，占地面积小等优点，目前在欧、美、日等国家应用较多，我国也正在逐步推进污泥的焚烧处置。

在污泥焚烧处置技术中水泥窑协同处置技术目前研究和应用较多。由于污泥的矿物组成与水泥硅质原料接近，同时污泥含有大量有机物具有一定的发热量，因此对污泥进行水泥窑协同处置能在处理污泥的同时回收污泥中能量减少燃料用煤，同时燃烧后的污泥灰渣可替代部分水泥原料用于水泥生产，使得该技术在国内广受关注，并已开始应用。赵楠等在授权的专利“新型干法水泥窑处置城镇污泥的方法和设备”(ZL201010567073.0)中论述了一种利用水泥窑处置城镇污泥的方法和设备，其中污泥被送入水泥窑烟室；袁文献等在授权的专利“利用水泥生产废气烘干和处置污泥的方法”(ZL201110003077.0)中也论述了一种利用水泥生产废气烘干污泥及水泥窑处置污泥的方法，最终污泥被送入窑尾上升烟道和分解炉主燃烧室。虽然上述专利文献均报道了污泥干燥系统和利用水泥窑协同处置污泥的方法，但未对水泥窑协同处置污泥的烟气净化进行报道，更未对以污泥为烟气脱硝剂在水泥窑协同处置中控制窑尾烟气NOx排放的报道。事实上由于污泥中氮元素(N)含量高(质量分数为3％-8％)，如按照上述专利报道将污泥投入烟室和燃烧室，由于污泥的燃烧，污泥中氮元素会大量转化为NOx，导致窑尾出口烟气中NOx排放浓度明显高于未协同处置污泥时，如在专利CN101177331B、CN102173553B和CN102190413B中均公开了利用水泥窑协同处理污泥的技术，但其处理污泥的方式均为高温氧化焚烧处理，不但无法去除烟气中原有的NOx，而且还会额外生成NOx污染气体。而随着我国大气环境形势的日益严峻，国家对水泥等行业烟气排放进行了严格要求，明确提出了“十二五”期间水泥行业NOx减排12％的约束性指标，并颁布了最新的水泥行业烟气污染物排放标准，对NOx排放进行了严格限值。为了达到最新排放标准，水泥企业需投入大量资金开展烟气脱硝治理。因此，如投加污泥会导致水泥烟气中NOx排放浓度升高，则将严重打击水泥企业协同处置污泥积极性。但是如能以污泥为脱硝剂，在进行水泥窑协同处置的同时降低烟气中NOx的排放，则将大大降低水泥企业烟气脱硝治理成本，极大促进水泥企业协同处置污泥积极性，预期经济、环境、社会效益显著。

发明内容

为了解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种污泥烟气脱硝剂。

本发明的另一目的在于提供上述污泥烟气脱硝剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述污泥烟气脱硝剂在工业烟气脱硝中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种污泥烟气脱硝剂，所述污泥烟气脱硝剂由以下按质量百分比计的组分组成：49％～85％的污泥干物质，0～0.5％的尿素，0～0.5％的铵盐和15％～50％的水。

所述铵盐为氯化铵、碳酸铵或碳酸氢铵中的至少一种。

所述污泥烟气脱硝剂优选由以下按质量百分比计的组分组成：69％的污泥干物质，0.5％的尿素，0.5％的碳酸铵和30％的水组成。

上述的污泥烟气脱硝剂的制备方法，具体制备过程为：将尿素和铵盐溶于水，与来自污水厂的脱水污泥在搅拌的条件下混合均匀得到混合污泥，然后将混合污泥脱水干燥至所需含水率，得到污泥烟气脱硝剂。

所述脱水干燥是将混合污泥送入脱水干燥系统被经除尘预处理的热烟气干燥至所需含水率。

上述的污泥烟气脱硝剂在工业烟气脱硝领域中的应用，所述应用包括以下步骤：将污泥烟气脱硝剂在缺氧条件下与需要脱硝的高温工业烟气逆流接触进行脱硝，脱硝完成后污泥烟气脱硝剂被灼烧成为便于处理的灰渣。

所述缺氧条件是指氧含量体积分数为0.5％～3％的条件；所述高温工业烟气是指温度为800～1000℃的烟气。