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CN114887475A - 一种锂电池材料生产的尾气处理方法 - Google Patents

一种锂电池材料生产的尾气处理方法 Download PDF

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CN114887475A CN202210585508.7A CN202210585508A CN114887475A CN 114887475 A CN114887475 A CN 114887475A CN 202210585508 A CN202210585508 A CN 202210585508A CN 114887475 A CN114887475 A CN 114887475A
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杨昌良
黄鹏
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Abstract

本发明提供一种锂电池材料生产中的尾气处理方法，所述处理方法包括依次进行的气固分离、脱硫处理以及低温SCR脱硝处理。所述尾气处理方法可以有效降低尾气中的二氧化硫以及NOx的含量，达到国家排放标准，处理方法简便，成本较低。

Description

一种锂电池材料生产的尾气处理方法
技术领域
本发明属于尾气处理领域，涉及一种尾气处理方法，尤其涉及一种锂电池材料生产的尾气处理方法。
背景技术
某锂盐厂年产1万吨电池级碳酸锂联产1万吨电池级氢氧化锂项目冶金工段建设工程子项窑尾预热器系统及废气处理，去除焙烧料煅烧系统烟气中的氮氧化物和SO2，达到国家排放标准。现尾气排放中SO2浓度2000mg/Nm3(干基，标态，8％基准氧)，NOx浓度450mg/Nm3(干基，标态，8％基准氧)，无尾气净化处理设施，不满足国家及地区环保排放标准，需建设烟气环保处理装置进行脱硝处理。
选择性催化还原(SCR)技术是目前应用最多而且最有成效的烟气脱硝技术[1]。SCR技术是在金属催化剂作用下，以NH3作为还原剂，将NOx还原成N2和H2O。NH3不和烟气中的残余的O2反应，而如果采用H2、CO、CH4等还原剂，它们在还原NOx的同时会与O2作用，因此称这种方法为“选择性”。
主要反应方程式为：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O (1)
8NH3+6NO2→7N2+12H2O (2)
通过采用合适的催化剂，上述反应可以获得高达90％以上的NOx脱除效率。目前，世界各国采用SCR技术建设的脱硝装置有数百套之多。SCR技术对锅炉烟气NOx控制效果十分显著，占地面积小、技术成熟、易于操作，是我国燃煤电厂控制NOx污染的主要手段。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种锂电池材料生产中的尾气处理方法，所述尾气处理方法可以有效降低尾气中的二氧化硫以及NOx的含量，达到国家排放标准，处理方法简便，成本较低。
为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种锂电池材料生产中的尾气处理方法，所述处理方法包括依次进行的气固分离、脱硫处理以及低温SCR脱硝处理。
本发明中，如果不在低温SCR脱硝处理前进行脱硫处理，会使得大量的氟化氢进入催化剂层，通过对前期失效催化剂的化验分析，确认烟气中含有氟化物，导致出现催化剂腐蚀及中毒问题，催化剂中的载体TiO2大部分转化为TiF3，且上层有效成分钒已经检测不到，导致催化剂失活。
作为本发明优选的技术方案，所述烟气流量为70000～75000Nm3/h，如70500Nm3/h、71000Nm3/h、71500Nm3/h、72000Nm3/h、72500Nm3/h、73000Nm3/h、73500Nm3/h、74000Nm3/h或74500Nm3/h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述气固分离包括依次进行的第一气固分离以及第二气固分离。
优选地，所述气固分离后的尾气的含尘量≤5mg/Nm3，如1mg/Nm3、1.5mg/Nm3、2mg/Nm3、2.5mg/Nm3、3mg/Nm3、3.5mg/Nm3、4mg/Nm3或4.5mg/Nm3等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述脱硫处理为半干法脱硫。
作为本发明优选的技术方案，所述脱硫处理入口处的二氧化硫含量≤450mg/Nm3，如100mg/Nm3、150mg/Nm3、200mg/Nm3、250mg/Nm3、300mg/Nm3、350mg/Nm3或400mg/Nm3等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述脱硫处理出口处的二氧化硫含量≤50mg/Nm3，如5mg/Nm3、15mg/Nm3、20mg/Nm3、25mg/Nm3、30mg/Nm3、35mg/Nm3、40mg/Nm3或45mg/Nm3等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述低温SCR脱硝处理的入口温度为200～250℃，如205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃或245℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述低温SCR脱硝处理的出口温度为120～150℃，如125℃、130℃、135℃、140℃或145℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述低温SCR脱硝处理的脱硝剂为浓度15～25wt％的氨水，如16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％或24wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述低温SCR脱硝处理中脱硝剂与NOx的摩尔比值为0.9～1.0，如0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98或0.99等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述低温SCR脱硝过程中，当出现所述低温SCR脱硝处理的出口的NOx的含量超过50mg/Nm3时，对所述低温SCR脱硝的催化剂床层进行加热处理。
优选地，所述加热处理的温度为280～350℃，如285℃、290℃、295℃、300℃、305℃、310℃、315℃、320℃、325℃、330℃、335℃、340℃或345℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，在产时间运行后，由于低温SCR脱硝处理入口氮氧化物含量波动较大(在500～1000mg/Nm3)，较设计值高出2倍左右，加氨量明显升高，出口氮氧化物排放值也越来越高，超过超低排放值50限值，通过对催化剂进行升温处理，解析亚硫酸氢氨导致的假性失活维持后氮氧化物能够降低在50以下。
作为本发明优选的技术方案，所述烟气流量为70000～75000Nm3/h，所述锂电池材料生产中的尾气处理方法包括依次进行：
气固分离，所述气固分离包括依次进行的第一气固分离以及第二气固分离，所述气固分离后的尾气的含尘量≤5mg/Nm3；
脱硫处理，所述脱硫处理为半干法脱硫，所述脱硫处理入口处的二氧化硫含量≤450mg/Nm3，出口处的二氧化硫含量≤50mg/Nm3；
低温SCR脱硝处理，所述低温SCR脱硝处理的入口温度为200～250℃，出口温度为120～150℃；所述低温SCR脱硝处理的脱硝剂为浓度15～25wt％的氨水，所述脱硝剂与NOx的摩尔比值为0.9～1.0；
所述低温SCR脱硝过程中，当出现所述低温SCR脱硝处理的出口的NOx的含量超过50mg/Nm3时，对所述低温SCR脱硝的催化剂床层进行加热处理，所述加热处理的温度为280～350℃。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供一种锂电池材料生产中的尾气处理方法，所述尾气处理方法可以有效降低尾气中的二氧化硫以及NOx的含量，达到国家排放标准，处理方法简便，成本较低。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种锂电池材料生产中的尾气处理方法，所述处理方法包括：
所述烟气流量为70000Nm3/h，所述处理方法包括依次进行：
气固分离，所述气固分离包括依次进行的第一气固分离以及第二气固分离，所述气固分离后的尾气的含尘量≤5mg/Nm3；
脱硫处理，所述脱硫处理为半干法脱硫，所述脱硫处理入口处的二氧化硫含量450mg/Nm3，出口处的二氧化硫含量50mg/Nm3；
低温SCR脱硝处理，所述低温SCR脱硝处理的入口温度为200℃，出口温度为120℃；所述低温SCR脱硝处理的脱硝剂为浓度15wt％的氨水，所述脱硝剂与NOx的摩尔比值为0.9；
所述低温SCR脱硝过程中，当出现所述低温SCR脱硝处理的出口的NOx的含量超过50mg/Nm3时，对所述低温SCR脱硝的催化剂床层进行加热处理，所述加热处理的温度为280℃。
实施例2
本实施例提供一种锂电池材料生产中的尾气处理方法，所述处理方法包括：
所述烟气流量为75000Nm3/h，所述处理方法包括依次进行：
气固分离，所述气固分离包括依次进行的第一气固分离以及第二气固分离，所述气固分离后的尾气的含尘量≤5mg/Nm3；
脱硫处理，所述脱硫处理为半干法脱硫，所述脱硫处理入口处的二氧化硫含量250mg/Nm3，出口处的二氧化硫含量25mg/Nm3；
低温SCR脱硝处理，所述低温SCR脱硝处理的入口温度为250℃，出口温度为150℃；所述低温SCR脱硝处理的脱硝剂为浓度25wt％的氨水，所述脱硝剂与NOx的摩尔比值为1.0；
所述低温SCR脱硝过程中，当出现所述低温SCR脱硝处理的出口的NOx的含量超过50mg/Nm3时，对所述低温SCR脱硝的催化剂床层进行加热处理，所述加热处理的温度为350℃。
实施例3
本实施例提供一种锂电池材料生产中的尾气处理方法，所述处理方法包括：
所述烟气流量为71000Nm3/h，所述处理方法包括依次进行：
气固分离，所述气固分离包括依次进行的第一气固分离以及第二气固分离，所述气固分离后的尾气的含尘量≤5mg/Nm3；
脱硫处理，所述脱硫处理为半干法脱硫，所述脱硫处理入口处的二氧化硫含量400mg/Nm3，出口处的二氧化硫含量42mg/Nm3；
低温SCR脱硝处理，所述低温SCR脱硝处理的入口温度为210℃，出口温度为125℃；所述低温SCR脱硝处理的脱硝剂为浓度18wt％的氨水，所述脱硝剂与NOx的摩尔比值为0.92；
所述低温SCR脱硝过程中，当出现所述低温SCR脱硝处理的出口的NOx的含量超过50mg/Nm3时，对所述低温SCR脱硝的催化剂床层进行加热处理，所述加热处理的温度为300℃。
实施例4
本实施例提供一种锂电池材料生产中的尾气处理方法，所述处理方法包括：
所述烟气流量为73500Nm3/h，所述处理方法包括依次进行：
气固分离，所述气固分离包括依次进行的第一气固分离以及第二气固分离，所述气固分离后的尾气的含尘量≤5mg/Nm3；
脱硫处理，所述脱硫处理为半干法脱硫，所述脱硫处理入口处的二氧化硫含量350mg/Nm3，出口处的二氧化硫含量36mg/Nm3；
低温SCR脱硝处理，所述低温SCR脱硝处理的入口温度为240℃，出口温度为145℃；所述低温SCR脱硝处理的脱硝剂为浓度23wt％的氨水，所述脱硝剂与NOx的摩尔比值为0.96；
所述低温SCR脱硝过程中，当出现所述低温SCR脱硝处理的出口的NOx的含量超过50mg/Nm3时，对所述低温SCR脱硝的催化剂床层进行加热处理，所述加热处理的温度为320℃。
实施例5
本实施例提供一种锂电池材料生产中的尾气处理方法，所述处理方法包括：
所述烟气流量为72680Nm3/h，所述处理方法包括依次进行：
气固分离，所述气固分离包括依次进行的第一气固分离以及第二气固分离，所述气固分离后的尾气的含尘量≤5mg/Nm3；
脱硫处理，所述脱硫处理为半干法脱硫，所述脱硫处理入口处的二氧化硫含量390mg/Nm3，出口处的二氧化硫含量38mg/Nm3；
低温SCR脱硝处理，所述低温SCR脱硝处理的入口温度为220℃，出口温度为135℃；所述低温SCR脱硝处理的脱硝剂为浓度20wt％的氨水，所述脱硝剂与NOx的摩尔比值为0.91；
所述低温SCR脱硝过程中，当出现所述低温SCR脱硝处理的出口的NOx的含量超过50mg/Nm3时，对所述低温SCR脱硝的催化剂床层进行加热处理，所述加热处理的温度为300℃。
对比例1
本对比例除了先进行低温SCR脱硝处理，再进行半干法脱硫外，其余条件均与实施例5相同。
对比例2
本对比例中除了当出现所述低温SCR脱硝处理的出口的NOx的含量超过50mg/Nm3时，不对催化剂床层进行加热处理外，其余条件均与实施例5相同。
对实施例1-5以及对比例1-2提供的尾气处理方法处理后的尾气的NOx的含量进行测试，对运行4个月后的尾气的NOx的含量进行测试，并对催化剂床层进行加热处理3h的NOx的含量进行测试，其结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003663286850000081
从表1的测试结果可以看出，本发明实施例1-5提供的锂电池材料生产中的尾气处理方法，可以有效降低尾气中二氧化硫和NOx的含量达到国家排放标准。而由于尾气中NOx的含量不稳定，导致使用过程中会出现催化剂的假失活，从而导致处理后的尾气中的NOx的含量增加，经热处理后，催化剂活性恢复，处理后的尾气中的NOx的含量也恢复至标准值以下。如果不进行催化剂床层热处理，催化剂的假失活现象会继续恶化。如果先进行低温SCR处理在进行脱硫处理，尾气中的氟化氢会使催化剂中度，导致SCR处理效果下降。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种锂电池材料生产中的尾气处理方法，其特征在于，所述处理方法包括依次进行的气固分离、脱硫处理以及低温SCR脱硝处理。
2.根据权利要求1所述的尾气处理方法，其特征在于，所述烟气流量为70000～75000Nm3/h。
3.根据权利要求1或2所述的尾气处理方法，其特征在于，所述气固分离包括依次进行的第一气固分离以及第二气固分离；
优选地，所述气固分离后的尾气的含尘量≤5mg/Nm3。
4.根据权利要求1-3任一项所述的尾气处理方法，其特征在于，所述脱硫处理为半干法脱硫。
5.根据权利要求4所述的尾气处理方法，其特征在于，所述脱硫处理入口处的二氧化硫含量≤450mg/Nm3；
优选地，所述脱硫处理出口处的二氧化硫含量≤50mg/Nm3。
6.根据权利要求1-5任一项所述的处理方法，其特征在于，所述低温SCR脱硝处理的入口温度为200～250℃；
优选地，所述低温SCR脱硝处理的出口温度为120～150℃。
7.根据权利要求1-6任一项所述的处理方法，其特征在于，所述低温SCR脱硝处理的脱硝剂为浓度15～25wt％的氨水。
8.根据权利要求1-7任一项所述的处理方法，其特征在于，所述低温SCR脱硝处理中脱硝剂与NOx的摩尔比值为0.9～1.0。
9.根据权利要求1-8任一项所述的处理方法，其特征在于，所述低温SCR脱硝过程中，当出现所述低温SCR脱硝处理的出口的NOx的含量超过50mg/Nm3时，对所述低温SCR脱硝的催化剂床层进行加热处理；
优选地，所述加热处理的温度为280～350℃。
10.根据权利要求1-9任一项所述的处理方法，其特征在于，所述烟气流量为70000～75000Nm3/h，所述处理方法包括依次进行：
气固分离，所述气固分离包括依次进行的第一气固分离以及第二气固分离，所述气固分离后的尾气的含尘量≤5mg/Nm3；
脱硫处理，所述脱硫处理为半干法脱硫，所述脱硫处理入口处的二氧化硫含量≤450mg/Nm3，出口处的二氧化硫含量≤50mg/Nm3；
低温SCR脱硝处理，所述低温SCR脱硝处理的入口温度为200～250℃，出口温度为120～150℃；所述低温SCR脱硝处理的脱硝剂为浓度15～25wt％的氨水，所述脱硝剂与NOx的摩尔比值为0.9～1.0；
所述低温SCR脱硝过程中，当出现所述低温SCR脱硝处理的出口的NOx的含量超过50mg/Nm3时，对所述低温SCR脱硝的催化剂床层进行加热处理，所述加热处理的温度为280～350℃。
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CN115608363A (zh) * 2022-12-15 2023-01-17 山东理工大学 一种利用废旧锂电池材料制备脱硝催化剂的方法

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