CN100435930C - 用于焚烧烟气净化的改性钙基吸附剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于垃圾焚烧二次污染控制技术领域，涉及用于垃圾焚烧烟气净化的改性钙基吸附剂及其制备方法。本发明的改性钙基吸附剂以CaCO₃为主要成分的工业产品轻质碳酸钙为基体，以钠盐为改性剂，两者混合煅烧而成的粉体，其中碳酸钙与钠盐的比例为100∶10-100∶25。制备方法是将轻质碳酸钙粉体浸渍或者浸泡在钠盐溶液中，加热搅拌，直接进行煅烧后得到。本发明改性方法简单，易操作，可批量生产；可以替代活性炭，综合去除垃圾焚烧烟气中的酸性气体、重金属和二恶英类污染物等，具有很大的应用前景。

Description

用于焚烧烟气净化的改性钙基吸附剂及其制备方法

技术领域

本发明属于垃圾焚烧二次污染控制技术领域，特别涉及面向生活、医疗垃圾及工业危险废物焚烧烟气污染物干法净化的钙基吸附剂及其制备技术。

技术背景

根据吸附剂和反应产物的物质形态，生活、医疗垃圾及工业危险废物焚烧烟气净化技术可分为湿式、半干式及干式三种。湿法常用的碱性药剂主要是NaOH溶液，但苛性钠价格较贵，而且湿法产生含有重金属等物质的污水需要进一步处理。半干法所用的药剂是石灰浆，虽然价格较为便宜，但制浆系统复杂，料浆输送线路易出故障。干法直接采用固体粉末吸附剂，优点是克服了堵塞腐蚀等问题，不需要水和再加热系统，投资少，运行成本低，易操作易控制，缺点是处理效率低，吸附剂利用率低。

对于重金属和二恶英类污染物，最常用的方法是活性炭喷入吸附法，即干法。但考虑到活性炭价格昂贵且用量较大，因此有必要开发高效廉价的吸附剂来替代活性炭。为了提高干法处理效率，人们采用两种方法：一是改造烟气净化系统，使得吸附剂与烟气中的污染物充分接触；二是采用添加改性剂的方法对原来的吸附剂进行改性，常见的添加剂主要有硅烷偶联剂、壳聚糖等。有机物添加剂的主要目的是改变粉体颗粒表面的吸水性，从而去除水中的有机污染物，对于空气污染物，此类改性方法并不适合。

发明内容

本发明的目的是克服了上述改性吸附剂的不足，提出一种新型用于焚烧烟气净化的改性钙基吸附剂及其制备方法，即采用一类储量丰富、价格低廉、具有发达孔隙结构等优点的钙基吸附剂作为基体，利用碱金属溶液作为添加剂在高温煅烧条件下进行改性，以获得高活性的改性钙基吸附剂系列，具有与活性炭相当甚至更优的吸附性能，能综合去除垃圾焚烧烟气中的酸性气体、重金属和二恶英类污染物等。

本发明提出的用于焚烧烟气净化的改性钙基吸附剂，其特征在于，以CaCO₃为主要成分的工业产品轻质碳酸钙为基体，以钠盐为改性剂，两者混合煅烧而成的粉体，其中碳酸钙与钠盐的比例为100∶10-100∶25。

本发明提出的用于焚烧烟气净化的改性钙基吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将轻质碳酸钙粉体浸泡或浸渍在40-80℃的10％-25％钠盐溶液中24小时-72小时，得到乳状混合液；

2)然后将得到的乳状混合液在850-950℃马弗炉中煅烧1-2小时，研磨过100-200目筛而成，密封包装待用。

上述的钠盐可选用NaCl、Na₂CO₃、Na₂S中的任意一种。

本发明的吸附剂的改性机理及效果：

本发明可使煅烧生成的CaO具有较大的内孔尺寸，从而使CaO最终转换率提高；生成了CaO/Na_xR(R为Cl，CO₃，S)共晶层，对气体反应起“催化作用”。

与轻质碳酸钙、工业产品CaO相比，利用本发明得到的系列钙基改性吸附剂的吸附性能大大提高。本发明开发的用于垃圾焚烧烟气净化的改性钙基吸附剂改性方法简单，易操作，可批量生产；而且可以综合去除垃圾焚烧烟气中的酸性气体、重金属和二恶英类污染物等。

具体实施方式

实施例1

(1)改性钙基吸附剂的制备：向100g轻质碳酸钙中加入浓度为10％的NaCl盐溶液，加热到40℃，浸泡72h，不断搅拌，静置，然后于900℃下加热煅烧1.5h。研磨过100目筛，密封包装待用。

(2)将上述活化后的钙基吸附剂MCl用于垃圾焚烧烟气的处理之中：

在某生活垃圾焚烧厂进行烟气净化现场实验，取MCl以10g/min速率喷入净化系统中。

净化前烟气：HCl浓度为1625mg/Nm³。

净化后烟气：HCl浓度为15mg/Nm³。

去除率为： $\mathrm{\η}=\frac{1625-15}{1625}\×100\%=99\%.$

实施例2

(1)改性钙基吸附剂的制备：向100g轻质碳酸钙中加入浓度为15％的Na₂CO₃盐溶液，加热到60℃，浸泡48h，间歇式搅拌，静置，然后于850℃下加热煅烧2h，研磨过200目筛，密封包装待用。

(2)将上述活化后的钙基吸附剂MC2用于垃圾焚烧烟气的处理之中：

在某医疗垃圾焚烧厂进行尾气净化现场实验，取MC2以10g/min速率喷入净化系统中。

净化前烟气：Hg浓度为0.050mg/Nm³，Cd浓度为1.095mg/Nm³，Pb浓度为76.7mg/Nm³。

净化后烟气：Hg浓度为1.05e-4mg/Nm³，去除率为99.8％；Cd浓度为2.14e-2mg/Nm³，去除率为98.0％；Pb浓度为0.2774mg/Nm³，去除率为99.6％。

实施例3

(1)改性钙基吸附剂的制备：向100g轻质碳酸钙中加入浓度为20％的Na₂S盐溶液，加热到80℃，浸泡24h，不断搅拌，静置，然后于950℃下加热煅烧1h。研磨过200目筛，密封包装待用。

(2)将上述活化后的钙基吸附剂MC3用于垃圾焚烧烟气的处理之中：

在某医疗垃圾焚烧厂进行尾气净化现场实验，取MC3以10g/min速率加入净化系统中。

净化前烟气：二恶英类污染物浓度25.1ng/Nm³。

净化后烟气：二恶英类污染物浓度0.0573ng/Nm³，去除率为99.7％。

Claims (2)

1、一种用于焚烧烟气净化的改性钙基吸附剂，其特征在于，以CaCO₃为主要成分的工业产品轻质碳酸钙为基体，以钠盐为改性剂，两者的乳状混合液在850-900℃的条件下高温煅烧而成的粉体，其中碳酸钙与钠盐的比例为100∶10-100∶25；所述的钠盐选用NaCl、Na₂CO₃、Na₂S中的任意一种。

2、一种用于焚烧烟气净化的改性钙基吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将轻质碳酸钙粉体浸泡或浸渍在40-80℃的10％-25％钠盐溶液中24小时-72小时，得到乳状混合液；

2)然后将得到的乳状混合液在850-900℃马弗炉中煅烧1-2小时，研磨过100-200目筛而成.密封包装待用；所说的钠盐选用NaCl、Na₂CO₃、Na₂S中的任意一种。