CN101785987B - 用于海水脱硫的塑料规整催化填料的制备方法 - Google Patents

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本发明公开了一种用于海水脱硫的塑料规整催化填料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：首先，将规整塑料填料在丙酮和乙醇中浸泡清洗后取出晾干；再将其在浓度为1.0-5.0％KMnO4或2.5-5.0％的K2CrO3溶液中，90-100℃下反应1h；之后再用质量浓度为50-75％的H2SO4和40-55％的HNO3混酸常温浸泡6-8h；最后用去离子水洗涤，于120℃干燥4小时制得用于海水脱硫的塑料规整催化填料。与普通塑料散堆填料相比，塑料规整催化填料通过改性具有高亲水性，改善了其表面润湿性，提高了比表面积和通量以及脱硫效果。

Description

用于海水脱硫的塑料规整催化填料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种催化填料的制备方法，特别是涉及一种可用于海水烟气脱硫填料吸收塔用塑料规整催化填料的制备方法。
背景技术
据国家环保局大气环境公告，2004年，我国二氧化硫排放量为2254.9万吨；2005年，我国二氧化硫排放量为2549万吨，比2000年增加了27％，排放总量高居世界第一位。2006年又比2005年上升了1.8％。大气S02容量指标为474吨，至2006年实际超出4.6倍。以火电为例，十一五期间是建设和体制改革的重要时期，也是火电厂控制SO2的关键时刻。预计到2010年全国火电装机将达到5亿千瓦左右，煤炭消耗约13亿吨，新增SO2产生量560万吨。有关专家研究表明，中国每排放一吨SO2造成的经济损失约2万元，我国国民经济和社会发展十一五规划纲要明确提出，到2010年，全国二氧化硫排放总量将比十五末减少10％。经测算，全国SO2排放总量必须控制在2295万吨。所以，相关部门近些年一直在寻找有效的解决方法，争取尽快逐步控制和降低其危害。
烟气脱硫是目前世界上控制SO2污染、防治酸雨危害的主要脱硫方式，因此控制燃煤发电厂SO2的排放是我国烟气脱硫事业的重中之重。海水脱硫技术始于上世纪70年代，并很快在欧洲、美洲、亚洲等沿海电厂推广应用。众所周知，天然海水中含有大量的可溶性盐，通常呈碱性，自然碱度为1.2～2.5mmol/L，具有天然的酸碱缓冲能力及吸收SO2的能力，这是海水直接用于烟气脱硫的理论依据。
海水脱硫过程的核心是烟气与海水的接触传质，该过程在气液接触传质设备填料吸收塔内进行。填料的性能好坏直接影响到海水脱硫效率，填料类型的选择也是决定填料塔设计的重要因素。
传统海水脱硫工艺中塔内通常采用普通塑料散堆填料，这种填料较规整填料而言存在着比表面积小，通量小，表面润湿性不好等缺点。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于海水脱硫的塑料规整催化填料的制备方法，以提高催化填料的比表面积和表面润湿性以及脱硫效率。
本发明的技术方案如下：首先，将规整塑料填料在丙酮和乙醇中浸泡清洗后取出晾干；再将其在浓度为1.0-5.0％KMnO4或2.5-5.0％的K2CrO3溶液中，90-100℃下反应1h；之后再用质量浓度为50-75％的H2SO4和40-55％的HNO3混酸常温浸泡6-8h；最后用去离子水洗涤，于120℃干燥4小时制得用于海水脱硫的塑料规整催化填料。
所述规整塑料填料为规整聚丙烯或聚苯乙烯填料。
所述聚丙烯或聚苯乙烯规整塑料填料的堆积密度为80-150kg/m3；空隙率为70-90％；F因子为1.5-3.5；波距为10-55mm；齿形角为76-82°。
本发明的优点是：与普通塑料散堆填料相比，塑料规整催化填料通过改性具有高亲水性，改善了其表面润湿性，提高了比表面积和通量以及脱硫效果。
附图说明
图1是聚丙烯填料改性前后SO2脱除率比较。
图2是聚苯乙烯填料改性前后SO2脱除率比较。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例来进一步说明本发明。
实施例1
将规整聚丙烯填料用丙酮和乙醇浸泡清洗除杂后晾干，在浓度为3.2％KMnO4，90℃下进行1h的改性，之后再用浓度为65％的H2SO4和50％的HNO3混酸常温浸泡8h；最后用去离子水洗涤，于120℃干燥4小时而制得高亲水性和一定催化活性的规整聚丙烯催化填料，编号为AYC-OUCL-11。
实施例2
将规整聚丙烯填料用丙酮和乙醇浸泡清洗除杂后晾干，在浓度为4.8％的K2CrO3，90℃下进行1h的改性，之后再用浓度为65％的H2SO4和50％的HNO3混酸常温浸泡8h；最后用去离子水洗涤，于120℃干燥4小时而制得高亲水性和一定催化活性的规整聚丙烯催化填料，编号AYC-OUCL-12。
实施例3
将规整聚苯乙烯填料用丙酮和乙醇浸泡清洗除杂后晾干，在浓度为4.0％KMnO4，100℃下进行1h的改性，之后再用浓度为65％的H2SO4和50％的HNO3混酸常温浸泡8h；最后用去离子水洗涤，于120℃干燥4小时而制得高亲水性和一定催化活性的规整聚苯乙烯催化填料，编号为AYC-OUCL-21。
实施例4
将规整聚苯乙烯填料用丙酮和乙醇浸泡清洗除杂后晾干，在3.0％的K2CrO3，100℃下进行1h的改性，之后再用浓度为65％的H2SO4和50％的HNO3混酸常温浸泡8h；最后用去离子水洗涤，于120℃干燥4小时而制得高亲水性和一定催化活性的规整聚苯乙烯催化填料，编号分别为AYC-OUCL-22。
实施例5
将实例1和2中制备的AYC-OUCL-11和AYC-OUCL-12改性填料各7块分别装入填料吸收塔内，填料层总高度为70cm，进行海水烟气SO2脱除实验。入塔海水温度30℃，海水流量分别为20、40、60、80L/h，分别对应液气比为4.0，6.0，7.0，8.0L/Nm3。入塔模拟烟气流量10Nm3/h，烟气浓度为2100mg/m3，并与相同操作条件下未经处理过的聚丙烯填料脱硫率比较，各组实验SO2脱除率结果如图1所示。从图中可以看出，改性催化填料(AYC-OUCL-11和AYC-OUCL-12)比未改性填料脱硫率要高4-15％左右，脱硫效果较为显著。
实施例6
将实例3和4中制备的AYC-OUCL-21和AYC-OUCL-22改性填料各7块分别装入填料吸收塔内，进行海水烟气SO2脱除实验，填料层总高度为70cm。入塔海水温度30℃，海水流量分别为20、40、60、80L/h，分别对应液气比为4.0，6.0，7.0，8.0L/Nm3。入塔模拟烟气流量10Nm3/h，烟气浓度为2100mg/m3，并将同操作条件下未经处理过的聚苯乙烯填料脱硫率比较，各组实验SO2脱除率结果如图2所示。从图中可以看出，改性催化填料(AYC-OUCL-21和AYC-OUCL-22)比未改性填料脱硫率要高6-15％左右，脱硫效果较为显著。

Claims (3)

1.一种用于海水脱硫的塑料规整催化填料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：首先，将规整塑料填料在丙酮和乙醇中浸泡清洗后取出晾干；再将其在浓度为1.0-5.0% KMnO4或2.5-5.0%的K2CrO3溶液中，90-100℃下反应1h；之后再用质量浓度为50-75% 的H2SO4和40-55%的HNO3混酸常温浸泡6-8h；最后用去离子水洗涤，于120℃干燥4小时制得用于海水脱硫的塑料规整催化填料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述规整塑料填料为规整聚丙烯或聚苯乙烯填料。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述聚丙烯或聚苯乙烯规整塑料填料的堆积密度为80-150kg/m3；空隙率为70-90％；F因子为1.5-3.5；波距为10-55mm；齿形角为76-82°。
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