CN104923065A - 一种包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂及其制备方法，包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂按照重量份的原料包括石灰石、二氧化钛、聚乙二醇酯、铁粉和多羟基添加剂，所述包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂的制备方法，具体步骤包括取料、制备氧化钙、制备二氧化碳压缩气体、制备氢氧化钙悬浮液、复合反应、碳化和陈化、二次深度过碳化、制备复合碳酸钙颗粒和制备脱硫剂。本发明中碳酸钙的碱性低，有一定耐酸性，解决了目前我国生产的碳酸钙产品碱度过高和不耐酸的问题，再和铁混合作为吸附剂脱硫，其与含SO2气体发生吸收反应可将99.9％以上的烟气中的SO2氧化生成无害物，有效防止运行设备结垢，成本低、安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳酸钙，具体是一种包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂及其制备方法。
背景技术
现有的脱硫方法有以下几种：
1、一种由石灰石组成的流化床燃烧脱硫剂，它是将石灰石粉加少量的粘土用水成型，或用水泥生料，用水团聚成型。这种粒状脱硫剂不需要对现有的流化床锅炉进行结构上的改装即可使脱硫效率达85％以上，大幅度地提高石灰石地利用率。
2、一种铁系金属氧化物用于烟气脱硫的方法，以工业含铁废料为主要原料，将制备好的脱硫剂装入反应器中，反应温度控制在350-450℃，通入模拟烟气，空速为300-24000h#+[-1]，吸硫饱和后，用水洗，水洗后的脱硫剂可继续用于脱硫。处理水溶液，可得到硫酸铁盐。
3、一种新型氧化铁脱硫剂及其制备方法，属于Fe-Zn系复合脱硫剂；采用特殊助剂，与不溶性铁盐、锌盐活性组分复合而成，各组分含量为(wt％)：氧化铁含量30～70％，氧化锌5～30％，助剂5～30％，采用压片成型的制备工艺。单纯用石灰石脱硫容易产生结圬，即产生沉淀，使用脱硫效果不佳；而用氧化铁等制成片状干式脱硫时，SO2无法与氧化铁等化学物质充分反应，使得脱硫率低，遇水易粉化，且成本高。
另外，目前生产的碳酸钙的pH值大多在9.5-10.5之间，这一方面是由碳酸钙作为一种无机强碱弱酸盐的理化特性所决定的，由于碳酸钙是强碱弱酸盐，即使在生产工艺条件完善，即氢氧化钙完全被二氧化碳所酸化的情况下，生产的碳酸钙产品的pH值也很难降低到9.0以下；另一方面是因在碳酸钙产品中总是会或多或少含杂一些以碳酸镁形式存在的镁离子，而碳酸镁由于在水中的溶解度比碳酸钙高，水解得到的碱性更强，因而也会提高碳酸钙产品的碱度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碱度低、脱硫效果好的包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂，按照重量份的原料包括：石灰石100-120份、二氧化钛10-20份、聚乙二醇酯3-5份、铁粉2-4份、多羟基添加剂1-3份。
作为本发明进一步的方案：所述包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂，按照重量份的原料包括：石灰石110份、二氧化钛15份、聚乙二醇酯4份、铁粉3份、多羟基添加剂2份。
作为本发明进一步的方案：所述石灰石中碳酸钙的含量为80-85%。
作为本发明再进一步的方案：所述聚乙二醇酯的分子量为1000-10000。
所述包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）取料：按照重量份称取各原料；
（2）制备氧化钙：先将石灰石置于干燥器中，然后升温至110-120℃干燥1.5-2.5h，再将干燥后的石灰石投入回转窑中，经预热器预热后升温至1000-1200℃进行煅烧，煅烧结束后再经冷却器降温，当温度降至100-105℃时将生成的氧化钙卸出；
（3）制备二氧化碳压缩气体：通过引风机将回转窑排放的烟气送入洗涤塔，用低温水进行洗涤后气体进入汽水分离器，分离出的气体送入装有复合胺溶液的吸收塔，所得吸收液随后进入再生塔经再沸器加热放出气体，气体经再生冷凝器降温后进入汽水分离器，分离出的气体进入脱硫塔，脱硫后的气体进入压缩机，经三级压缩后得到二氧化碳压缩气体；
（4）制备氢氧化钙悬浮液：将制备的氧化钙加入到反应釜中，然后加入4-5倍重量的水，搅拌下升温至85-95℃，在此温度下反应40-45min，反应结束后降温冷却，即得氢氧化钙悬浮液；
（5）复合反应：在40-60℃、搅拌速度800-1000r/min的条件下，向上述制得的氢氧化钙浆料中加入聚乙二醇酯和二氧化钛，搅拌30-50min得到混合溶液；
（6）碳化和陈化：向混合溶液中通入二氧化碳压缩气体，使混合溶液的pH值不断下降，在pH值达到7.0后，碳化达到终点，制得复合碳酸钙浆料；将复合碳酸钙浆料放入储存罐中进行陈化，使复合碳酸钙浆料的pH值得到稳定；
（7）二次深度过碳化：向陈化后的复合碳酸钙浆料中通入压缩二氧化碳气体进行过碳化，同时加入多羟基添加剂，连续搅拌，使碳酸钙浆料的pH值保持在7.0以下，使浆料中难溶的氢氧化镁最大程度地酸化形成易溶于水的碳酸氢镁，使镁离子以碳酸氢镁水溶液的形式存在于复合碳酸钙浆料中；再将经过二次深度过碳化的复合碳酸钙浆料快速注入到高速运行的离心机中进行脱水，至没有浆液甩出止，然后烘干；
（8）制备复合碳酸钙颗粒：对干燥后得到的复合碳酸钙团聚体进行解聚，同时通入热风对解聚的复合碳酸钙颗粒进行二次深度烘干，在此过程中，用定量泵连续滴加无机缩合酸对复合碳酸钙颗粒进行表面处理，最后将碳酸钙与热风分离、过筛来筛掉粗颗粒，制得复合碳酸钙颗粒；
（9）制备脱硫剂：将铁粉和上述制得的复合碳酸钙颗粒分别粉碎至400-500目，在进行混合搅拌10-20min得到脱硫剂成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中碳酸钙的碱性低，有一定耐酸性，解决了目前我国生产的碳酸钙产品碱度过高和不耐酸的问题，再和铁混合作为吸附剂脱硫，其与含SO2气体发生吸收反应可将99.9％以上的烟气中的SO2氧化生成无害物，有效防止运行设备结垢，成本低、安全可靠。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
本发明实施例中，一种包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂，按照重量份的原料包括：碳酸钙含量为80%的石灰石100份、二氧化钛10份、分子量为1000的聚乙二醇酯3份、铁粉2份、多羟基添加剂1份。
所述包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）取料：按照重量份称取各原料；
（2）制备氧化钙：先将石灰石置于干燥器中，然后升温至110℃干燥1.5h，再将干燥后的石灰石投入回转窑中，经预热器预热后升温至1000℃进行煅烧，煅烧结束后再经冷却器降温，当温度降至100℃时将生成的氧化钙卸出；
（3）制备二氧化碳压缩气体：通过引风机将回转窑排放的烟气送入洗涤塔，用低温水进行洗涤后气体进入汽水分离器，分离出的气体送入装有复合胺溶液的吸收塔，所得吸收液随后进入再生塔经再沸器加热放出气体，气体经再生冷凝器降温后进入汽水分离器，分离出的气体进入脱硫塔，脱硫后的气体进入压缩机，经三级压缩后得到二氧化碳压缩气体；
（4）制备氢氧化钙悬浮液：将制备的氧化钙加入到反应釜中，然后加入4倍重量的水，搅拌下升温至85℃，在此温度下反应40min，反应结束后降温冷却，即得氢氧化钙悬浮液；
（5）复合反应：在40℃、搅拌速度800r/min的条件下，向上述制得的氢氧化钙浆料中加入聚乙二醇酯和二氧化钛，搅拌30min得到混合溶液；
（6）碳化和陈化：向混合溶液中通入二氧化碳压缩气体，使混合溶液的pH值不断下降，在pH值达到7.0后，碳化达到终点，制得复合碳酸钙浆料；将复合碳酸钙浆料放入储存罐中进行陈化，使复合碳酸钙浆料的pH值得到稳定；
（7）二次深度过碳化：向陈化后的复合碳酸钙浆料中通入压缩二氧化碳气体进行过碳化，同时加入多羟基添加剂，连续搅拌，使碳酸钙浆料的pH值保持在7.0以下，使浆料中难溶的氢氧化镁最大程度地酸化形成易溶于水的碳酸氢镁，使镁离子以碳酸氢镁水溶液的形式存在于复合碳酸钙浆料中；再将经过二次深度过碳化的复合碳酸钙浆料快速注入到高速运行的离心机中进行脱水，至没有浆液甩出止，在最大程度地降低滤饼中残留水分的同时，也最大程度地随水分甩出溶在复合碳酸钙浆液中的碳酸氢镁，从而达到最大程度地降低镁离子在产品中残留的目的，然后烘干；
（8）制备复合碳酸钙颗粒：对干燥后得到的复合碳酸钙团聚体进行解聚，同时通入热风对解聚的复合碳酸钙颗粒进行二次深度烘干，在此过程中，用定量泵连续滴加无机缩合酸对复合碳酸钙颗粒进行表面处理，最后将碳酸钙与热风分离、过筛来筛掉粗颗粒，制得复合碳酸钙颗粒；
（9）制备脱硫剂：将铁粉和上述制得的复合碳酸钙颗粒分别粉碎至400目，在进行混合搅拌10min得到脱硫剂成品。
实施例2
本发明实施例中，一种包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂，按照重量份的原料包括：碳酸钙含量为82%的石灰石110份、二氧化钛15份、分子量为5000的聚乙二醇酯4份、铁粉3份、多羟基添加剂2份。
所述包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）取料：按照重量份称取各原料；
（2）制备氧化钙：先将石灰石置于干燥器中，然后升温至115℃干燥2h，再将干燥后的石灰石投入回转窑中，经预热器预热后升温至1100℃进行煅烧，煅烧结束后再经冷却器降温，当温度降至102℃时将生成的氧化钙卸出；
（3）制备二氧化碳压缩气体：通过引风机将回转窑排放的烟气送入洗涤塔，用低温水进行洗涤后气体进入汽水分离器，分离出的气体送入装有复合胺溶液的吸收塔，所得吸收液随后进入再生塔经再沸器加热放出气体，气体经再生冷凝器降温后进入汽水分离器，分离出的气体进入脱硫塔，脱硫后的气体进入压缩机，经三级压缩后得到二氧化碳压缩气体；
（4）制备氢氧化钙悬浮液：将制备的氧化钙加入到反应釜中，然后加入4.5倍重量的水，搅拌下升温至90℃，在此温度下反应42min，反应结束后降温冷却，即得氢氧化钙悬浮液；
（5）复合反应：在50℃、搅拌速度900r/min的条件下，向上述制得的氢氧化钙浆料中加入聚乙二醇酯和二氧化钛，搅拌40min得到混合溶液；
（6）碳化和陈化：向混合溶液中通入二氧化碳压缩气体，使混合溶液的pH值不断下降，在pH值达到7.0后，碳化达到终点，制得复合碳酸钙浆料；将复合碳酸钙浆料放入储存罐中进行陈化，使复合碳酸钙浆料的pH值得到稳定；
（7）二次深度过碳化：向陈化后的复合碳酸钙浆料中通入压缩二氧化碳气体进行过碳化，同时加入多羟基添加剂，连续搅拌，使碳酸钙浆料的pH值保持在7.0以下，使浆料中难溶的氢氧化镁最大程度地酸化形成易溶于水的碳酸氢镁，使镁离子以碳酸氢镁水溶液的形式存在于复合碳酸钙浆料中；再将经过二次深度过碳化的复合碳酸钙浆料快速注入到高速运行的离心机中进行脱水，至没有浆液甩出止，在最大程度地降低滤饼中残留水分的同时，也最大程度地随水分甩出溶在复合碳酸钙浆液中的碳酸氢镁，从而达到最大程度地降低镁离子在产品中残留的目的，然后烘干；
（8）制备复合碳酸钙颗粒：对干燥后得到的复合碳酸钙团聚体进行解聚，同时通入热风对解聚的复合碳酸钙颗粒进行二次深度烘干，在此过程中，用定量泵连续滴加无机缩合酸对复合碳酸钙颗粒进行表面处理，最后将碳酸钙与热风分离、过筛来筛掉粗颗粒，制得复合碳酸钙颗粒；
（9）制备脱硫剂：将铁粉和上述制得的复合碳酸钙颗粒分别粉碎至450目，在进行混合搅拌15min得到脱硫剂成品。
实施例3
本发明实施例中，一种包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂，按照重量份的原料包括：碳酸钙含量为85%的石灰石120份、二氧化钛20份、分子量为10000的聚乙二醇酯5份、铁粉4份、多羟基添加剂3份。
所述包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）取料：按照重量份称取各原料；
（2）制备氧化钙：先将石灰石置于干燥器中，然后升温至120℃干燥2.5h，再将干燥后的石灰石投入回转窑中，经预热器预热后升温至1200℃进行煅烧，煅烧结束后再经冷却器降温，当温度降至105℃时将生成的氧化钙卸出；
（3）制备二氧化碳压缩气体：通过引风机将回转窑排放的烟气送入洗涤塔，用低温水进行洗涤后气体进入汽水分离器，分离出的气体送入装有复合胺溶液的吸收塔，所得吸收液随后进入再生塔经再沸器加热放出气体，气体经再生冷凝器降温后进入汽水分离器，分离出的气体进入脱硫塔，脱硫后的气体进入压缩机，经三级压缩后得到二氧化碳压缩气体；
（4）制备氢氧化钙悬浮液：将制备的氧化钙加入到反应釜中，然后加入5倍重量的水，搅拌下升温至95℃，在此温度下反应45min，反应结束后降温冷却，即得氢氧化钙悬浮液；
（5）复合反应：在60℃、搅拌速度1000r/min的条件下，向上述制得的氢氧化钙浆料中加入聚乙二醇酯和二氧化钛，搅拌50min得到混合溶液；
（6）碳化和陈化：向混合溶液中通入二氧化碳压缩气体，使混合溶液的pH值不断下降，在pH值达到7.0后，碳化达到终点，制得复合碳酸钙浆料；将复合碳酸钙浆料放入储存罐中进行陈化，使复合碳酸钙浆料的pH值得到稳定；
（7）二次深度过碳化：向陈化后的复合碳酸钙浆料中通入压缩二氧化碳气体进行过碳化，同时加入多羟基添加剂，连续搅拌，使碳酸钙浆料的pH值保持在7.0以下，使浆料中难溶的氢氧化镁最大程度地酸化形成易溶于水的碳酸氢镁，使镁离子以碳酸氢镁水溶液的形式存在于复合碳酸钙浆料中；再将经过二次深度过碳化的复合碳酸钙浆料快速注入到高速运行的离心机中进行脱水，至没有浆液甩出止，在最大程度地降低滤饼中残留水分的同时，也最大程度地随水分甩出溶在复合碳酸钙浆液中的碳酸氢镁，从而达到最大程度地降低镁离子在产品中残留的目的，然后烘干；
（8）制备复合碳酸钙颗粒：对干燥后得到的复合碳酸钙团聚体进行解聚，同时通入热风对解聚的复合碳酸钙颗粒进行二次深度烘干，在此过程中，用定量泵连续滴加无机缩合酸对复合碳酸钙颗粒进行表面处理，最后将碳酸钙与热风分离、过筛来筛掉粗颗粒，制得复合碳酸钙颗粒；
（9）制备脱硫剂：将铁粉和上述制得的复合碳酸钙颗粒分别粉碎至500目，在进行混合搅拌20min得到脱硫剂成品。
本发明中碳酸钙的碱性低，有一定耐酸性，解决了目前我国生产的碳酸钙产品碱度过高和不耐酸的问题，再和铁混合作为吸附剂脱硫，其与含SO2气体发生吸收反应可将99.9％以上的烟气中的SO2氧化生成无害物，有效防止运行设备结垢，成本低、安全可靠。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂，其特征在于，按照重量份的原料包括：石灰石100-120份、二氧化钛10-20份、聚乙二醇酯3-5份、铁粉2-4份、多羟基添加剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂，其特征在于，按照重量份的原料包括：石灰石110份、二氧化钛15份、聚乙二醇酯4份、铁粉3份、多羟基添加剂2份。
3.根据权利要求1-2任一所述的包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂，其特征在于，所述石灰石中碳酸钙的含量为80-85%。
4.根据权利要求1-2任一所述的包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂，其特征在于，所述聚乙二醇酯的分子量为1000-10000。
5.一种如权利要求1-2任一所述的包含高密度复合碳酸钙的脱硫剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）取料：按照重量份称取各原料；
（2）制备氧化钙：先将石灰石置于干燥器中，然后升温至110-120℃干燥1.5-2.5h，再将干燥后的石灰石投入回转窑中，经预热器预热后升温至1000-1200℃进行煅烧，煅烧结束后再经冷却器降温，当温度降至100-105℃时将生成的氧化钙卸出；
（3）制备二氧化碳压缩气体：通过引风机将回转窑排放的烟气送入洗涤塔，用低温水进行洗涤后气体进入汽水分离器，分离出的气体送入装有复合胺溶液的吸收塔，所得吸收液随后进入再生塔经再沸器加热放出气体，气体经再生冷凝器降温后进入汽水分离器，分离出的气体进入脱硫塔，脱硫后的气体进入压缩机，经三级压缩后得到二氧化碳压缩气体；
（4）制备氢氧化钙悬浮液：将制备的氧化钙加入到反应釜中，然后加入4-5倍重量的水，搅拌下升温至85-95℃，在此温度下反应40-45min，反应结束后降温冷却，即得氢氧化钙悬浮液；
（5）复合反应：在40-60℃、搅拌速度800-1000r/min的条件下，向上述制得的氢氧化钙浆料中加入聚乙二醇酯和二氧化钛，搅拌30-50min得到混合溶液；
（6）碳化和陈化：向混合溶液中通入二氧化碳压缩气体，使混合溶液的pH值不断下降，在pH值达到7.0后，碳化达到终点，制得复合碳酸钙浆料；将复合碳酸钙浆料放入储存罐中进行陈化，使复合碳酸钙浆料的pH值得到稳定；
（7）二次深度过碳化：向陈化后的复合碳酸钙浆料中通入压缩二氧化碳气体进行过碳化，同时加入多羟基添加剂，连续搅拌，使碳酸钙浆料的pH值保持在7.0以下，使浆料中难溶的氢氧化镁最大程度地酸化形成易溶于水的碳酸氢镁，使镁离子以碳酸氢镁水溶液的形式存在于复合碳酸钙浆料中；再将经过二次深度过碳化的复合碳酸钙浆料快速注入到高速运行的离心机中进行脱水，至没有浆液甩出止，然后烘干；
（8）制备复合碳酸钙颗粒：对干燥后得到的复合碳酸钙团聚体进行解聚，同时通入热风对解聚的复合碳酸钙颗粒进行二次深度烘干，在此过程中，用定量泵连续滴加无机缩合酸对复合碳酸钙颗粒进行表面处理，最后将碳酸钙与热风分离、过筛来筛掉粗颗粒，制得复合碳酸钙颗粒；
（9）制备脱硫剂：将铁粉和上述制得的复合碳酸钙颗粒分别粉碎至400-500目，在进行混合搅拌10-20min得到脱硫剂成品。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Hangzhou City, Zhejiang province Fuyang District 311407 new Tongxiang Cheng Pu Pu Cun snake Applicant after: Zhejiang Chengyu Environmental Protection New Material Co., Ltd. Address before: Hangzhou City, Zhejiang province Fuyang District 311407 new Tongxiang Cheng Pu Pu Cun snake Applicant before: Hangzhou Xin Lei desulfurizing agent Co., Ltd |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150923 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |