CN105688651B - 锅炉烟气的脱汞吸附方法以及废弃混凝土的再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了锅炉烟气的脱汞吸附方法以及废弃混凝土的再生方法，首先将废弃混凝土破碎为粒径小于20mm的混凝土块，然后干燥混凝土块，并将其研磨并过筛，选取粒径小于50目的混凝土颗粒；该混凝土颗粒可用于在电厂锅炉的省煤器下游喷射进入烟道，并吸附烟气中的汞；利用除尘器捕获吸附了烟气后的混凝土颗粒，可与粉煤灰混合后用于堆肥或者作为建筑原料。通过本发明，同时解决了锅炉烟气的脱汞吸附问题以及含氯废弃混凝土的再生问题，节能环保。
Description
技术领域
本发明属于大气净化与固体废弃物再生领域，更具体地，涉及锅炉烟气的脱汞吸附方法以及废弃混凝土的再生方法。
背景技术
随着社会的不断进步和发展，在建筑工程中，拆建所产生的废弃混凝土会对自然资源造成无谓的占用，同时对环境也会造成严重的负面影响。废弃混凝土的再利用不仅可以减少环境污染，同时也减少了浪费混凝土生产过程所必须的原材料，是一种可持续发展的途径。
煤炭作为中国主要的消费能源，燃煤电厂排放的汞是人为活动排放到大气中主要来源，释放到大气中的汞进入生物圈后会在人体内富集，严重危害人体健康。针对燃煤烟气吸附剂脱汞的主要是卤素改性矿物或者合成新型吸附剂，如专利文献CN102120174公开了一种粉煤灰基脱汞吸附剂的改性方法，由于制备过程需要通过卤盐对粉煤灰基吸附剂进行浸渍改性处理，其中卤化物会增加吸附剂的成本，并且吸附剂使用过后，粉煤灰难以被有效利用，成为固体废弃物。
专利文献CN101139193B公开了一种再生混凝土复合材料及其制备方法，用建筑废渣二次使用替代天然骨料，可以减少建筑业对天然骨料的消耗。然而，在海边或者盐湖等环境中长期浸泡的建筑材料，由于水中的氯元素浸入混凝土，如果直接再利用，则容易影响建筑物的强度性能。虽然含氯废弃混凝土可以实现再生，但是在调理与修复的过程中需要将含氯混凝土在超纯水中长期浸泡，浸泡天数长达100天以上，因此再生的人力物力与经济成本不可忽视。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了锅炉烟气的脱汞吸附方法以及废弃混凝土的再生方法，其目的在于使废弃混凝土资源化，由此同时解决燃煤烟气汞脱除和含氯废弃混凝土低成本再利用的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种锅炉烟气的脱汞吸附方法，包括以下步骤：
(1)将废弃混凝土破碎为粒径小于20mm的混凝土块并使之干燥，所述废弃混凝土的氯含量大于0.5wt.％；
(2)将所述步骤(1)获得的混凝土块研磨并过筛，选取粒径小于50目的混凝土颗粒；
(3)将所述混凝土颗粒在电厂锅炉的省煤器下游喷射进入烟道，使得所述混凝土颗粒在烟道中充分吸附烟气中的汞元素；其中，所述混凝土颗粒与所述汞元素的质量比为100:1～1000:1。
优选地，所述混凝土颗粒与所述汞元素的质量比为300:1～500:1。
优选地，所述步骤(1)中，所述废弃混凝土的氯含量大于1wt.％。
优选地，所述步骤(1)中干燥的方法为晒干，风干，或者在50℃～80℃下烘干。
优选地，在所述步骤(2)中，选取粒径小于300目的颗粒。
优选地，在所述步骤(1)中还包括，除去所述废弃混凝土中的钢筋。
按照本发明的另一个方面，还提供了一种废弃混凝土的再生方法，包括以下步骤：
(1)将废弃混凝土破碎为粒径小于20mm的混凝土块并使之干燥，所述废弃混凝土的氯含量大于0.5wt.％；
(2)将所述步骤(1)获得的混凝土块研磨并过筛，选取粒径小于50目的混凝土颗粒；
(3)将所述混凝土颗粒在电厂锅炉的省煤器下游喷射进入烟道，使得所述混凝土颗粒在烟道中充分吸附烟气中的汞元素；其中，所述混凝土颗粒与所述汞元素的质量比为100:1～1000:1；
(5)利用除尘器捕获吸附了汞元素后的混凝土颗粒。
优选地，在所述步骤(5)之后还包括，将所述混凝土颗粒与粉煤灰以1:10000～1:1000的质量比均匀混合，用于堆肥或作为建筑原料。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于利用废弃的混凝土制备脱汞吸附剂，具有以下有益效果：
1、利用废弃混凝土作为脱汞吸附的材料，从而进行电厂锅炉烟气的脱汞吸附，原料成本低，处理方法简单；
2、废弃混凝土在脱除烟气中汞元素的同时，使其中的氯离子得到了中和，从而该废弃混凝土颗粒在经除尘器捕获后，可重新利用作为建筑材料，实现了脱汞吸附和废弃混凝土的再生同时完成，节能环保。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供了一种锅炉烟气的脱汞吸附方法，包括以下步骤：
(1)将废弃混凝土破碎为粒径小于20mm的混凝土块，所述废弃混凝土的氯含量大于0.5wt.％(优选大于1wt.％)，如在盐湖、海边等环境中浸泡过的建筑物材料获得的废弃混凝土经元素分析后氯含量符合该范围均可作为原料；
(2)将所述步骤(1)获得混凝土块晒干，风干，或者在50℃～80℃下烘干；
(3)所述步骤(2)获得的干燥后的混凝土块研磨并过筛，选取粒径小于50目的混凝土颗粒，由于颗粒较小时更容易在喷射入烟道时喷射均匀，混凝土颗粒的粒径小于300目；
(4)将所述步骤(3)中获得的混凝土颗粒在电厂锅炉的省煤器下游喷射进入烟道，通过对烟气流量以及烟气中成分的比例的计算，使得所述混凝土颗粒与所述汞元素的质量比为100:1～1000:1(优选为300:1～500:1)，使得所述混凝土颗粒在烟道中充分吸附烟气中的汞元素；
(5)利用除尘器捕获吸附了汞元素后的混凝土颗粒。
吸附了汞元素后的混凝土颗粒，可以与粉煤灰以1:10000～1:1000的质量比均匀混合，然后利用该混合物堆肥，作为水泥原料或铺路。
实施例1300目以下吸附剂的制备
(1)选取盐湖大桥拆除得到的含氯废弃混凝土进行元素分析，废弃混凝土中氯元素质量分数为1％；将上述混凝土破碎，制备成20mm以下的碎块，去除里面的钢筋；
(2)将经过步骤(1)处理后的含氯废弃混凝土用加热炉在80℃下烘干。
(3)将步骤(2)中干燥的含氯废弃混凝土研磨，过300目筛，制备成300目以下粒径的颗粒状吸附剂。
实施例250目以下吸附剂的制备
(1)选取海边大桥拆除得到的含氯废弃混凝土进行元素分析，废弃混凝土中氯元素质量分数为1.5％；将上述混凝土破碎，制备成20mm以下的碎块，去除里面的钢筋；
(2)将经过步骤(1)处理后的含氯废弃混凝土用加热炉在80℃下烘干。
(3)将步骤(2)中干燥的含氯废弃混凝土研磨，过50目筛，制备成50目以下粒径的颗粒状吸附剂。
实施例3
以所述的相同步骤重复实施例1，区别在于，在所述步骤(1)中，选取氯含量为0.5％的废弃混凝土。
实施例4
以所述的相同步骤重复实施例1，区别在于，在所述步骤(2)中，干燥的方法为晒干。
实施例5
以所述的相同步骤重复实施例1，区别在于，在所述步骤(3)中，过200目筛。
实施例6吸附剂的实际电厂使用方法
(1)将实施例2制备的吸附剂，运往燃煤电厂，在燃煤电厂锅炉的省煤器下游喷射进入燃煤电厂的烟道，以燃煤烟气中单质汞的浓度10μg/m3，烟气量5000000m3/h。吸附剂喷射量按照吸附剂和汞元素的质量比为500:1的比例喷射，喷射量确定为25kg/h。
(2)吸附剂随烟气流动的过程中吸附烟气中的汞，在流经除尘器时，被捕获。
实施例7
以所述的相同步骤重复实施例6，区别在于，在所述步骤(2)中，喷射量按照吸附剂和汞元素的质量比为100:1的比例喷射。
实施例8
以所述的相同步骤重复实施例6，区别在于，在所述步骤(2)中，喷射量按照吸附剂和汞元素的质量比为100:1的比例喷射。
实验结果分析
选取50mg实施例2制备的吸附剂进行吸附效果-实验室测试。试验温度为150℃，烟气成分为N2+6％O2+12％CO2+800ppmv SO2+300ppmvNO+8％H2O+50μg/m3Hg。测试结果表明，吸附剂在穿透率达到80％时，吸附汞的 质量是2.5mg，证实本发明制备的吸附剂有较好的吸附效果。对实施例1、实施例3、实施例4以及实施例5进行分析也可获得同样效果。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种废弃混凝土的再生方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将废弃混凝土破碎为粒径小于20mm的混凝土块并使之干燥，所述废弃混凝土的氯含量大于0.5wt.％；
(2)将所述步骤(1)获得的混凝土块研磨并过筛，选取粒径小于50目的混凝土颗粒；
(3)将所述混凝土颗粒在电厂锅炉的省煤器下游喷射进入烟道，使得所述混凝土颗粒在烟道中充分吸附烟气中的汞元素；其中，所述混凝土颗粒与所述汞元素的质量比为100:1～1000:1；
(4)利用除尘器捕获吸附了汞元素后的混凝土颗粒；将所述混凝土颗粒与粉煤灰以1:10000～1:1000的质量比均匀混合，用于堆肥或作为建筑原料。
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