CN105854831B - 一种脱硫脱硝的碳酸钙复合物 - Google Patents

一种脱硫脱硝的碳酸钙复合物 Download PDF

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Abstract

本发明属于环保技术领域，公开了一种脱硫脱硝的碳酸钙复合物，其由如下原料制备而得：碳酸钙、蒙脱石、海泡石、高粱秸秆、阳离子淀粉、活性炭、纳米硅藻土、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、水。本发明通过对碳酸钙进行了改性，提高了脱硫脱硝效果、容量大、效率高、而且不容易膨胀、硬垢以及腐蚀管道。

Description

一种脱硫脱硝的碳酸钙复合物
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种脱硫脱硝的碳酸钙复合物。
背景技术
我国的工业化进程刚刚起步，是一个工业锅炉生产和使用大国。但是，我国燃煤工业锅炉状况令人堪忧，2010年工业锅炉燃煤排放二氧化硫约1000 万吨、氮氧化合物约200万吨、粉尘约100 万吨，废渣约9000 万吨，是我国仅次于燃煤发电的第二大煤烟型污染源；其中二氧化硫的浓度可达到50-200ug每立方米，尤其在北方的重工业城市污染更为严重。目前，企业对燃煤污染物的控制主要集中在除尘、脱硫和脱硝。烟气脱硫，指从烟道气或其他工业废气中除去硫氧化物(SO2和SO3)，脱硝是指从燃烧烟气中去除氮氧化物的过程。
现有技术比较常用的脱硫脱硝的方法是吸附法，决定吸附法效果优劣的关键是吸附剂材料的性能好坏，相关技术人员也研制了多种吸附剂用于吸附烟气中的粉尘以及其他污染物。常用的吸附剂制备成本相对较高，吸附量较小，稳定性不高，在大规模应用时存在一定的缺陷。近年来，在环境问题及能源危机日益严重的情况下，国内外逐步将研究目标转移到开发相对廉价、切实有效的新型材料。碳酸钙具备一定的脱硝功能，但是存在脱硝效果差、容量小、效率低、容易膨胀、硬垢以及腐蚀管道等缺陷。对碳酸钙进行了改进以获得性能佳的吸附剂是我们研究的课题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种脱硫脱硝的碳酸钙复合物，该复合物脱硫脱硝效果好、成本低廉、吸附容量大、腐蚀性低、环保无污染。
本发明是通过如下方案来实现的：
一种脱硫脱硝的碳酸钙复合物，其由如下原料制备而得：
碳酸钙、蒙脱石、海泡石、高粱秸秆、阳离子淀粉、活性炭、纳米硅藻土、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、水。
具体地，其按照如下工艺制备而得：
步骤1）将蒙脱石和海泡石按照1:1的质量比添加到破碎机中破碎成碎块，然后进行研磨，得到粒径为100目的粉末；
步骤2）将高粱秸秆粉碎，然后过100目筛得到高粱秸秆粉，转移到搅拌罐中，然后往搅拌罐中添加阳离子淀粉和水，搅拌均匀得到悬浊液，然后加入步骤1）所得粉末，500转/min搅拌10min，再静置12小时，过滤收集沉淀，将沉淀置于80℃烘干，最后粉碎得到50目的颗粒，即为混合物1；其中，高粱秸秆粉、阳离子淀粉、步骤1）所得粉末以及去离子水的质量比为7:3:15:30；
步骤3）称取50目的活性炭置于容器中，然后添加相同质量的体积分数为20％的稀硝酸溶液，浸泡6小时，然后取出活性炭，水洗，备用；
步骤4）将步骤3）所得活性炭、纳米硅藻土、纳米二氧化钛、纳米氧化锌以及水依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至100℃时，维持100℃继续搅拌蒸发水分，待水分含量在5%（w/w）时，停止加热，自然冷却至室温，然后在500℃下焙烧3小时，取出，粉碎成20目的颗粒，即为混合物2；其中，步骤3）所得活性炭、纳米硅藻土、纳米二氧化钛、纳米氧化锌以及去离子水的质量比为20:2:2:1:50；
步骤5）将碳酸钙粉粹成100目的粉末，然后与混合物1、混合物2按照10-15:5-7:8-12的质量比混合，搅拌均匀，即得。
本发明取得的有益效果主要包括：
本发明通过对碳酸钙进行了改性，提高了脱硫脱硝效果、容量大、效率高、而且不容易膨胀、硬垢以及腐蚀管道；本发明通过添加阳离子淀粉对蒙脱石、海泡石进行表面改性修饰，使得粉体带有电荷，提高了对粉尘的吸附能力，还能够使得产品具有一定的静电吸附作用；本发明通过对活性炭进行了进行表面氧化处理，从而提高表面含氧酸性基团的含量，增强表面的极性，更易吸附极性物质；改性活性炭含有大量的微孔，具有强的吸附功能，对其进行了改性，使它与其他物质的接触面积大大增加，对气体等具备良好的吸附作用；本发明通过浸泡焙烧等工艺，增加了孔径数目，提高了表面粗糙度以及比表面积，增强了吸附能力：本发明不同原料采用不同的粒径，增大了复合物的比表面积；本发明制备的碳酸钙复合物配伍合理，各原料相互协同，能够达到较佳的脱硫脱硝效果；本发明还使用了秸秆废弃物作为原料，节省了成本，提高了企业的工业附加值。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种脱硫脱硝的碳酸钙复合物，其由如下原料制备而得：
碳酸钙、蒙脱石、海泡石、高粱秸秆、阳离子淀粉、活性炭、纳米硅藻土、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、水。
具体地，其按照如下工艺制备而得：
步骤1）将蒙脱石和海泡石按照1:1的质量比添加到破碎机中破碎成碎块，然后进行研磨，得到粒径为100目的粉末；
步骤2）将高粱秸秆粉碎，然后过100目筛得到高粱秸秆粉，转移到搅拌罐中，然后往搅拌罐中添加阳离子淀粉和水，搅拌均匀得到悬浊液，然后加入步骤1）所得粉末，500转/min搅拌10min，再静置12小时，过滤收集沉淀，将沉淀置于80℃烘干，最后粉碎得到50目的颗粒，即为混合物1；其中，高粱秸秆粉、阳离子淀粉、步骤1）所得粉末以及去离子水的质量比为7:3:15:30；
步骤3）称取50目的活性炭置于容器中，然后添加相同质量的体积分数为20％的稀硝酸溶液，浸泡6小时，然后取出活性炭，水洗，备用；
步骤4）将步骤3）所得活性炭、纳米硅藻土、纳米二氧化钛、纳米氧化锌以及水依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至100℃时，维持100℃继续搅拌蒸发水分，待水分含量在5%（w/w）时，停止加热，自然冷却至室温，然后在500℃下焙烧3小时，取出，粉碎成20目的颗粒，即为混合物2；其中，步骤3）所得活性炭、纳米硅藻土、纳米二氧化钛、纳米氧化锌以及去离子水的质量比为20:2:2:1:50；
步骤5）将碳酸钙粉粹成100目的粉末，然后与混合物1、混合物2按照10:5:8的质量比混合，搅拌均匀，即得。
实施例2
一种脱硫脱硝的碳酸钙复合物，其由如下原料制备而得：
碳酸钙、蒙脱石、海泡石、高粱秸秆、阳离子淀粉、活性炭、纳米硅藻土、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、水。
具体地，其按照如下工艺制备而得：
步骤1）将蒙脱石和海泡石按照1:1的质量比添加到破碎机中破碎成碎块，然后进行研磨，得到粒径为100目的粉末；
步骤2）将高粱秸秆粉碎，然后过100目筛得到高粱秸秆粉，转移到搅拌罐中，然后往搅拌罐中添加阳离子淀粉和水，搅拌均匀得到悬浊液，然后加入步骤1）所得粉末，500转/min搅拌10min，再静置12小时，过滤收集沉淀，将沉淀置于80℃烘干，最后粉碎得到50目的颗粒，即为混合物1；其中，高粱秸秆粉、阳离子淀粉、步骤1）所得粉末以及去离子水的质量比为7:3:15:30；
步骤3）称取50目的活性炭置于容器中，然后添加相同质量的体积分数为20％的稀硝酸溶液，浸泡6小时，然后取出活性炭，水洗，备用；
步骤4）将步骤3）所得活性炭、纳米硅藻土、纳米二氧化钛、纳米氧化锌以及水依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至100℃时，维持100℃继续搅拌蒸发水分，待水分含量在5%（w/w）时，停止加热，自然冷却至室温，然后在500℃下焙烧3小时，取出，粉碎成20目的颗粒，即为混合物2；其中，步骤3）所得活性炭、纳米硅藻土、纳米二氧化钛、纳米氧化锌以及去离子水的质量比为20:2:2:1:50；
步骤5）将碳酸钙粉粹成100目的粉末，然后与混合物1、混合物2按照15:7:12的质量比混合，搅拌均匀，即得。
实施例3
本发明碳酸钙复合物性能测试：
模拟烟气的组分：SO2为1130mg/Nm3，NOx为465mg/Nm3，粉尘（＜2.5μm）为114mg/Nm3，空速为5000h-1，温度为120℃，同时将实施例1制备的复合物铺设到固定床反应器中，分别设定脱硫脱销除尘的时间为30、60min，测定脱硫脱销除尘率，具体见表1：
表1
污染物类型 SO2（mg/Nm3） NOx（mg/Nm3） 粉尘（mg/Nm3）
30min 92 53 16
60min 30 11 5
反应结束后，检测了本发明碳酸钙复合物工作60min对二氧化硫的吸附量：每克复合物可吸附二氧化硫76.9mg，吸附容量好，反应时间短。
以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。

Claims (2)

1.一种脱硫脱硝的碳酸钙复合物，其由如下原料制备而得：
碳酸钙、蒙脱石、海泡石、高粱秸秆、阳离子淀粉、活性炭、纳米硅藻土、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、水；
所述碳酸钙复合物按照如下工艺制备而得：
步骤1）将蒙脱石和海泡石按照1:1的质量比添加到破碎机中破碎成碎块，然后进行研磨，得到粒径为100目的粉末；
步骤2）将高粱秸秆粉碎，然后过100目筛得到高粱秸秆粉，转移到搅拌罐中，然后往搅拌罐中添加阳离子淀粉和水，搅拌均匀得到悬浊液，然后加入步骤1）所得粉末，500转/min搅拌10min，再静置12小时，过滤收集沉淀，将沉淀置于80℃烘干，最后粉碎得到50目的颗粒，即为混合物1；其中，高粱秸秆粉、阳离子淀粉、步骤1）所得粉末以及去离子水的质量比为7:3:15:30；
步骤3）称取50目的活性炭置于容器中，然后添加相同质量的体积分数为20％的稀硝酸溶液，浸泡6小时，然后取出活性炭，水洗，备用；
步骤4）将步骤3）所得活性炭、纳米硅藻土、纳米二氧化钛、纳米氧化锌以及水依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至100℃时，维持100℃继续搅拌蒸发水分，待水分含量在5%（w/w）时，停止加热，自然冷却至室温，然后在500℃下焙烧3小时，取出，粉碎成20目的颗粒，即为混合物2；其中，步骤3）所得活性炭、纳米硅藻土、纳米二氧化钛、纳米氧化锌以及去离子水的质量比为20:2:2:1:50；
步骤5）将碳酸钙粉粹成100目的粉末，然后与混合物1、混合物2按照10-15:5-7:8-12的质量比混合，搅拌均匀，即得。
2.权利要求1所述的碳酸钙复合物在脱硫脱硝中的用途。
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