CN105903323B - 一种固态脱硫粉剂及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于环保技术领域，公开了一种固态脱硫粉剂，其按照如下工艺制备而得：步骤1）制备混合料1，步骤2）制备混合料2，步骤3）制备混合料3，步骤4）制备混合料4，步骤5）制备脱硫粉剂。本发明固态脱硫粉剂吸附容量好，反应时间短，脱硫效果高。

Description

一种固态脱硫粉剂及其制备工艺
技术领域
本发明属于环保技术领域，公开了一种固态脱硫粉剂及其制备工艺。
背景技术
大气中的二氧化硫(SO2)是分布最广，数量最大，危害最严重的气体污染物之一，其主要来源有含硫燃料的燃烧，含硫矿物的冶炼，化学工业的废气，也有水泥窑废气排放的SO2等工业。SO2是酸雨的主要前驱物之一，我国的 SO2 排放量现已居世界之首,且每年排放量还有增长的趋势，从而形成长江以南,青藏高原以东大面积的酸雨，其中以 长沙为代表的华中酸雨区酸度值最低，出现频率最高，并呈加重之势；西南酸雨区次之,华南酸雨区和华东沿海酸雨区分布最广，污染严重。现已发现二氧化硫及其酸雨对森林、土壤、农作物和建筑物造成危害。
目前，有较多的公司开始着手研究可同时脱硫制剂，也有一些产品上市销售；大多数的脱硫制剂存在成本相对较高，吸附量较小，稳定性不高，在大规模应用时存在一定的缺陷。近年来最为普遍的是喷射粉末活性炭法，活性炭作为一种吸附剂，具有较好的脱硫效率，但其利用率低，成本也会继续提高，仍然难以实现大规模工业化。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来制备脱硫制剂。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种固态脱硫粉剂，该脱硫粉剂脱硫效果好，硫容量高，脱硫时间短，可应用于多种环境进行脱硫。本发明还公开了上述脱硫粉剂的制备工艺。
本发明是通过如下方案来实现的：
一种固态脱硫粉剂，其按照如下工艺制备而得：
步骤1）制备混合料1，步骤2）制备混合料2，步骤3）制备混合料3，步骤4）制备混合料4，步骤5）制备脱硫粉剂；
具体地，包括如下步骤：
步骤1）制备混合料1：将氧化钙、粉煤灰、氟化钙以及硅酸二钙添加到混合搅拌器中，600转/min搅拌3min，边搅拌边喷洒聚二甲基硅氧烷，搅拌完毕后，加热至80℃，保温3min，得到混合料1；其中，氧化钙、粉煤灰、氟化钙、硅酸二钙以及聚二甲基硅氧烷的质量比为12:8:5:2:1；
步骤2）制备混合料2：将钙镁橄榄石、莫来石以及水镁石分别用破碎机破碎，然后混合，再投入到振动球磨机中，待球磨至粒径为100-200um，停止球磨，出料，随后用浓度为1M的氢氧化钠水溶液浸泡6小时，最后60℃烘干，得到混合料2；其中，钙镁橄榄石、莫来石、水镁石以及氢氧化钠水溶液的质量比为5:4:3:10；
步骤3）制备混合料3：将水稻秸秆用粉碎机粉碎，然后研磨至300-500um的粉末，最后与纳米二氧化硅混合，得到混合料3；其中，水稻秸秆和纳米二氧化硅的质量比为5:1；
步骤4）制备混合料4：将白云石和硅藻土按照1:1的质量比混合，然后置于煅烧炉中煅烧2h，煅烧温度为1000℃，取出，冷却至室温，粉碎得到混合料4；
步骤5）制备脱硫粉剂：将混合料1、混合料2、混合料3以及混合料4按照25-40:12-18:5-9:3-5的质量比混合搅拌均匀，即得脱硫粉剂。
其中，纳米二氧化硅的粒径为100-200nm。
本发明取得的有益效果主要包括但不限于以下几个方面：
1.本发明制备的脱硫粉剂呈固态分散粉末状，原料配伍合理，脱硫效果好，硫容量高，缩短了硫化反应时间。
2.本发明多采用来源广泛的原料和农业废弃物，使得废弃物变成新的能源，解决了企业环保压力，实现了变废为宝。
3.本发明采用煅烧白云石和硅藻土的工艺，增加了吸附效果，起到很好的催化作用。
4.本发明采用了废弃农作物秸秆，粒径大，形成一定的孔结构，提高了吸附效果。
5.本发明通过喷洒聚二甲基硅氧烷和加热，使得粉剂表面形成保护膜，提高了粉剂的保存时间以及脱硫效率。
6.本发明通过添加纳米级粒子，提高了分散效果，扩大了吸附剂容量。
7.本发明脱硫粉剂的制备方法简单，适合工业化生产，原料成本低廉，制备的粉剂环保无污染，可广泛应用于各类烟气脱硫。
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
一种固态脱硫粉剂，其按照如下工艺制备而得：
步骤1）制备混合料1，步骤2）制备混合料2，步骤3）制备混合料3，步骤4）制备混合料4，步骤5）制备脱硫粉剂；
具体地，包括如下步骤：
步骤1）制备混合料1：将氧化钙、粉煤灰、氟化钙以及硅酸二钙添加到混合搅拌器中，600转/min搅拌3min，边搅拌边喷洒聚二甲基硅氧烷，搅拌完毕后，加热至80℃，保温3min，得到混合料1；其中，氧化钙、粉煤灰、氟化钙、硅酸二钙以及聚二甲基硅氧烷的质量比为12:8:5:2:1；
步骤2）制备混合料2：将钙镁橄榄石、莫来石以及水镁石分别用破碎机破碎，然后混合，再投入到振动球磨机中，待球磨至粒径为100um，停止球磨，出料，随后用浓度为1M的氢氧化钠水溶液浸泡6小时，最后60℃烘干，得到混合料2；其中，钙镁橄榄石、莫来石、水镁石以及氢氧化钠水溶液的质量比为5:4:3:10；
步骤3）制备混合料3：将水稻秸秆用粉碎机粉碎，然后研磨至300um的粉末，最后与纳米二氧化硅混合，得到混合料3；其中，水稻秸秆和纳米二氧化硅的质量比为5:1；
步骤4）制备混合料4：将白云石和硅藻土按照1:1的质量比混合，然后置于在煅烧炉中煅烧2h，煅烧温度为1000℃，取出，冷却至室温，粉碎得到混合料4；
步骤5）制备脱硫粉剂：将混合料1、混合料2、混合料3以及混合料4按照25:12:5:3的质量比混合搅拌均匀，即得脱硫粉剂。
实施例2
一种固态脱硫粉剂，其按照如下工艺制备而得：
步骤1）制备混合料1，步骤2）制备混合料2，步骤3）制备混合料3，步骤4）制备混合料4，步骤5）制备脱硫粉剂；
具体地，包括如下步骤：
步骤1）制备混合料1：将氧化钙、粉煤灰、氟化钙以及硅酸二钙添加到混合搅拌器中，600转/min搅拌3min，边搅拌边喷洒聚二甲基硅氧烷，搅拌完毕后，加热至80℃，保温3min，得到混合料1；其中，氧化钙、粉煤灰、氟化钙、硅酸二钙以及聚二甲基硅氧烷的质量比为12:8:5:2:1；
步骤2）制备混合料2：将钙镁橄榄石、莫来石以及水镁石分别用破碎机破碎，然后混合，再投入到振动球磨机中，待球磨至粒径为200um，停止球磨，出料，随后用浓度为1M的氢氧化钠水溶液浸泡6小时，最后60℃烘干，得到混合料2；其中，钙镁橄榄石、莫来石、水镁石以及氢氧化钠水溶液的质量比为5:4:3:10；
步骤3）制备混合料3：将水稻秸秆用粉碎机粉碎，然后研磨至500um的粉末，最后与纳米二氧化硅混合，得到混合料3；其中，水稻秸秆和纳米二氧化硅的质量比为5:1；
步骤4）制备混合料4：将白云石和硅藻土按照1:1的质量比混合，然后置于在煅烧炉中煅烧2h，煅烧温度为1000℃，取出，冷却至室温，粉碎得到混合料4；
步骤5）制备脱硫粉剂：将混合料1、混合料2、混合料3以及混合料4按照40:18:9:5的质量比混合搅拌均匀，即得脱硫粉剂。
实施例3
模拟含二氧化硫的烟气，同时将实施例1制备的脱硫粉剂铺设到脱硫反应室，烟气进入反应室的速度为0.5m/min，烟气温度为100℃，分别设定脱硫时间为15、25、40、60min，测定脱硫率，具体见表1：
表1
脱硫时间min 进口浓度mg/m3 出口浓度mg/m3 脱硫率%
15 935.2 258.9 72.31
25 912.4 217.5 76.16
40 923.8 177.8 80.75
60 916.7 168.6 81.61
结论：本发明固态脱硫粉剂脱硫率可达到80%以上；反应结束后，检测了脱硫粉剂工作60min对二氧化硫的吸附量：每克吸附剂可吸附二氧化硫60.5mg，吸附容量好，反应时间短，脱硫效果高。
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 (1)

1.一种固态脱硫粉剂，其按照如下工艺制备而得：
步骤1）制备混合料1包括如下步骤：将氧化钙、粉煤灰、氟化钙以及硅酸二钙添加到混合搅拌器中，600转/min搅拌3min，边搅拌边喷洒聚二甲基硅氧烷，搅拌完毕后，加热至80℃，保温3min，得到混合料1；其中，氧化钙、粉煤灰、氟化钙、硅酸二钙以及聚二甲基硅氧烷的质量比为12:8:5:2:1；
步骤2）制备混合料2包括如下步骤：将钙镁橄榄石、莫来石以及水镁石分别用破碎机破碎，然后混合，再投入到振动球磨机中，待球磨至粒径为100-200um，停止球磨，出料，随后用浓度为1M的氢氧化钠水溶液浸泡6小时，最后60℃烘干，得到混合料2；其中，钙镁橄榄石、莫来石、水镁石以及氢氧化钠水溶液的质量比为5:4:3:10；
步骤3）制备混合料3包括如下步骤：将水稻秸秆用粉碎机粉碎，然后研磨至300-500um的粉末，最后与纳米二氧化硅混合，得到混合料3；其中，水稻秸秆和纳米二氧化硅的质量比为5:1；
步骤4）制备混合料4包括如下步骤：将白云石和硅藻土按照1:1的质量比混合，然后置于煅烧炉中煅烧2h，煅烧温度为1000℃，取出，冷却至室温，粉碎得到混合料4；
步骤5）制备脱硫粉剂包括如下步骤：将混合料1、混合料2、混合料3以及混合料4按照25-40:12-18:5-9:3-5的质量比混合搅拌均匀，即得脱硫粉剂。
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