CN107583446B - 一种烟道气脱硫剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种烟道气脱硫剂，按重量份计，主要是由以下成分组成：石灰石污泥10‑40份、硅灰石粉8‑22份、碱性亚硫酸盐溶液10‑35份、乙醇胺5‑20份、碳酸酯0.6‑5份、甲酸钠0.5‑3份、消泡剂0.01‑0.05份、碳酸氢钙2‑10份、纳米活性碳7‑12份、活性矾土1‑10份、复合载体30‑80份。本发明利用废弃的石灰石污泥，以及硅灰石粉、碱性亚硫酸盐溶液，再加入乙醇胺、碳酸酯、甲酸钠、碳酸氢钙，形成碱性的浆液，能够将烟道中的含硫气体吸收，且对硫氧化物(SOx)的去除效率高，并能稳定石灰石污泥中的铵根离子，避免其以氨气的形式逸出对环境产生危害，生成的硫酸铵等可以作为农作物的氮肥，最终形成的产物不产生废水，而且本发明的脱硫剂使用是运行成本和维护成本都较低。
Description
技术领域
本发明涉及烟气脱硫技术领域，具体是涉及一种烟道气脱硫剂及其制备方法。
背景技术
去除烟道废气中二氧化硫的脱硫剂，采用最多的是廉价的石灰、石灰石和用石灰质药剂配制的碱性溶液。脱硫剂能吸收烟气中大部分的二氧化硫固定在燃料渣内。化工厂、冶炼厂等常采用碳酸钠、碱性硫酸铝等溶液作为脱硫剂处理含二氧化硫的尾气，并可解吸回收利用。
CN1067828A公开了一种“常温精脱有机硫及无机硫新工艺”，用该方法包括用改性活性炭或氧化铁在常温下脱硫，再在30-120℃的温度下用常温水解有机硫催化剂，常压水解吸收硫，或者最后再用改性活性炭或氧化铁在常温下脱硫。其中氧化铁脱硫剂是市售的TG-1、SN-1和ET-1，在该专利中没有详细记载这些脱硫剂的组成和制备方法。
海水中过量的碳酸盐(钠、钙)、电石渣中的碳酸钙、工业废水、锅炉废水中的碱性物质，以及石灰石污泥等，都是可以与酸性的二氧化硫反应而起到脱硫作用。是可以综合利用的资源，但是在实际中应用时存在着不易控制浓度、脱硫效果不稳定、脱硫效果差等缺点，而且要因地制宜。其中，石灰石污泥是在制造生石灰过程中所产生的石灰石破碎除尘调湿泥,属于工业固体废弃物,目前还没有实现"零排放"。简单的填埋处理不仅需要占用大量的土地,而且容易对周围环境和地下水资源造成污染。
因此，如何利用现有的废弃物来吸附和去除烟道废气中二氧化硫是一个很有价值的课题。
发明内容
本发明解决的第一个技术问题是提供一种烟道气脱硫剂。
本发明解决的第二个技术问题是提供一种烟道气脱硫剂的制备方法。
本发明的解决上述第一个技术问题所采用的技术方案是：
一种烟道气脱硫剂，按重量份计，主要是由以下成分组成：石灰石污泥10-40份、硅灰石粉8-22份、碱性亚硫酸盐溶液10-35份、乙醇胺5-20份、碳酸酯0.6-5份、甲酸钠0.5-3份、消泡剂0.01-0.05份、碳酸氢钙2-10份、纳米活性碳7-12份、活性矾土1-10份、复合载体30-80份。
进一步地，所述的一种烟道气脱硫剂，按重量份计，还包括0.02-0.1份分散剂。
进一步地，所述分散剂为聚羧酸的钠盐、聚丙烯酸酯、烷基环氧羧酸酯和马来酸酐按4:1:2:0.5的重量比组成的混合物，对脱硫剂中的各个成分均具有较好的分散效果。
进一步地，所述硅灰石粉的粒径为10-50μm。
进一步地，所述复合载体是由膨润土、碳化硅与ZrO2按50:2:1的重量比组成的混合物，增强稳定性，提高脱硫效率；其制备方法为：将膨润土用微波活化后，得到改性膨润土，再将改性膨润土、碳化硅与ZrO2分别用大型超细气流粉碎磨粉机粉碎至100-500nm，混合均匀即可。
进一步地，所述碱性亚硫酸盐溶液是由亚硫酸盐与氢氧化钠配制而成的溶液，其制备方法为：将亚硫酸盐溶解，配制成质量浓度为15-20％的溶液，再用质量浓度为30-65％的氢氧化钠溶液调节其pH至10.0-11.0，即成。
进一步地，所述消泡剂为特殊醇聚醚ES400和TRITON CF-10按5:1的重量比的混合，消泡剂效果好，且不与其他成分发生相互反应。
本发明的解决上述第二个技术问题所采用的技术方案是：
一种烟道气脱硫剂，其制备方法为：
(1)按所述配比称取石灰石污泥、硅灰石粉、碱性亚硫酸盐溶液、乙醇胺、碳酸酯、甲酸钠、消泡剂、碳酸氢钙、分散剂，待用；
(2)将石灰石污泥、硅灰石粉、碱性亚硫酸盐溶液、乙醇胺、碳酸酯、甲酸钠、碳酸氢钙混合，加入50-200倍量的水，再加入分散剂，搅拌均匀，最后加入消泡剂，形成稳定均一的浆液，即成。
本发明的有益效果是：
本发明利用废弃的石灰石污泥，以及硅灰石粉、碱性亚硫酸盐溶液，再加入乙醇胺、碳酸酯、甲酸钠、碳酸氢钙，形成碱性的浆液，能够将烟道中的含硫气体吸收，且对硫氧化物(SOx)的去除效率高，并能稳定石灰石污泥中的铵根离子，避免其以氨气的形式逸出对环境产生危害，生成的硫酸铵等可以作为农作物的氮肥，最终形成的产物不产生废水，而且本发明的脱硫剂使用是运行成本和维护成本都较低。
具体实施方式
实施例1：
一种烟道气脱硫剂，按重量份计，主要是由以下成分组成：石灰石污泥10份、硅灰石粉8份、碱性亚硫酸盐溶液10份、乙醇胺5份、碳酸酯0.6份、甲酸钠0.5份、消泡剂0.01份、碳酸氢钙2份、纳米活性碳7份、活性矾土1份、复合载体30份、0.02份分散剂。
其中，所述分散剂为聚羧酸的钠盐、聚丙烯酸酯、烷基环氧羧酸酯和马来酸酐按4:1:2:0.5的重量比组成的混合物。所述硅灰石粉的粒径为10μm。所述复合载体是由膨润土、碳化硅与ZrO2按50:2:1的重量比组成的混合物，其制备方法为：将膨润土用微波活化后，得到改性膨润土，再将改性膨润土、碳化硅与ZrO2分别用大型超细气流粉碎磨粉机粉碎至100nm，混合均匀即可。所述消泡剂为特殊醇聚醚ES400和TRITON CF-10按5:1的重量比的混合。
所述碱性亚硫酸盐溶液是由亚硫酸盐与氢氧化钠配制而成的溶液，其制备方法为：将亚硫酸盐溶解，配制成质量浓度为15％的溶液，再用质量浓度为30％的氢氧化钠溶液调节其pH至10.0，即成。
该烟道气脱硫剂的制备方法为：
(1)按所述配比称取石灰石污泥、硅灰石粉、碱性亚硫酸盐溶液、乙醇胺、碳酸酯、甲酸钠、消泡剂、碳酸氢钙、分散剂，待用；
(2)将石灰石污泥、硅灰石粉、碱性亚硫酸盐溶液、乙醇胺、碳酸酯、甲酸钠、碳酸氢钙混合，加入50倍量的水，再加入分散剂，搅拌均匀，最后加入消泡剂，形成稳定均一的浆液，即成。
该烟道气脱硫剂的使用方法为：向吸收塔内喷入所述浆液，所述浆液以直径约10微米大小的液滴进行喷射，浆液与烟气充分接触混合，并对烟气进行洗涤，使得烟气中的硫氧化物被浆液吸收并与浆液中的成分发生化学反应。经实验验证，其对硫氧化物的吸收率达到89％。
实施例2：
一种烟道气脱硫剂，按重量份计，主要是由以下成分组成：石灰石污泥25份、硅灰石粉15份、碱性亚硫酸盐溶液22.5份、乙醇胺12.5份、碳酸酯2.8份、甲酸钠1.75份、消泡剂0.03份、碳酸氢钙6份、纳米活性碳9.5份、活性矾土5.5份、复合载体55份、0.06份分散剂。
其中，所述分散剂为聚羧酸的钠盐、聚丙烯酸酯、烷基环氧羧酸酯和马来酸酐按4:1:2:0.5的重量比组成的混合物。所述硅灰石粉的粒径为30μm。所述复合载体是由膨润土、碳化硅与ZrO2按50:2:1的重量比组成的混合物，其制备方法为：将膨润土用微波活化后，得到改性膨润土，再将改性膨润土、碳化硅与ZrO2分别用大型超细气流粉碎磨粉机粉碎至300nm，混合均匀即可。所述消泡剂为特殊醇聚醚ES400和TRITON CF-10按5:1的重量比的混合。
所述碱性亚硫酸盐溶液是由亚硫酸盐与氢氧化钠配制而成的溶液，其制备方法为：将亚硫酸盐溶解，配制成质量浓度为17.5％的溶液，再用质量浓度为47.5％的氢氧化钠溶液调节其pH至10.5，即成。
该烟道气脱硫剂的制备方法为：
(1)按所述配比称取石灰石污泥、硅灰石粉、碱性亚硫酸盐溶液、乙醇胺、碳酸酯、甲酸钠、消泡剂、碳酸氢钙、分散剂，待用；
(2)将石灰石污泥、硅灰石粉、碱性亚硫酸盐溶液、乙醇胺、碳酸酯、甲酸钠、碳酸氢钙混合，加入125倍量的水，再加入分散剂，搅拌均匀，最后加入消泡剂，形成稳定均一的浆液，即成。
该烟道气脱硫剂的使用方法为：向吸收塔内喷入所述浆液，所述浆液以直径约10微米大小的液滴进行喷射，浆液与烟气充分接触混合，并对烟气进行洗涤，使得烟气中的硫氧化物被浆液吸收并与浆液中的成分发生化学反应。经实验验证，其对硫氧化物的吸收率达到92％。
实施例3：
一种烟道气脱硫剂，按重量份计，主要是由以下成分组成：石灰石污泥40份、硅灰石粉22份、碱性亚硫酸盐溶液35份、乙醇胺20份、碳酸酯5份、甲酸钠3份、消泡剂0.05份、碳酸氢钙10份、纳米活性碳12份、活性矾土10份、复合载体80份、0.1份分散剂。
其中，所述分散剂为聚羧酸的钠盐、聚丙烯酸酯、烷基环氧羧酸酯和马来酸酐按4:1:2:0.5的重量比组成的混合物。所述硅灰石粉的粒径为50μm。所述复合载体是由膨润土、碳化硅与ZrO2按50:2:1的重量比组成的混合物，其制备方法为：将膨润土用微波活化后，得到改性膨润土，再将改性膨润土、碳化硅与ZrO2分别用大型超细气流粉碎磨粉机粉碎至500nm，混合均匀即可。所述消泡剂为特殊醇聚醚ES400和TRITON CF-10按5:1的重量比的混合。
所述碱性亚硫酸盐溶液是由亚硫酸盐与氢氧化钠配制而成的溶液，其制备方法为：将亚硫酸盐溶解，配制成质量浓度为20％的溶液，再用质量浓度为65％的氢氧化钠溶液调节其pH至11.0，即成。
该烟道气脱硫剂的制备方法为：
(1)按所述配比称取石灰石污泥、硅灰石粉、碱性亚硫酸盐溶液、乙醇胺、碳酸酯、甲酸钠、消泡剂、碳酸氢钙、分散剂，待用；
(2)将石灰石污泥、硅灰石粉、碱性亚硫酸盐溶液、乙醇胺、碳酸酯、甲酸钠、碳酸氢钙混合，加入200倍量的水，再加入分散剂，搅拌均匀，最后加入消泡剂，形成稳定均一的浆液，即成。
该烟道气脱硫剂的使用方法为：向吸收塔内喷入所述浆液，所述浆液以直径约10微米大小的液滴进行喷射，浆液与烟气充分接触混合，并对烟气进行洗涤，使得烟气中的硫氧化物被浆液吸收并与浆液中的成分发生化学反应。经实验验证，其对硫氧化物的吸收率达到93％。
Claims (1)
1.一种烟道气脱硫剂，其特征在于，按重量份计，主要是由以下成分组成：石灰石污泥10-40份、硅灰石粉8-22份、碱性亚硫酸盐溶液10-35份、乙醇胺5-20份、碳酸酯0.6-5份、甲酸钠0.5-3份、消泡剂0.01-0.05份、碳酸氢钙2-10份、纳米活性碳7-12份、活性矾土1-10份、复合载体30-80份，还包括0.02-0.1份分散剂；
所述复合载体是由膨润土、碳化硅与ZrO2按50:2:1的重量比组成的混合物；
所述分散剂为聚羧酸的钠盐、聚丙烯酸酯、烷基环氧羧酸酯和马来酸酐按4:1:2:0.5的质量比组成的混合物；
所述硅灰石粉的粒径为10-50μm；
所述碱性亚硫酸盐溶液是由亚硫酸盐与氢氧化钠配制而成的溶液，其制备方法为：将亚硫酸盐溶解，配制成质量浓度为15-20%的溶液，再用质量浓度为30-65%的氢氧化钠溶液调节其pH至10.0-11.0，即成；
所述消泡剂为特殊醇聚醚ES400和TRITON CF-10按5:1的质量比组成的混合物。
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