CN107890772B - 一种用于烟气脱砷的吸附塔及其脱砷方法 - Google Patents

一种用于烟气脱砷的吸附塔及其脱砷方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一种用于烟气脱砷的吸附塔及其脱砷方法，烟气脱砷技术领域。本发明吸附塔塔体由下至上依次设置有稳流层、活性炭吸附层和吸附剂料层，吸附剂料层设置于远离进气口的一侧，所述吸附剂料层的吸附剂包括氧化钙、冶金炉渣、沸石和粉煤灰；吸附塔塔体外侧的上部设置有微波加热部件，吸附塔塔体外侧的下部设置有电阻加热部件；微波加热部件与电阻加热部件之间设置有加热空隙。本发明通过活性炭吸附层进行预先吸附，可以将烟气中的部分砷和其他杂质进行吸附，吸附剂料层可以充分的专门对烟气中砷进行吸附，促进了氧化钙与砷的反应过程，提高了吸附剂对砷的吸附效果。

Description

一种用于烟气脱砷的吸附塔及其脱砷方法
技术领域
本发明属于烟气污染脱除技术领域，具体来说涉及，一种用于烟气脱砷的吸附塔及其脱砷方法。
背景技术
烟气中的大量SO2，NOx等污染物，由于排放量巨大、浓度高，人们很早就对其进行了相关地研究工作且取得了显著的成就。随着环保压力越来越大，研究者发现富集在烟气中的痕量元素进入大气后，同样会对人体和环境造成重大伤害，主要是因为痕量元素具有沉淀性、迁徙性，极易富集到微米、亚微米级别的颗粒表面，在大气中形成溶胶并长期悬浮其中，进入人体肺部引起严重的呼吸系统疾病。
其中，砷是极具危害的全球性污染物，具有极强的生物累积性和致癌致畸性，是威胁人类健康和生态安全的重大环境问题。大气中微量的砷氧化物就会使人中毒(规定空气中砷含量不超过0.003mg/L)，使神经系统受损，重者甚至死亡。大气中总砷负荷的60％～75％是由人为活动因素造成的。其中，金属冶炼占有绝大部分，约35％～65％。因此急需开展烟气脱砷的研究，探索合理的砷污染控制措施。
经检索，有类似的方案公开；例如：一种脱除烟气中砷、汞的装置及脱砷、汞的方法(申请号：201310750980.2，申请日：2013.12.31)，其包括脱硝系统、除尘器、磁选分离机、机械筛分机和喷射系统，脱硝系统和炉膛连接，脱硝系统的出口和除尘器的入口连接，除尘器和磁选分离机、机械筛分机相连，磁选分离机、机械筛分机通过喷射系统和脱硝系统入口前的管道相连接。其不仅能有效脱除烟气中的气态砷，同时能催化氧化烟气中的单质汞。该技术虽然可以同时减排砷和汞两种污染物，并没有专门的脱砷用的吸附剂，致使砷的减排效果有待进一步提高。
此外，一种工业烟气除尘脱硫脱砷一体化方法(申请号：201410557222.3，申请日：2014.10.20)，其利用无机硫化物吸收SOx，同时将烟气中的尘粒捕集下来，无机硫化物同烟气中的汞、砷等有毒重金属反应生不溶性成硫化盐，然后利用络合亚铁吸收NOx，无机硫化物作为还原剂再生吸收剂。有利于灰尘、SOx、NOx、汞、砷等有毒物的脱除。该技术虽然可以同时减排多种污染物，但并没有专门的脱砷用的吸附剂，致使砷的减排效果有待进一步提高。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于，克服现有技术中没有专门的烟气脱砷用的吸附塔，致使烟气脱砷效果有限的问题，提供一种用于烟气脱砷的吸附塔及其脱砷方法，将氧化钙、冶金炉渣、沸石和粉煤灰混合均匀后制备得到吸附剂混匀料，再将吸附剂混匀料加入圆筒混料机中制备得到吸附剂颗粒，通过氧化钙、冶金炉渣、沸石和粉煤灰的配合，使得吸附剂通过化学吸附和物理吸附相结合，大大提高吸附剂的吸附效果。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种用于烟气脱砷的吸附塔，吸附塔塔体由下至上依次设置有稳流层、活性炭吸附层和吸附剂料层，吸附剂料层设置于远离进气口的一侧，所述吸附剂料层的吸附剂包括氧化钙、冶金炉渣、沸石和粉煤灰。
优选地，吸附塔塔体外侧的上部设置有微波加热部件，吸附塔塔体外侧的下部设置有电阻加热部件；微波加热部件与电阻加热部件之间设置有加热空隙。
优选地，微波加热部件与吸附剂料层的上部对应设置。
优选地，稳流层与进气口之间还设置有均流层。
优选地，均流层包括横板和侧板；横板和侧板之间的夹角为120°-150°。
本发明采用上述的吸附塔的烟气脱砷方法，烟气由进气口进入吸附塔，烟气在稳流层均匀的分部于吸附塔内，烟气中的砷在活性炭吸附层和吸附剂料层被吸附，所述吸附剂料层的吸附剂包括氧化钙、冶金炉渣、沸石和粉煤灰。
优选地，烟气先在活性炭吸附层进行预脱砷，而后在吸附剂料层再进行吸附脱砷。
优选地，微波加热部件的加热温度为400～900℃，电阻加热部件的加热温度为120～160℃。
优选地，粉煤灰的加入量为M4＝γM1+αM2-δM3)-β/(1-α)M2，其中：M1为氧化钙的质量，M2为冶金炉渣的质量，M3为沸石的质量；γ取0.15～0.25，δ取1.5-2，α是冶金炉渣中的CaO和MgO质量百分含量；β是冶金炉渣中的Fe2O3和MnO质量百分含量。
优选地，氧化钙与冶金炉渣的质量之比为2.2～4.0。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种吸附塔的脱砷方法，吸附塔塔体由下至上依次设置有稳流层、活性炭吸附层和吸附剂料层，吸附剂料层设置于远离进气口的一侧，所述吸附剂料层的吸附剂包括氧化钙、冶金炉渣、沸石和粉煤灰；先通过稳流层对应烟气进行稳流使得烟气可以均匀的分布于吸附塔内，使得吸附塔塔内的烟气可以均匀的与活性炭吸附层和吸附剂料层进行反应，提高了反应的均一性；并且通过活性炭吸附层进行预先吸附，可以将烟气中的部分砷和其他杂质进行吸附，吸附剂料层可以充分的专门对烟气中砷进行吸附，提高了吸附效果；
(2)本发明的一种吸附塔的脱砷方法，吸附剂使得砷及其氧化物可以在吸附剂的表面的停留时间延长，为吸附剂与砷及其氧化物的反应提供了更长的反应时间，在高温条件下粉煤灰中的碱金属可促进氧化钙的电子偏移，并促使着砷原子进入O的空位或者桥位，或者进入Ca的顶位，促进了氧化钙与砷的反应过程，形成Ca-As复合物：Ca(AsO2)2、Ca3(AsO4)2、Ca2As2O7及Ca3As2O8；与此同时，粉煤灰与转炉渣共同作用，促进了铁氧化物的分解，且粉煤灰中的大量金属促进了转炉渣表面形成大量的反应触点位置，促使着砷及其氧化物与铁氧化物或者转炉渣活性的氧化钙反应，提高了吸附剂对砷的吸附效果；
(3)本发明的一种吸附塔的脱砷方法，转炉渣中的大量活性成分不仅可以促进砷及其氧化物与氧化钙和转炉渣的结合，而且可以直接与砷进行反应，进而提高了化学吸附的吸附效果；化学吸附对砷及其氧化物进行固定，使得吸附剂表面的砷含量降低，进而促进了物理吸附的进行，提高了吸附剂对砷的吸附效果。
附图说明
图1为本发明的一种用于烟气脱砷的吸附塔的结构图；
图2为本发明的一种用于烟气脱砷的吸附剂的制备流程图。
示意图中的标号说明：
110、进气口；111、除水层；120、均流层；121、出气孔；122、横板；123、侧板；130、稳流层；140、活性炭吸附层；150、吸附剂料层；160、出气口；
210、电阻加热部件；220、微波加热部件；230、加热空隙。
具体实施方式
下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
下文对本发明的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本发明的元件和特征由附图标记标识。
实施例1
本发明的一种用于烟气脱砷的吸附剂，包括氧化钙、冶金炉渣、沸石和粉煤灰。粉煤灰的加入量为M4＝γ(M1+αM2-δM3)-β/(1-α)M2，其中：M1为氧化钙的质量，M2为冶金炉渣的质量，M3为沸石的质量；γ取0.15～0.25，δ取1.5-2，其中值得注意的是：α是冶金炉渣中的CaO和MgO质量百分含量；β是冶金炉渣中的Fe2O3和MnO质量百分含量。氧化钙与沸石的质量之比为4～8，本实施例取5。
本实施例的氧化钙60kg，冶金炉渣20kg，沸石12kg；计算得到粉煤灰的质量为：M4＝γ(60+α20-δ12)-β/(1-α)20＝8.14kg其中γ取0.2，δ取1.5，粉煤灰具有较大的比表面积，粉煤灰和沸石对砷具有较好吸附作用，使得砷及其氧化物可以在吸附剂的表面的停留时间延长，为吸附剂与砷及其氧化物的反应提供了更长的反应时间。而且粉煤灰与氧化钙的共同作用，在高温条件下粉煤灰中的碱金属可促进氧化钙的电子偏移，并促使着砷原子进入O的空位或者桥位，或者进入Ca的顶位，促进了氧化钙与砷的反应过程，形成Ca-As复合物：Ca(AsO2)2、Ca3(AsO4)2、Ca2As2O7及Ca3As2O8，该几种砷酸钙化合物在一定的条件下会发生相互转化。与此同时，粉煤灰与转炉渣共同作用，促进了铁氧化物的分解，且粉煤灰中的大量金属促进了转炉渣表面形成大量的反应触点位置，促使着砷及其氧化物与铁氧化物或者转炉渣活性的氧化钙反应；此外，转炉渣中的大量活性成分不仅可以促进砷及其氧化物与氧化钙和转炉渣的结合，而且可以直接与砷进行反应，进而提高了化学吸附的吸附效果；化学吸附对砷及其氧化物进行固定，使得吸附剂表面的砷含量降低，进而促进了物理吸附的进行，两者相辅相成，从而提高了吸附效果，进而提高了吸附剂对砷的吸附效果，并可能发生以下反应：
4A8O(g)+O2(g)+2CaO＝2Ca(A8O2)2
4/3A8O(g)+O2(g)+2CaO＝2/3Ca3(A8O4)2
3A8O(g)+2.5O2(g)+2Fe3O4＝3FeA8O4
4/3A8O(g)+O2(g)+2MgO＝2/3Mg3(A8O4)2
4A8O(g)+O2(g)+2MgO＝2Mg(A8O2)2
As2O3(g)+3CaO+O2(g)＝Ca3(AsO4)2
2CaO+1/2A84O2(g)+O2＝Ca2A82O-18)
但是另一方面，由于粉煤灰的加入量太大将会阻塞吸附剂的吸附孔道，使得吸附效果变差，影响了物理吸附向化学吸附的传递过程，因此，这个过程中控制吸附剂中的组成尤为重要，因此本发明通过长期的研究设计了M4＝γ(M1+αM2-δM3)-β/(1-α)M2，并对各个组分进行调控；所述的冶金炉渣为转炉渣，转炉渣的百分含量为CaO：43.5％，SiO2：15.5％；Al2O3：3.8％；MgO：3.4％；Fe2O3：5.2％；MnO：2.4％；其余为杂质。
冶金炉渣为转炉渣，转炉渣中的Fe2O3的质量百分含量大于5％。粒度为0.074-5.0mm的转炉渣的百分含量大于50％。转炉渣粒度按如下质量百分含量组成：粒度≤0.074mm：5％，0.074-3.0mm：25％，3.0-5.0mm：40％；5.0-10.0mm：30％。
本实施例的粉煤灰是引风机将燃煤烟气排入大气之前，急冷呈玻璃体状态的细粒，经过除尘器，被分离、收集得到的细粒，该粉煤灰成分的质量百分含量为：SiO2：45.2％，Al2O3：28.6％，Fe2O3：8.7％，CaO：7.4％，MgO：3.6％，Na2O+K2O：2.5％，其余为杂质。所述的粉煤灰采用氢氧化钠或者氢氧化钾进行改性处理，改性剂为氢氧化钠或者氢氧化钾；本实施例的粉煤灰的处理方法为：将粉煤灰加入到氢氧化钠溶液中，在高压条件下(所述的高压为150～200KPa)，加热至120℃反应0.5-1h，反应完成后在105℃的条件下干燥2h，得到改性粉煤灰。
冶金炉渣为转炉渣，转炉渣中的Fe2O3的质量百分含量大于5％。粒度为0.074-5.0mm的转炉渣的百分含量大于50％。转炉渣粒度按如下质量百分含量组成：粒度≤0.074mm：5％，0.074-3.0mm：25％，3.0-5.0mm：40％；5.0-10.0mm：30％。
本实施例的粉煤灰是引风机将燃煤烟气排入大气之前，急冷呈玻璃体状态的细粒，经过除尘器，被分离、收集得到的细粒，该粉煤灰成分的质量百分含量为：SiO2：45.2％，Al2O3：28.6％，Fe2O3：8.7％，CaO：7.4％，MgO：3.6％，Na2O+K2O：2.5％，其余为杂质。所述的粉煤灰采用氢氧化钠或者氢氧化钾进行改性处理，改性剂为氢氧化钠或者氢氧化钾；本实施例的粉煤灰的处理方法为：将粉煤灰加入到氢氧化钠溶液中，在高压条件下(所述的高压为150～200KPa)，加热至120℃反应0.5-1h，反应完成后在105℃的条件下干燥2h，得到改性粉煤灰。
本实施例的吸附剂的制备方法为：
步骤一：原料混合混匀
(1)制备混合物A：按质量份数称取氧化钙、冶金炉渣和沸石依次加入到搅拌机中，在搅拌机中混合均匀后制得混合物A；
(2)粉煤灰预处理：将粉煤灰加入到氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的浓度为1.5mol/L，在150～200KPa条件下加热至120℃反应0.5-1h，反应完成后在105℃的条件下干燥2h，得到改性粉煤灰；
(3)按照公式计算粉煤灰的质量：M4＝γ(M1+αM2-δM3)-β/(1-α)M2，其中：M1为氧化钙的质量，M2为冶金炉渣的质量，M3为沸石的质量；γ取0.15～0.25，δ取1.5-2，α是冶金炉渣中的CaO和MgO质量百分含量；β是冶金炉渣中的Fe2O3和MnO质量百分含量；将粉煤灰加入至混合物A中，混合均匀后制备得到吸附剂混匀料；
步骤二：制粒
将步骤一中制备得到的吸附剂混匀料加入圆筒混料机中，并在混料机中加入水，混合制粒完成后制备得到吸附剂颗粒；
步骤三：预处理
将步骤二中制备得到的吸附剂颗粒放置到微波炉中，并在氮气保护的条件下进行微波加热，加热至800℃，保温30min；其具体的加热步骤如下：
首先，以5℃/min的升温速度，升温到250℃，保温10min；
其次，以10℃/min的升温速度，升温到800℃，保温30min；冷却完成后得到吸附剂；通过上述的方法制备得到的吸附剂，使得吸附剂表面Ca-O、Si-O、Fe-O和Al-O处于高能状态，从而提高了吸附剂的吸附性能。烟气在400～900℃的条件下通过吸附剂，本实施例选择的温度为800℃，吸附剂的料层厚度为500mm，烟气流量为0.2L/min；进口处烟气中砷的含量为3mg/L；出口处烟气中砷的含量为0.58mg/L，减排效率达到80.67％。
实施例2
本实施例的基本内容同实施例，不同之处在于：还包括添加剂，所述的添加剂包括高炉灰、铬渣和莫来石；各组分按照如下质量份组成：高炉灰：60％、铬渣：20％、莫来石：20％。添加剂采用外配的方式加入，添加剂的加入量为吸附剂的1-2％，本实施例为1％，即添加剂的加入量为氧化钙、冶金炉渣、沸石和粉煤灰质量之和的1-2％。在高温条下，添加剂中的金属元素在高温条件下促进了粉煤灰和转炉渣中的电子发生偏移，从而促使着烟气中的砷元素进入氧化钙中O的空位和桥位，提高了吸附剂对砷的吸附效果，除此之外添加剂中的金属促进了飞灰中的砷进入玻璃质铝硅酸盐矿物晶格中，以AsO4 -3的形式存在于吸附剂中；而且添加剂中的莫来石粉末可以附着于转炉渣或者氧化钙的表面，在转炉渣、氧化钙与莫来石的共同作用下促使着莫来石晶格中；此外，高炉灰和铬渣中存在大量的碱金属元素，可以与砷形成NaAs3O8，KAs3O8，K3AsO4等化合物，随着其中的反应生成的部分物质的性能并不是很稳定，但是恰恰是利用这些中间产物提高了吸附剂的短暂的吸附效果，使得砷及其氧化物可以吸附于吸附剂的表面，并增加了砷及其氧化物在吸附剂表面的停留时间，并为吸附剂的化学吸附提供了基础。烟气在400～900℃的条件下通过吸附剂，本实施例选择的温度为400℃，吸附剂的料层厚度为500mm，烟气流量为0.2L/min；进口处烟气中砷的含量为2mg/L；出口处烟气中砷的含量为0.35mg/L，减排效率达到82.50％。
本发明的吸附剂的具体的制备方法如下：
步骤一：原料混合混匀
(1)制备混合物A：按质量份数称取氧化钙、冶金炉渣和沸石依次加入到搅拌机中，在搅拌机中混合均匀后制得混合物A；
(2)粉煤灰预处理：将粉煤灰加入到氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的浓度为1.5mol/L，在150～200KPa条件下加热至120℃反应0.5-1h，反应完成后在105℃的条件下干燥2h，得到改性粉煤灰；
(3)按质量份数称取高炉灰、铬渣和莫来石进行混合均匀，并在氢氧化钠溶液中进行清洗，清洗完成后进行烘干得到添加剂；
(4)按照公式计算粉煤灰的质量：M4＝γ(M1+αM2-δM3)-β/(1-α)M2，其中：M1为氧化钙的质量，M2为冶金炉渣的质量，M3为沸石的质量；γ取0.15～0.25，δ取1.5-2，α是冶金炉渣中的CaO和MgO质量百分含量；β是冶金炉渣中的Fe2O3和MnO质量百分含量；将粉煤灰加入至混合物A中，而后再将添加剂加入到上述的混合物中，混合均匀后制备得到吸附剂混匀料；
步骤二：制粒
将步骤一中制备得到的吸附剂混匀料加入圆筒混料机中，并在混料机中加入水，混合制粒完成后制备得到吸附剂颗粒；
步骤三：预处理
将步骤二中制备得到的吸附剂颗粒放置到微波炉中，并在氮气保护的条件下进行微波加热，加热至800-900℃，本实施例选900℃，保温30min；其具体的加热步骤如下：
首先，以5℃/min的升温速度，升温到300℃，保温10min；
其次，以10℃/min的升温速度，升温到900℃，保温30min；冷却完成后得到吸附剂。
实施例3
本实施例的基本内容同实施例1，还包括促进剂，所述的促进剂为长径比大于1000的有机物。本实施例的促进剂为植物纤维或者动物毛发纤维或者塑料纤维，促进剂采用外配的方式加入，促进剂的加入量为吸附剂的0.05-0.2％，本实施例为0.1％，即促进剂的加入量为氧化钙、冶金炉渣、沸石和粉煤灰质量之和的0.05-0.2％；本实施例采用的为动物毛发纤维和棉纤维的混合物，毛发纤维与棉纤维的质量之比为2:1；通过在吸附剂中加入毛发纤维与棉纤维，可以使得处理后的吸附内分布较大的介孔，大大提高了吸附剂的吸附的比表面积，可以提高吸附剂的吸附效果；此外，使得孔道之间相互连通，从而促进了物理吸附向化学吸附的转换，不仅提高了化学吸附的效果，而且促进了物理吸附的持续进行；进而提高了吸附剂的吸附效果。烟气在400～900℃的条件下通过吸附剂，本实施例选择的温度为700℃，吸附剂的料层厚度为500mm，烟气流量为0.2L/min；进口处烟气中砷的含量为4mg/L；出口处烟气中砷的含量为0.45mg/L，减排效率达到88.75％。
实施例4
本实施例的基本内容同实施例，不同之处在于：添加剂包括高炉灰、铬渣、莫来石、海泡石、氮化碳，其中各组分的质量百分含量为：高炉灰：50％，铬渣：20％；莫来石：10％，海泡石：10％；氮化碳：10％，添加剂采用外配的方式加入，添加剂的加入量为吸附剂的1.5％。添加剂可以提高吸附剂物理吸附过程中的比表面积，从而提高了吸附剂的吸附效果；烟气在400～900℃的条件下通过吸附剂，本实施例选择的温度为600℃，吸附剂的料层厚度为500mm，烟气流量为0.2L/min；进口处烟气中砷的含量为2mg/L；出口处烟气中砷的含量为0.308mg/L，减排效率达到84.60％。
实施例5
本实施例的基本内容同实施例，不同之处在于：添加剂包括高炉灰、铬渣、莫来石、海泡石、氧化铁皮，其中各组分的质量百分含量为：高炉灰：50％，铬渣：20％；莫来石：10％，海泡石：5％；氧化铁皮：15％，添加剂采用外配的方式加入，添加剂的加入量为吸附剂的1.8％。添加剂可以提高吸附剂物理吸附过程中的比表面积，从而提高了吸附剂的吸附效果，氧化铁皮提高吸附的化学反应过程，提高了吸附效果；烟气在400～900℃的条件下通过吸附剂，本实施例选择的温度为700℃，吸附剂的料层厚度为600mm，烟气流量为0.2L/min；进口处烟气中砷的含量为2mg/L；出口处烟气中砷的含量为0.29mg/L，减排效率达到85.50％。
实施例6
本实施例的基本内容同实施例，不同之处在于：添加剂包括高炉灰、铬渣、莫来石、海泡石、凹凸棒土，其中各组分的质量百分含量为：高炉灰：50％，铬渣：20％；莫来石：10％，氧化铁皮：10％；凹凸棒土：10％，添加剂采用外配的方式加入，添加剂的加入量为吸附剂的2％。凹凸棒土具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，经过一系列的加热处理，添加剂可以提高吸附剂物理吸附过程中的比表面积，从而提高了吸附剂的吸附效果，氧化铁皮提高吸附的化学反应过程，提高了吸附效果；烟气在400～900℃的条件下通过吸附剂，本实施例选择的温度为600℃，吸附剂的料层厚度为500mm，烟气流量为0.2L/min；进口处烟气中砷的含量为3mg/L；出口处烟气中砷的含量为0.47mg/L，减排效率达到84.33％。
实施例7
本实施例的基本内容同实施例，不同之处在于：吸附剂中还包括烧结返矿，烧结返矿的加入量为氧化钙的5-10％，本实施例为5％，所述的烧结返矿为粒度为3-5mm的烧结返矿，并将烧结返矿细末至1-3mm；本实施例的原料混合混匀方法为：
(1)制备混合物A：按质量份数称取氧化钙、冶金炉渣和沸石依次加入到搅拌机中，在搅拌机中混合均匀后制得混合物A；
(2)粉煤灰预处理：将粉煤灰加入到氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的浓度为1.5mol/L，在150～200KPa条件下加热至120℃反应0.5-1h，反应完成后在105℃的条件下干燥2h，得到改性粉煤灰；
(3)按照公式计算粉煤灰的质量：M4＝γ(M1+αM2-δM3)-β/(1-α)M2，其中：M1为氧化钙的质量，M2为冶金炉渣的质量，M3为沸石的质量；γ取0.15～0.25，δ取1.5-2，α是冶金炉渣中的CaO和MgO质量百分含量；β是冶金炉渣中的Fe2O3和MnO质量百分含量；将粉煤灰与烧结返矿进行混合，并将粉煤灰与烧结返矿的混合料加入至混合物A中，混合均匀后制备得到吸附剂混匀料。烧结返矿为吸附剂提供了大量的反应孔道，提高了吸附剂的吸附表面积，从而提高了吸附剂的吸附效果；烟气在400～900℃的条件下通过吸附剂，本实施例选择的温度为500℃，吸附剂的料层厚度为600mm，烟气流量为0.2L/min；进口处烟气中砷的含量为4mg/L；出口处烟气中砷的含量为0.72mg/L，减排效率达到81.75％。
实施例8
本实施例一种用于烟气脱砷的吸附塔，吸附塔的塔底设置有进气口110，塔顶设置有出气口160；吸附塔塔体由下至上依次设置有稳流层130、活性炭吸附层140、吸附剂料层150；即吸附剂料层150设置于远离进气口110的一侧，活性炭吸附层140比吸附剂料层150更靠近进气口110，被净化的烟气由进气口110进入吸附塔内，烟气先经过稳流层130进行稳流，再经过活性炭吸附层140进行吸附处理，最后再吸附剂料层150中进行吸附，从而提高了吸附塔的吸附效果。
稳流层130用于稳定烟气气流，使得气体均匀的分部于吸附塔内，使得活性炭吸附层140和吸附剂料层150可以均匀的与烟气进行反应，活性炭吸附层140中装铺有活性炭颗粒；吸附剂料层150装铺有吸附剂，所述的吸附剂为上述的用于烟气脱砷的吸附剂；吸附塔塔体外侧的上部设置有微波加热部件220，吸附塔塔体外侧的下部设置有电阻加热部件210；其中微波加热部件220与吸附剂料层150的上部对应设置，即吸附剂料层150的外侧圆周设置有微波加热部件220；微波加热部件220的加热温度为400～900℃。
电阻加热部件210与吸附剂料层150的下部和活性炭吸附层140对应设置。即吸附剂料层150的下部和活性炭吸附层140的外侧圆周设置有电阻加热部件210，电阻加热部件210的加热温度为120～160℃；值得注意的是电阻加热部件210横跨活性炭吸附层140并延伸至吸附剂料层150的底部；而且微波加热部件220与电阻加热部件210之间设置有加热空隙230，加热空隙230可以使得微波加热部件220与电阻加热部件210之间具有间隔和过渡，使得烟气由活性炭吸附层140至吸附剂料层150时发生温度的波动，从而促进了气流流向的波动，为提高脱砷效果打下基础。此外，值得注意的是稳流层130与进气口110之间还设置有均流层120，进气口110上设置有除水层111，除水层111用于除去烟气中的水分；该均流层120包括横板122和侧板123；横板122和侧板123之间的夹角为120°-150°，横板122和侧板123围成梯形的均流层120，均流层120上均匀的设置有出气孔121；烟气由进气口110进入吸附塔中之后，再由均流层120进入吸附塔塔体内，烟气穿过稳流层130，在吸附剂料层150烟气中的砷及其氧化物被吸附剂所吸附；本实施例的微波加热部件220的加热温度为700℃；吸附剂料层150的底部和活性炭吸附层140的外侧圆周设置有电阻加热部件210，电阻加热部件210的加热温度为140℃。所采用的吸附剂为实施例1中的吸附剂，进口处烟气中砷的含量为4mg/L；出口处烟气中砷的含量为0.74mg/L，减排效率达到81.50％。采用多段的加热吸附，并采用吸附剂和物理吸附相结合，提高吸附剂的吸附效果。
在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。
更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (8)

1.一种用于烟气脱砷的吸附塔，其特征在于：吸附塔塔体由下至上依次设置有稳流层(130)、活性炭吸附层(140)和吸附剂料层(150)，吸附剂料层(150)设置于远离进气口(110)的一侧，吸附塔塔体外侧的上部设置有微波加热部件(220)，吸附塔塔体外侧的下部设置有电阻加热部件(210)，微波加热部件(220)与电阻加热部件(210)之间设置有加热空隙(230)；并且微波加热部件(220)与吸附剂料层(150)的上部对应设置，其中所述吸附剂料层(150)的吸附剂包括氧化钙、冶金炉渣、沸石和粉煤灰，氧化钙与冶金炉渣的质量之比为2.2～4.0，粉煤灰的加入量为M4＝γ(M1+αM2-δM3)-β/(1-α)M2，其中：M1为氧化钙的质量，M2为冶金炉渣的质量，M3为沸石的质量；γ取0.15～0.25，δ取1.5-2，α是冶金炉渣中的CaO和MgO质量百分含量；β是冶金炉渣中的Fe2O3和MnO质量百分含量。
2.根据权利要求1所述的一种用于烟气脱砷的吸附塔，其特征在于：稳流层(130)与进气口(110)之间还设置有均流层(120)。
3.根据权利要求2所述的一种用于烟气脱砷的吸附塔，其特征在于：均流层(120)包括横板(122)和侧板(123)；横板(122)和侧板(123)之间的夹角为120°-150°。
4.一种采用权利要求1-3中任一项所述的吸附塔的烟气脱砷方法，其特征在于：烟气由进气口(110)进入吸附塔，烟气在稳流层(130)均匀的分部于吸附塔内，烟气中的砷在活性炭吸附层(140)和吸附剂料层(150)被吸附，所述吸附剂料层(150)的吸附剂包括氧化钙、冶金炉渣、沸石和粉煤灰。
5.根据权利要求4的烟气脱砷方法，其特征在于：烟气先在活性炭吸附层(140)进行预脱砷，而后在吸附剂料层(150)再进行吸附脱砷。
6.根据权利要求4的烟气脱砷方法，其特征在于：微波加热部件(220)的加热温度为400～900℃，电阻加热部件(210)的加热温度为120～160℃。
7.根据权利要求4的烟气脱砷方法，其特征在于：粉煤灰的加入量为M4＝γM1+αM2-δM3)-β/(1-α)M2，其中：M1为氧化钙的质量，M2为冶金炉渣的质量，M3为沸石的质量；γ取0.15～0.25，δ取1.5-2，α是冶金炉渣中的CaO和MgO质量百分含量；β是冶金炉渣中的Fe2O3和MnO质量百分含量。
8.根据权利要求4-5中任一项所述的烟气脱砷方法，其特征在于：氧化钙与冶金炉渣的质量之比为2.2～4.0。
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