CN108654315B - 一种稻壳灰/电石渣体系烟气脱硫脱硝吸收剂的制备方法 - Google Patents

一种稻壳灰/电石渣体系烟气脱硫脱硝吸收剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种稻壳灰/电石渣体系烟气脱硫脱硝吸收剂的制备方法，属于环境保护技术领域。本发明利用稻壳灰和电石渣进行水化反应，将得到的浆液抽滤脱水，并在80℃～150℃烘干2h～5h后得到制备的吸收剂。其中稻壳灰和电石渣的质量比为1:1～6:1；固液质量比为1:5～1:20；水化温度为70℃～130℃；水化时间为5h～11h。稻壳灰/电石渣体系的吸收剂以5％～15％的质量比与85～95％水泥生料混合，在模拟的烟气条件下进行SO2和NO的同时脱除实验。稻壳灰与电石渣水化会形成多种水合硅酸钙；同时稻壳灰和电石渣中含有的多种金属氧化物可以催化C‑NO反应进行，提高脱硝效率。本发明工艺简单，原材料成本低，可以在较低的预热器温度达到同时脱硫脱硝效果，其中，吸收剂最好可达到脱硝率85％，脱硫率99％。

Description

一种稻壳灰/电石渣体系烟气脱硫脱硝吸收剂的制备方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种工业烟气同时脱硫脱硝吸收剂的制备方法。
背景技术
人类活动造成的SOx和NOx排放主要来自化石燃料的燃烧，特别是电厂，水泥厂等燃煤锅炉的工厂。迄今为止最常用的技术仍然是使用两个独立的系统分别去除SO2和NO，但单独使用脱硫、脱硝技术，设备复杂，运行费用高，烟气同时脱硫脱硝技术已成为未来发展的趋势。
目前已经研究了一些同时脱硫脱硝的方法，其中，干法吸收剂被认为是最受欢迎的同时脱硫脱硝方法，具有设备精简，投资运行费用少和二次污染小的优点。但关于干法同时脱硫脱硝的研究还比较少，主要包括钙基吸收剂、钙基粉煤灰吸收剂、天然锰矿石、活性炭、活性炭浸渍催化剂、金属催化剂等。并且多应用于电厂，不适用于水泥工业的温度环境。
本课题组曾提出了一种干法水泥窑烟气的脱硫脱硝一体化方法，这种方法是通过稻壳灰和电石渣复掺于水泥生料中，能够在800～900℃的分解炉条件下达到很好的脱硫脱硝效果，但在800℃以下，脱硝效率不足40％。在分解炉的温度条件下，水泥生料中的CaCO3会分解产生大量的活性CaO来吸收SO2。当前普遍认为，新型干法水泥窑内SO2的排放与燃料中带入的硫没有太大的关系，影响SO2排放量的主要是原料中硫化物的含量。这些硫化物(如粘土中的黄铁矿和白铁矿)一部分在400℃左右时就可以被氧化生成SO2，另一部分硫化物(如硫铁矿)则会在500-600℃时发生氧化反应并放出SO2气体。因此，将吸收剂的反应温度降低到预热器的温度，可以及时吸收在该区域产生的原料硫，才会使脱硫工作更有意义。并且由于烟气是从回转窑到分解炉再到预热器的流转过程，吸收剂还可以有效吸收从分解炉和回转窑产生的残存燃料硫以及氮氧化物。本发明将稻壳灰和电石渣分别作为硅质和钙质材料的来源用水化法制备吸收剂，利用两者自身的相互作用，提高了在较低温度的脱硫和脱硝效率，不需要添加额外的物质，以废治废，应用范围广。
发明内容
本发明的目的在于提出一种利用稻壳灰和电石渣通过水化法制备同时脱硫脱硝吸收剂的方法。该吸收剂制备简单，能够在较低温度同时脱除SO2和NO，并达到较好的效果。
稻壳灰中的SiO2与电石渣中的Ca(OH)2水化将发生火山灰反应，形成多种水合硅铝酸钙，主要是CaAl2Si2O8和Ca2SiO4·H2O，这些反应产物具有较大的比表面积和高的持水性，提高了吸收剂的脱硫活性；同时稻壳灰和电石渣中含有的多种金属氧化物可以催化C-NO反应进行，提高脱硝效率。
本发明采用的具体技术方案如下：
一种稻壳灰/电石渣体系烟气脱硫脱硝吸收剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取一定质量比的稻壳灰和电石渣，并量取一定量的去离子水；稻壳灰和电石渣的质量比为1:1～6:1，固液质量比为1:5～1:20；
(2)将去离子水加热到60℃～70℃后，放入电石渣，同时不断搅拌，混合均匀后升温到70℃～85℃，并把稻壳灰加入到浆液中，之后升温到所需要的水化温度并保持300r/min～500r/min的磁力搅拌，促进水化反应的进行；水化反应温度为70℃～130℃；水化时间为5h～11h；
(3)当达到预定水化时间时，将吸收剂浆液进行抽滤脱水，并把吸收剂在80℃～150℃烘干2h～5h，压成粉末后密闭保存。
稻壳灰/电石渣体系的吸收剂以5～15％的质量比掺入85～95％的水泥生料中，吸收剂与水泥生料两者质量之和为100％，在模拟的烟气条件下进行SO2和NO的同时脱除实验。模拟的烟气温度为500℃～700℃。
本发明的效果是：
(1)利用稻壳灰和电石渣水化制备得到的吸收剂，具有多种脱硫活性物种-水合硅酸钙，有较大的比表面积和高的持水性，提高了吸收剂的脱硫活性，也为脱硫脱硝提供了更大的反应空间；同时稻壳灰和电石渣中含有的多种金属氧化物可以催化C-NO反应进行，提高脱硝效率。
(2)可以在一套设备里实现SO2和NO的同时脱除，在较低温度700℃时，脱硝率最好可以达到85％，脱硫率99％；
(3)无需对工业窑炉进行改造、投资成本低、操作简单，在脱硫脱硝的同时也解决了废渣的处理问题，以废治废，利于环保。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
将100mL去离子水加热到70℃后放入5g电石渣，同时不断搅拌，混合均匀后升温到85℃，并把5g稻壳灰加入到浆液中，搅拌均匀后升温到100℃，恒温加热11h并保持300r/min的磁力搅拌，将得到的浆液过滤并在150℃烘干2h，将干粉研磨。稻壳灰/电石渣体系的吸收剂以10％的质量比掺入90％的水泥生料中，在模拟的烟气条件下，进行同时脱硫脱硝测试，在700℃脱硝率达到66％，脱硫率达到99％。
实施例2
将200mL去离子水加热到70℃后放入5g电石渣，同时不断搅拌，混合均匀后升温到85℃，并把5g稻壳灰加入到浆液中，搅拌均匀后升温到130℃，恒温加热8h并保持300r/min的磁力搅拌，将得到的浆液过滤并在150℃烘干2h，将干粉研磨。稻壳灰/电石渣体系的吸收剂以10％的质量比掺入90％的水泥生料中，在模拟的烟气条件下，进行同时脱硫脱硝测试，在700℃脱硝率达到85％，脱硫率达到99％。
实施例3
将50mL去离子水加热到60℃后放入5g电石渣，同时不断搅拌，混合均匀后升温到70℃，并把5g稻壳灰加入到浆液中，在70℃恒温加热5h并保持300r/min的磁力搅拌，将得到的浆液过滤并在150℃烘干2h，将干粉研磨。稻壳灰/电石渣体系的吸收剂以10％的质量比掺入90％的水泥生料中，在模拟的烟气条件下，进行同时脱硫脱硝测试，在700℃脱硝率达到62％，脱硫率达到99％。
实施例4
将200mL去离子水加热到70℃后放入2.5g电石渣，同时不断搅拌，混合均匀后升温到85℃，并把7.5g稻壳灰加入到浆液中，搅拌均匀后升温到100℃，恒温加热5h并保持300r/min的磁力搅拌，将得到的浆液过滤并在150℃烘干2h，将干粉研磨。稻壳灰/电石渣体系的吸收剂以10％的质量比掺入90％的水泥生料中，在模拟的烟气条件下，进行同时脱硫脱硝测试，在700℃脱硝率达到70％，脱硫率达到98％。
实施例5
将50mL去离子水加热到70℃后放入2.5g电石渣，同时不断搅拌，混合均匀后升温到85℃，并把7.5g稻壳灰加入到浆液中，搅拌均匀后升温到130℃，恒温加热11h并保持300r/min的磁力搅拌，将得到的浆液过滤并在150℃烘干2h，将干粉研磨。稻壳灰/电石渣体系的吸收剂以10％的质量比掺入90％的水泥生料中，在模拟的烟气条件下，进行同时脱硫脱硝测试，在700℃脱硝率达到72％，脱硫率达到97％。
实施例6
将100mL去离子水加热到60℃后放入2.5g电石渣，同时不断搅拌，混合均匀后升温到70℃，并把7.5g稻壳灰加入到浆液中，在70℃恒温加热8h并保持300r/min的磁力搅拌，将得到的浆液过滤并在150℃烘干2h，将干粉研磨。稻壳灰/电石渣体系的吸收剂以10％的质量比掺入90％的水泥生料中，在模拟的烟气条件下，进行同时脱硫脱硝测试，在700℃脱硝率达到66％，脱硫率达到97％。
表1各实施例的脱硫脱硝率
Figure BDA0001653723330000051

Claims (3)

1.一种稻壳灰/电石渣体系烟气脱硫脱硝吸收剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）称取一定质量比的稻壳灰和电石渣，并量取一定量的去离子水；稻壳灰和电石渣的质量比为1:1~6:1，固液质量比为1:5~1:20；
（2）将去离子水加热到60℃~70℃后，放入电石渣，同时不断搅拌，混合均匀后升温到70℃~85℃，并把稻壳灰加入到浆液中，之后升温到所需要的水化温度并保持300r/min~500r/min的磁力搅拌，促进水化反应的进行；水化反应温度为70℃~130℃；水化时间为5h~11h；
（3）当达到预定水化时间时，将吸收剂浆液进行抽滤脱水，并把吸收剂在80℃~150℃烘干2h~5h，压成粉末后密闭保存。
2.一种如权利要求1一种稻壳灰/电石渣体系烟气脱硫脱硝吸收剂的制备方法所制备吸收剂的应用，其特征在于，将吸收剂以5%~15%的质量比与85~95%水泥生料混合，吸收剂与水泥生料两者质量之和为100%，在模拟的烟气条件下进行同时脱硫脱硝测试。
3.按照权利要求2所述的应用，其特征在于，模拟的烟气温度为500~700℃。
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