CN109647176A - 一种脱硫剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脱硫剂及其制备方法，该脱硫剂包括载体和浸渍载体的溶液，载体包括：粉煤灰、黑矸子土、石灰、膨润土/沸石、无烟煤粉、氧化铜、铁氧化物、锰氧化物、碱土金属氧化物、和铈氧化物；浸渍溶液包括：钠的碱性化合物、氧化铝、硫酸亚铁、硫酸铜中的一种或多种。本发明以成本低廉、资源丰富的粉煤灰、石灰和非金属矿物为载体原料，制造成本低，可以再生重复利用，从而大大地降低脱硫成本，提高了烟气脱硫的效率，解决了工艺上的三废问题；同时脱硫运行过程节水、节电、节能，既可单独使用也可与脱硝催化剂配合使用。
Description
技术领域
本发明涉及大气污染治理技术领域，尤其涉及一种脱硫剂及其制备方法。
背景技术
我国是世界上最大煤炭生产国，同时我国还是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一。目前以煤为能源的工业锅(窑)炉排放的废烟气中存有大量的SO2，不断增加的SO2排放已经连续多年超过2000万吨，现在已经居世界首位。这样就导致了我国的酸雨和SO2污染日趋严重，同时SO2的存在也会腐蚀锅炉烟囱、烟道、减少锅炉的使用寿命，因此工业锅(窑)炉所产生的SO2的控制已经成为了我国大气污染控制的主要任务。
目前我国废烟气脱硫是控制工业锅(窑)炉SO2排放的主要途径。目前运用烟气脱硫的主要技术工艺包括：石灰石-石膏(湿法)，纯碱法，双碱法，氧化镁法，海水法，电子束法，氨水洗涤法等。
上述这些方法和技术都存有很多这样那样的不足或缺陷，主要包括以下几个方面：
1、技术及装备绝大多数是引进国外的；
2、脱硫技术自身也存在一定的缺陷：
(1)脱硫效率为40％--80％；(2)二次污染，所产生的废渣、废水均为难以处理的污染物；(3)工艺占地面积大，投资规模大,而且脱硫设备结垢后腐蚀严重；(4)产生的白色“烟羽”还要进行二次“消白”治理。(5)运行费用较高等等。上述存在的问题和缺陷都有待于进一步改进、完善和提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱硫剂及其制备方法，解决工业锅/窑炉烟气中SO2排放的问题。
为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种脱硫剂，包括载体和浸渍所述载体的溶液，所述载体包括粉煤灰、黑矸子土、石灰、膨润土/沸石、无烟煤粉、氧化铜、铁氧化物、锰氧化物、碱土金属氧化物和铈氧化物，所述浸渍溶液为钠的碱性化合物、氧化铝、硫酸亚铁和硫酸铜中的一种或多种。
优选的，所述载体根据质量百分比包括：粉煤灰20-45％，黑矸子土11-35％，石灰2-35％，膨润土/沸石5-15％，无烟煤粉6-12％，氧化铜3-14％，铁氧化物2-15％，锰氧化物1-9％，碱土金属氧化物1-3％,铈氧化物0.1-3.0％。
优选的，所述铁氧化物为氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁中的一种，锰氧化物为二氧化锰，碱土金属氧化物为氧化镁、氧化钙和氧化钡中的一种，铈氧化物为氧化铈。
优选的，所述浸渍溶液根据质量百分比包括：钠的碱性化合物1-12％，氧化铝1-3％，硫酸亚铁2-6％，硫酸铜1-2％中的一种或多种。
所述脱硫剂的制备工艺，包括载体的制备工艺和浸渍工艺。
优选的，所述载体的制备工艺为：将载体原料经过搅拌机进行混合，添加水经过和泥机或练泥机混练1小时，进行陈腐，陈腐后24～72小时挤出成型，在25～160℃温度段干燥8～36h，后进烧结炉在850℃～1100℃温度段烧结，保温时间为1～4h，成为活性陶干法脱硫剂的载体。
优选的，添加的水与载体原料质量比为1:3～5。
优选的，所述浸渍工艺为：将上述载体采用等量浸渍，使浸渍液中的铁、铜、铝和钠的离子附着和锚定在所述脱硫剂的载体上，浸渍后要在25～160℃温度下，干燥2～10小时。
进一步优选的，所述浸渍可经过一次或多次。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：1、本发明以成本低廉、资源丰富的粉煤灰、石灰和非金属矿物为载体原料，制造成本低；2、产品的脱硫速度和脱硫容量明显提高；3、球状活性陶干法高效脱硫剂可以再生重复利用，从而大大地降低脱硫成本，提高了烟气脱硫的效率，减轻了企业的负担；4、活性陶干法高效脱硫剂具有高效优势，脱硫过程中无固体、无液体、无羽烟、无白烟，解决三废问题；5、脱硫运行过程节水、节电、节能；6、干法高效脱硫剂可以单独使用，还可以与脱硝催化剂配合使用。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更容易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界点。
实施例1
把所述活性陶干法高效脱硫剂的载体各组分的质量百分比为粉煤灰40％，石灰5％，黑杆子土15％，膨润土15％，无烟煤粉9％，氧化铜5％，氧化铁5％，二氧化锰4％，氧化镁1％，氧化铈1％原料粉碎成200目的粉料经过搅拌机混合均匀，添加水分，其中添加水的量与载体原料质量比为1:5，经过炼泥机混炼，陈腐后24小时挤出成蜂巢状，经25℃温度干燥36h，后进烧结炉在850℃的温度下烧结，保温4h成为活性陶干法高效脱硫剂的载体。然后，在含有钠的碱性化合物5％、氧化铝1％的水溶液中浸渍约1小时，25℃温度段下干燥4小时；再在含硫酸亚铁3％；硫酸铜1％溶液中浸取40分钟，25℃温度段下干燥4小时制成成品。
本发明所提供的非球状活性陶干法高效脱硫剂置于窑炉烟气出口的脱硫装置中，当窑炉烟气通过置于该装置中的脱硫剂时，就可以与其发生反应进而脱除烟气中的SO2。
实施例2
把所述活性陶干法高效脱硫剂的载体各组分的质量百分比为粉煤灰30％，黑杆子土12％，石灰15％，沸石18％，无烟煤粉8％，氧化铜4％，氧化铁7％，二氧化锰4％，氧化镁1％，氧化铈1％原料粉碎成200目的粉料经过搅拌机混合均匀，添加水分，其中添加水的量与载体原料质量比为1:3，经过炼泥机混炼，陈腐后24小时制成球状，经100℃温度段下干燥24h，后进烧结炉在1000℃的温度下烧结，保温3h成为活性陶干法高效脱硫剂载体。然后，用含硫酸亚铁2％，硫酸铜2％溶液中浸取1小时，120℃温度下干燥5小时；在含有钠的碱性化合物5％，氧化铝2％的水溶液中浸渍约1.5小时，再在160℃温度下干燥5小时制成成品。
本发明所提供的球状干法高效脱硫剂置于窑炉烟气出口脱硫装置中，待窑炉烟气通过该装置时与置于该装置中的球状或非球状干法高效脱硫剂接触，就可以与其发生反应而脱除烟气中的SO2了。
实施例3
把所述活性陶干法高效脱硫剂的载体各组分的质量百分比为粉煤灰40％，石灰5％，黑杆子土15％，膨润土15％，无烟煤粉9％，氧化铜5％，氧化铁5％，二氧化锰4％，氧化镁1％，氧化铈1％原料粉碎成200目的粉料经过搅拌机混合均匀，添加水分，其中添加水的量与载体原料质量比为1:5，经过炼泥机混炼，陈腐后24小时挤出成蜂巢状，经160℃温度干燥8h，后进烧结炉在1100℃的温度下烧结，保温时间为1h，成为活性陶干法高效脱硫剂的载体。然后，在含有钠的碱性化合物5％、氧化铝1％的水溶液中浸渍约1小时，25℃温度段下干燥4小时；再在含硫酸亚铁3％；硫酸铜1％溶液中浸取40分钟，25℃温度段下干燥4小时制成成品。
本发明所提供的非球状活性陶干法高效脱硫剂置于窑炉烟气出口的脱硫装置中，当窑炉烟气通过置于该装置中的脱硫剂时，就可以与其发生反应进而脱除烟气中的SO2。
对实施例1、2、3所制备的脱硫剂进行检测，测试结果如表1。
表1
| 实施例序号 | 入口SO<sub>2</sub>mg/m<sup>3</sup> | 出口SO<sub>2</sub>mg/m<sup>3</sup> | 脱硫率(％) |
| 1 | 137.3 | 8.5 | 93.8 |
| 2 | 135.0 | 7.2 | 94.7 |
| 3 | 135.5 | 9.0 | 93.3 |
从表1中可以明显看出，经过本申请制备的脱硫剂脱硫效果在93％以上。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种脱硫剂，包括载体和浸渍所述载体的溶液，其特征在于，所述载体包括粉煤灰、黑矸子土、石灰、膨润土/沸石、无烟煤粉、氧化铜、铁氧化物、锰氧化物、碱土金属氧化物和铈氧化物，所述浸渍溶液为钠的碱性化合物、氧化铝、硫酸亚铁和硫酸铜中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的脱硫剂，其特征在于，所述载体根据质量百分比包括：粉煤灰20-45％，黑矸子土11-35％，石灰2-35％，膨润土/沸石5-15％，无烟煤粉6-12％，氧化铜3-14％，铁氧化物2-15％，锰氧化物1-9％，碱土金属氧化物1-3％,铈氧化物0.1-3.0％。
3.根据权利要求2的脱硫剂，其特征在于，所述铁氧化物为氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁中的一种，锰氧化物为二氧化锰，碱土金属氧化物为氧化镁、氧化钙和氧化钡中的一种，铈氧化物为氧化铈。
4.根据权利要求1所述的脱硫剂，其特征在于，所述浸渍溶液根据质量百分比包括：钠的碱性化合物1-12％，氧化铝1-3％，硫酸亚铁2-6％，硫酸铜1-2％中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的脱硫剂，其特征在于，所述钠的碱性化合物为氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠的一种或多种。
6.一种脱硫剂的制备工艺，其特征在于，包括载体的制备工艺和浸渍工艺。
7.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，所述载体的制备工艺为：将载体原料经过搅拌机进行混合，添加水，经过和泥机或练泥机混练1小时，进行陈腐，陈腐后24～72小时挤出成型，在25～160℃温度段干燥8～36h，后进烧结炉在850℃～1100℃温度段烧结，保温时间为1～4h，成为活性陶干法脱硫剂的载体。
8.根据权利要求7所述的制备工艺，其特征在于，添加的水与载体原料质量比为1:3～5。
9.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，所述浸渍工艺为：将上述载体采用等量浸渍，使浸渍液中的铁、铜、铝和钠的离子附着和锚定在所述脱硫剂的载体上，浸渍后要在25～160℃温度下，干燥2～10小时。
10.根据权利要求8所述的制备工艺，其特征在于，所述浸渍可经过一次或多次。
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