CN112717677A - 一种分散性好的干法脱硫剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种分散性好的干法脱硫剂及其制备方法，该干法脱硫剂，包括以下重量百分比的组分：小苏打30～50％、吸附剂20～40％、氧化镁5～25％、尿素5～8％、氧化铁5～8％、滑石粉0.5～2％，该吸附剂为活性炭、活性焦或活性碳纤维中的一种或多种。该干法脱硫剂的制备方法，包括步骤：分别将各原料进行粗磨，研碎至40～200μm；再将各原料按比例混合，搅拌均匀；然后再进行细磨研碎，筛分粒径为10～40μm的混合物，即为脱硫剂。该干法脱硫剂中添加了活性炭和氧化镁，提升了接触时间从而使得脱硫效率大幅度增加，且组成简单，各种组分廉价易得，制备工艺简单，工业推广和应用性较强。

Description

一种分散性好的干法脱硫剂及其制备方法

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种分散性好的干法脱硫剂及其制备方法。

背景技术

目前的脱硫方法大致分为三类：一类是湿法，即采用液体吸收剂，如水或碱溶液等洗涤；一类是半干法，利用烟气显热蒸发石灰浆液中的水分，同时石灰与SO2反应生成干粉状亚硫酸钙，兼有湿法和干法的特点；另一类是干法，用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂来脱除烟气中的SO2。湿法脱硫技术比较成熟，已经有几十年的商业应用历史，但是存在工艺复杂、设备庞大、占地大、基建投资及运行费用高，耗水量大，废水排放、含尘及气溶胶湿烟气排放及拖尾，且副产物易造成二次污染；干法和半干法技术具有成本低、工艺简单、维护方便、脱硫效率范围广、运行可靠、适应性强等优点，受到人们的广泛关注，但半干法并没有从根本上解决资源的可再生利用问题；干法脱硫在无液相介入的完全干燥状态下进行，反应产物亦为干粉状，不存在腐蚀、结露、堵等问题，投资少，运行费用低，操作简单，不会给环境带来新的危害，故近年来干法脱硫的研究呈上升趋势，也更加符合未来的环保理念和国家的环保要求。

专利CN1272397A公开了一种用活性炭、活性焦或者活性炭纤维作为载体负载氧化铜制备脱硫剂的方法，其中，催化剂各组份重量百分比为：炭材料80—95％，铜5—20％。专利CN102886201A公开了一种以电石渣为原料，经粉碎、除杂、煅烧、冷却、过筛而得到的电石渣制备火力发电厂脱硫剂。专利CN102787000A公开了一种以植物秸秆类、农作物下脚料、树叶或杂草等生物质材料和电石渣按质量比(0.16～0.36)：1的比例掺混、造粒而制得的燃煤锅炉烟气干法脱硫剂，该脱硫剂密度为1.1～1.4g/cm3，粒径为6～10mm。

然而，以上方法制备的脱硫剂脱硫效率均不太高，难以满足当前的环保要求，因此找寻一种高脱硫效率的干法脱硫剂非常有意义。

活性炭因其发达的孔隙机构和较高的比表面积，作为吸附脱硫剂应用于工业中。活性炭脱硫具有工艺简单、能耗低、可再生等特点，但是又存在脱硫容量低、活性炭需求量大、损耗大等问题，因此需要通过提高活性炭的吸附能力来满足脱硫的需求。小苏打具有良好的脱硫效果，且来源广泛，价格低廉，小苏打脱硫涉及一个NaHCO₃热激活阶段，即活泼的NaHCO₃粉末与炙热烟气接触后迅速热解转化成Na₂CO₃，极大提高了钠基颗粒的孔隙率和比表面积，促进SO₂与脱硫剂的接触，从而提高SO₂的脱除率。

发明内容

为了解决现有技术中干法脱硫剂效率低的问题，本发明提供了一种分散性好的干法脱硫剂及其制备方法，该干法脱硫剂中添加了活性炭和氧化镁，提升了接触时间从而使得脱硫效率大幅度增加。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种分散性好的干法脱硫剂，包括以下重量百分比的组分：小苏打30～50％、吸附剂20～40％、氧化镁5～25％、尿素5～8％、氧化铁5～8％、滑石粉0.5～2％。

进一步地，上述小苏打的质量为35～45％，吸附剂的质量分数为25～35％，氧化镁的质量分数为10～20％，尿素的质量分数为6～7％，氧化铁的质量分数为6～7％，滑石粉的质量分数为1～1.5％。

进一步地，上述吸附剂为活性炭、活性焦或活性碳纤维中的一种或多种。

进一步地，上述干法脱硫剂与烟气的混合比例为每立方米烟气使用0.1-1.0kg脱硫剂，所述干法脱硫剂的使用温度为110～300℃。

进一步地，上述干法脱硫剂与烟气的混合比例为每立方米烟气使用0.2-0.5kg脱硫剂，所述干法脱硫剂使用温度为130～200℃。

一种上述的干法脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：分别将小苏打、吸附剂、氧化镁、尿素、氧化铁和滑石粉进行粗磨，研碎至40～200μm；

步骤二：将小苏打、吸附剂、氧化镁、尿素、氧化铁和滑石粉按比例混合，搅拌均匀；

步骤三：将步骤二所得的混合物进行细磨研碎，保证各个组分充分混合反应，筛分粒径为10～40μm的混合物，即为脱硫剂。

进一步地，上述的干法脱硫剂的制备方法，所述步骤三中筛分粒径为20～30μm的混合物，即脱硫剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.本发明的干法脱硫剂组成简单，各种组分廉价易得，并且制备工艺简单，工业推广和应用性较强。

2.本发明的干法脱硫剂组成合理，能够充分发挥各个组分之间的物理吸附与化学反应之间的脱硫协同效应，脱硫效率高；同时，脱硫过程中不产生二次污染，脱硫固体产物容易处理再生。

3.本发明的干法脱硫剂中添加了活性炭、尿素、氧化铁，在脱硫的同时对氮氧化物也有一定的脱除效果。

4.本发明的干法脱硫剂的脱硫方法简单易行，只需要将脱硫剂与含杂烟气混合加热即可脱硫，不需要喷洒或者对废气进行预处理，且脱硫温度低，能与现有绝大多数烟气脱硫系统进行组合应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明提供了一种分散性好的干法脱硫剂及其制备方法，该干法脱硫剂包括以下重量百分比的组分：小苏打30～50％、吸附剂20～40％、氧化镁5～25％、尿素5～8％、氧化铁5～8％、滑石粉0.5～2％。优选的，小苏打的质量为35～45％，吸附剂的质量分数为25～35％，氧化镁的质量分数为10～20％，尿素的质量分数为6～7％，氧化铁的质量分数为6～7％，滑石粉的质量分数为1～1.5％。

其中，吸附剂可以为活性炭、活性焦或活性碳纤维中的一种或多种。该活性炭组分可以由木屑、果壳等生物质半焦、褐煤与次烟煤半焦，石油焦活性焦等其中的一种或几种混合经过炭化或活化得到。本实施例的干法脱硫剂中添加了活性炭和氧化镁，与传统的干法脱硫剂相比，活性炭和氧化镁的加入提升了接触时间从而使得脱硫效率有大幅度增加。同时与湿法或半干法脱硫技术相比，脱硫效率相当，但是没有废水或固体废弃物二次处理等问题，环境效益好。

该原料中添加了滑石粉，滑石粉能够使吸收剂形成比较好的分散体系，有利于各原料的混合磨细并可以防止颗粒重新聚结。相较于传统的干法和半干法脱硫剂，本发明的脱硫剂分散性好，不易板结，效率更高。

该干法脱硫剂与烟气的混合比例为每立方米烟气使用0.1-1.0kg脱硫剂，干法脱硫剂的使用温度为110～300℃。为了进一步提高脱硫效果，干法脱硫剂与烟气的混合比例为每立方米烟气使用0.2-0.5kg脱硫剂，干法脱硫剂使用温度为130～200℃。该干法脱硫剂直接与原烟气混合，在130～200℃的温度窗口即可实现烟气脱硫，使用简便，流程简单，运行费用低，能够直接应用于现有装置烟气处理，不需要对脱硫系统做较大改动。

该干法脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：分别将小苏打、吸附剂、氧化镁、尿素、氧化铁和滑石粉进行粗磨，研碎至40～200μm；

步骤二：将小苏打、吸附剂、氧化镁、尿素、氧化铁和滑石粉按比例混合，搅拌均匀；

步骤三：将步骤二所得的混合物进行细磨研碎，保证各个组分充分混合反应，筛分粒径为10～40μm的混合物，即为脱硫剂。

优选的，步骤三中筛分粒径为20～30μm的混合物，即脱硫剂。

实施例1：

一种分散性好的干法脱硫剂，包括以下重量百分比的组分：小苏打的质量为45.5％，活性炭的质量分数为35％，氧化镁的质量分数为5％，尿素的质量分数为7％，氧化铁的质量分数为6％，滑石粉的质量分数为1.5％。

上述的干法脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：分别将小苏打、吸附剂、氧化镁、尿素、氧化铁和滑石粉进行粗磨，研碎至40～200μm；

步骤二：将小苏打、吸附剂、氧化镁、尿素、氧化铁和滑石粉按上述比例混合，搅拌均匀；

步骤三：将步骤二所得的混合物进行细磨研碎，保证各个组分充分混合反应，筛分粒径为10～40μm的混合物，即为脱硫剂。粒径为20～30μm时，该干法脱硫剂的脱硫效果更好。

实施例2：

一种分散性好的干法脱硫剂，包括以下重量百分比的组分：小苏打的质量为50％，活性炭的质量分数为25％，氧化镁的质量分数为10％，尿素的质量分数为8％，氧化铁的质量分数为5％，滑石粉的质量分数为2％。

上述的干法脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：分别将小苏打、吸附剂、氧化镁、尿素、氧化铁和滑石粉进行粗磨，研碎至40～200μm；

步骤二：将小苏打、吸附剂、氧化镁、尿素、氧化铁和滑石粉按上述比例混合，搅拌均匀；

步骤三：将步骤二所得的混合物进行细磨研碎，保证各个组分充分混合反应，筛分粒径为10～40μm的混合物，即为脱硫剂。粒径为20～30μm时，该干法脱硫剂的脱硫效果更好。

实施例3：

一种分散性好的干法脱硫剂，包括以下重量百分比的组分：小苏打的质量为30％，活性炭的质量分数为40％，氧化镁的质量分数为16％，尿素的质量分数为6％，氧化铁的质量分数为7％，滑石粉的质量分数为1％。

上述的干法脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：分别将小苏打、吸附剂、氧化镁、尿素、氧化铁和滑石粉进行粗磨，研碎至40～200μm；

步骤二：将小苏打、吸附剂、氧化镁、尿素、氧化铁和滑石粉按上述比例混合，搅拌均匀；

步骤三：将步骤二所得的混合物进行细磨研碎，保证各个组分充分混合反应，筛分粒径为10～40μm的混合物，即为脱硫剂。粒径为20～30μm时，该干法脱硫剂的脱硫效果更好。

实施例4：

一种分散性好的干法脱硫剂，包括以下重量百分比的组分：小苏打的质量为41.5％，活性炭的质量分数为25％，氧化镁的质量分数为20％，尿素的质量分数为6.5％，氧化铁的质量分数为6.5％，滑石粉的质量分数为0.5％。

上述的干法脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：分别将小苏打、吸附剂、氧化镁、尿素、氧化铁和滑石粉进行粗磨，研碎至40～200μm；

步骤二：将小苏打、吸附剂、氧化镁、尿素、氧化铁和滑石粉按上述比例混合，搅拌均匀；

步骤三：将步骤二所得的混合物进行细磨研碎，保证各个组分充分混合反应，筛分粒径为10～40μm的混合物，即为脱硫剂。粒径为20～30μm时，该干法脱硫剂的脱硫效果更好。

实施例5：

一种分散性好的干法脱硫剂，包括以下重量百分比的组分：小苏打的质量为41％，活性炭的质量分数为20％，氧化镁的质量分数为25％，尿素的质量分数为5％，氧化铁的质量分数为8％，滑石粉的质量分数为1％。

上述的干法脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：分别将小苏打、吸附剂、氧化镁、尿素、氧化铁和滑石粉进行粗磨，研碎至40～200μm；

步骤二：将小苏打、吸附剂、氧化镁、尿素、氧化铁和滑石粉按上述比例混合，搅拌均匀；

步骤三：将步骤二所得的混合物进行细磨研碎，保证各个组分充分混合反应，筛分粒径为10～40μm的混合物，即为脱硫剂。粒径为20～30μm时，该干法脱硫剂的脱硫效果更好。

对比例1：

采用以植物秸秆类生物质半焦和电石渣按质量比0.3:1首先混合，成型制备得到粒径分布0.5-5mm的脱硫剂，用于脱硫过程对比。

将实施例1-5所述的干法脱硫剂与对比例1所述的脱硫剂分别喷入烟气管道，与高温烟气进行混合脱硫。采用的脱硫剂与烟气的比例为，每立方米烟气中喷入0.2kg脱硫剂，烟气温度控制在150℃，采用烟气分析仪测量脱硫管道前后的SO₂含量，并计算脱硫效率。结果如表1所示。

表1

通过表1可以看出，本发明的干法脱硫剂的脱硫效率明显较好。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例显示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (7)

1.一种分散性好的干法脱硫剂，其特征在于：包括以下重量百分比的组分：小苏打30～50％、吸附剂20～40％、氧化镁5～25％、尿素5～8％、氧化铁5～8％、滑石粉0.5～2％。

2.根据权利要求1所述的干法脱硫剂，其特征在于，所述小苏打的质量为35～45％，吸附剂的质量分数为25～35％，氧化镁的质量分数为10～20％，尿素的质量分数为6～7％，氧化铁的质量分数为6～7％，滑石粉的质量分数为1～1.5％。

3.根据权利要求1所述的干法脱硫剂，其特征在于，所述吸附剂为活性炭、活性焦或活性碳纤维中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的干法脱硫剂，其特征在于，所述干法脱硫剂与烟气的混合比例为每立方米烟气使用0.1-1.0kg脱硫剂，所述干法脱硫剂的使用温度为110～300℃。

5.根据权利要求4所述的干法脱硫剂，其特征在于，所述干法脱硫剂与烟气的混合比例为每立方米烟气使用0.2-0.5kg脱硫剂，所述干法脱硫剂使用温度为130～200℃。

6.一种权利要求1-3任一项所述的干法脱硫剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：分别将小苏打、吸附剂、氧化镁、尿素、氧化铁和滑石粉进行粗磨，研碎至40～200μm；

步骤二：将小苏打、吸附剂、氧化镁、尿素、氧化铁和滑石粉按比例混合，搅拌均匀；

步骤三：将步骤二所得的混合物进行细磨研碎，保证各个组分充分混合反应，筛分粒径为10～40μm的混合物，即为脱硫剂。

7.根据权利要求6所述的干法脱硫剂的制备方法，其特征在于：所述步骤三中筛分粒径为20～30μm的混合物，即脱硫剂。