CN113578022A - 一种原地异位常温热解析热活化赤泥脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一种原地异位常温热解析热活化赤泥脱硫方法，包括以下操作步骤以烧结法赤泥和活性炭为原料，采用鼓泡反应器，通过热活化法制备活化赤泥脱硫剂ARMD，热活化温度为900℃—1000℃，热活化时长为15—20min；S3：活化赤泥脱硫剂ARMD烘干研磨后过筛并与水以一定液固比混合充分溶解，把含有SO2、H2S气体污染物的烟气通入含有活化赤泥脱硫剂ARMD的溶液中进行脱硫，溶液的pH值为4.5；S4：S3中脱硫的时间为至30—100min，ARMD的脱硫效率可达86.9％，且较传统石灰石脱硫具有更高的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及赤泥脱硫领域，特别涉及一种一种原地异位常温热解析热活化赤泥脱硫方法。
背景技术
赤泥脱硫方法是一种进行脱硫的支撑方法，目前我国赤泥的年排放量在2000万吨左右，而未能合理利用的赤泥累积已有数亿吨，为了减少对周围环境污染，对赤泥的合理利用是全球氧化铝生产行业所面临的机遇与挑战，赤泥的物质组成决定其为碱性，且为含有胶结的孔架状态，物质颗粒粒径较小、孔隙性强、紧密度低，其比表面积可达186.9m2/g，因而赤泥对烟气中的SO2、H2S等气体污染物有良好的去除效果，随着科技的不断发展，人们对于赤泥脱硫的工艺要求也越来越高。
现有的赤泥脱硫方法在使用时存在一定的弊端，首先，传统石灰石脱硫的最佳pH为5.0-5.8，其脱硫系统为维持浆液高pH值运行，需要不断补充新鲜浆液，无疑会增加运营费用、减小有效成分的利用率，不利于人们的使用，还有，就ARMD脱硫而言，在一般条件下铁离子催化氧化脱硫的作用效果并不明显，给人们的使用过程带来了一定的不利影响，为此，我们提出一种一种原地异位常温热解析热活化赤泥脱硫方法。
发明内容
为实现上述背景技术中的问题，本发明采取的技术方案为：一种一种原地异位常温热解析热活化赤泥脱硫方法，包括以下操作步骤：
S1：材料的准备：准备一定量的烧结法赤泥和活性炭，所述活性炭成分包括碳并含有氧、氢、硫、氮、氯元素；
S2：脱硫剂制备：以烧结法赤泥和活性炭为原料，采用鼓泡反应器，通过热活化法制备活化赤泥脱硫剂ARMD，热活化温度为900℃—1000℃，热活化时长为15—20min；
S3：脱硫处理：活化赤泥脱硫剂ARMD烘干研磨后过筛并与水以一定液固比混合充分溶解，把含有SO2、H2S气体污染物的烟气通入含有活化赤泥脱硫剂ARMD的溶液中进行脱硫，溶液的pH值为4.5；
S4：S3中脱硫的时间为至30—100min。
作为一种优选的技术方案，S2中的热活化温度为900℃，热活化时长为15min。
作为一种优选的技术方案，活化赤泥脱硫剂ARMD中含有钙基组分和铁离子，钙基组分与烟气中的SO2反应生成CaSO4·2H2O沉淀。
作为一种优选的技术方案，S2中活化赤泥脱硫剂ARMD的制备条件为C/R＝1:20。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明的一种原地异位常温热解析热活化赤泥脱硫方法，具备以下有益效果：通过适当的热活化条件制得活化赤泥脱硫剂ARMD，把含有SO2、H2S气体污染物的烟气通入含有活化赤泥脱硫剂ARMD的溶液中进行脱硫，溶液的pH值为4.5，脱硫效率高，可达86.9％，脱硫成本较传统石灰石脱硫具有更低，具有更好的经济效益，整个赤泥脱硫方法结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。
附图说明
图1为本发明一种一种原地异位常温热解析热活化赤泥脱硫方法的实施例中不同C/R对应的不同脱硫效率的数据图。
图2为本发明一种一种原地异位常温热解析热活化赤泥脱硫方法中不同C/R对ARMD脱硫效率影响的数据图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
如图1-2所示，一种一种原地异位常温热解析热活化赤泥脱硫方法，包括以下操作步骤：
S1：材料的准备：准备一定量的烧结法赤泥和活性炭，烧结法赤泥的物质组成决定其为碱性，且为含有胶结的孔架状态，物质颗粒粒径较小、孔隙性强、紧密度低，其比表面积可达186.9m2/g，活性炭主要成分为碳并含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素，活性炭为吸附剂；
S2：脱硫剂制备：以烧结法赤泥和活性炭为原料，采用鼓泡反应器，通过热活化法制备活化赤泥脱硫剂ARMD，热活化温度为900℃—1000℃，热活化时长为15—20min，经热活化处理后ARMD表面更加粗糙，比表面积变大，中孔/大孔的比例增加，反应离子扩散，延缓脱硫产物对小孔的堵塞，可以延长高效脱硫的时间；
S3：脱硫处理：活化赤泥脱硫剂ARMD烘干研磨后过筛并与水以一定液固比混合充分溶解，把含有SO2、H2S气体污染物的烟气通入含有活化赤泥脱硫剂ARMD的溶液中进行脱硫，活性炭对污染物有吸附作用，溶液的pH值为4.5，pH值是影响ARMD脱硫性能的关键性因素，pH值为4.5左右时脱硫效率可达86.9％；
S4：S3中脱硫的时间为至30—100min。
作为一种优选的技术方案，S2中的热活化温度为900℃，热活化时长为15min。ARMD脱硫时温度小于900℃或时间不足15分钟可能导致ARMD内有效成分不能够充分活化，ARMD脱硫时温度大于1000℃或时间超过20分钟会使ARMD发生熔融烧结或生成惰性物质，从而导致ARMD脱硫效率降低。1100℃条件下进行热活化，ARMD脱硫效率仅为81.4％。这是由于随着热活化温度的提高ARMD可能出现熔融烧结，导致孔隙结构坍塌，比表面积减小，因此导致ARMD脱硫效率的降低。综合以上，确定最佳热活化温度为900℃。
作为一种优选的技术方案，活化赤泥脱硫剂ARMD中含有钙基组分和铁离子，钙基组分与烟气中的SO2反应生成CaSO4·2H2O沉淀，同时铁离子水解生成的β-FeOOH对SO2的脱除起到重要作用。
作为一种优选的技术方案，S2中活化赤泥脱硫剂ARMD的制备条件为C/R＝1:20，此条件下制得的活化赤泥脱硫剂ARMD脱硫效果较好。
在ARMD脱硫中，当pH值较低时，较高的铁离子含量会伴随产生催化氧化脱硫反应，但是较低的pH值会抑制SO2的溶解；当pH＞4.5时，铁离子含量较低，ARMD脱硫效率达87％以上，当浆液pH值4.5左右时，ARMD的脱硫效率已基本稳定在86.9％左右。在脱硫的前30min，不同活化温度下ARMD脱硫效率均在80％以上，初始阶段，热活化温度达900℃时ARMD的脱硫效率最大值为86.9％，1100℃条件下进行热活化，ARMD脱硫效率仅为81.4％，确定最佳热活化温度为900℃，热活化时长为15min。
实施例一：
ARMD脱硫中C/R＝1:10，热活化温度为800℃，热活化时长为20min时的脱硫效率为80.6％。
实施例二：
ARMD脱硫中C/R＝1:10，热活化温度为900℃，热活化时长为10min时的脱硫效率为82.2％。
实施例三：
ARMD脱硫中C/R＝1:10，热活化温度为1000℃，热活化时长为15min时的脱硫效率为81.8％。
实施例四：
ARMD脱硫中C/R＝1:20，热活化温度为800℃，热活化时长为10min时的脱硫效率为83.5％。
实施例五：
ARMD脱硫中C/R＝1:20，热活化温度为900℃，热活化时长为15min时的脱硫效率为86.9％。
实施例六：
ARMD脱硫中C/R＝1:20，热活化温度为1000℃，热活化时长为20min时的脱硫效率为81.4％。
实施例七：
ARMD脱硫中C/R＝1:30，热活化温度为800℃，热活化时长为15min时的脱硫效率为83.2％。
实施例八：
ARMD脱硫中C/R＝1:30，热活化温度为900℃，热活化时长为20min时的脱硫效率为82.3％。
实施例九：
ARMD脱硫中C/R＝1:30，热活化温度为1000℃，热活化时长为10min时的脱硫效率为80.7％。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二(一号、二号)等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种一种原地异位常温热解析热活化赤泥脱硫方法，其特征在于：包括以下操作步骤：
S1：材料的准备：准备一定量的烧结法赤泥和活性炭，所述活性炭成分包括碳并含有氧、氢、硫、氮、氯元素；
S2：脱硫剂制备：以烧结法赤泥和活性炭为原料，采用鼓泡反应器，通过热活化法制备活化赤泥脱硫剂ARMD，热活化温度为900℃—1000℃，热活化时长为15—20min；
S3：活化赤泥脱硫剂ARMD烘干研磨后过筛并与水以一定液固比混合充分溶解，把含有SO2、H2S气体污染物的烟气通入含有活化赤泥脱硫剂ARMD的溶液中进行脱硫，溶液的pH值为4.5；
S4：S3中脱硫的时间为至30—100min。
2.根据权利要求1所述的一种原地异位常温热解析热活化赤泥脱硫方法，其特征在于：S2中的热活化温度为900℃，热活化时长为15min。
3.根据权利要求2所述的一种原地异位常温热解析热活化赤泥脱硫方法，其特征在于：活化赤泥脱硫剂ARMD中含有钙基组分和铁离子，钙基组分与烟气中的SO2反应生成CaSO4·2H2O沉淀。
4.根据权利要求3所述的一种原地异位常温热解析热活化赤泥脱硫方法，其特征在于：S2中活化赤泥脱硫剂ARMD的制备条件为C/R＝1:20。
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