CN114588770A - 一种蛋壳粉改性钢渣废弃物改性脱硫吸收剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蛋壳粉改性钢渣废弃物改性脱硫吸收剂及其制备方法，属于脱硫工艺设备技术领域，解决了现有脱硫的低效、高成本的脱硫吸收剂的问题，其技术要点是：包括混合蛋壳粉和钢渣，所述钢渣是将转炉钢渣热闷破碎处理得到的，包括以下重量份的物质：CaO为37～46wt％，Fe2O3为25～31wt％,SiO2为8～10wt％，Al2O3为3～4wt％，MgO为2～5wt％，MnO为2～3wt％，所述的钢渣比表面积≥2000㎡/kg；所述蛋壳粉是由废弃的蛋壳研磨后得到，其中的化学成分是：CaCO3为94～96wt％，MgCO3为3～4wt％，具有利用蛋壳粉改性钢渣制备高效脱硫剂，具有固体废物利用率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及脱硫工艺设备技术领域，具体是涉及一种蛋壳粉改性钢渣废弃物改性脱硫吸收剂及其制备方法。
背景技术
目前，有相关专利发表了转炉热泼渣、铸余渣、转炉滚筒渣、铁水脱硫渣、电炉热泼渣和电炉滚筒渣的一种或者几种混合进行湿法烟气脱硫。有关专利制备了钢渣、石灰石及氧化铝复合脱硫剂，以达到较高的固硫效率，从而实现SO2的高效去除。
SO2是电厂烟气的主要污染物，会造成酸雨、光化学烟雾以及臭氧层空洞，对人类健康和环境造成严重影响。现在世界上主要采用湿法烟气脱硫技术来进行SO2的脱除，其主要的吸收剂是石灰石，但由于天然的石灰石是一种不可再生资源，应该注意到未来潜在的短缺影响。因此开发一种高效、低成本的脱硫吸收剂仍备受关注。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种蛋壳粉改性钢渣废弃物改性脱硫吸收剂及其制备方法，以解决上述背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种蛋壳粉改性钢渣废弃物改性脱硫吸收剂，包括混合蛋壳粉和钢渣，所述钢渣是将转炉钢渣热闷破碎处理得到的，包括以下重量份的物质：CaO为37～46wt％，Fe2O3为29～31wt％,SiO2为13～15wt％，Al2O3为3～4wt％，MgO为7～10wt％，MnO为2～3wt％，所述的钢渣比表面积≥2000㎡/kg；
所述蛋壳粉是由废弃的蛋壳研磨后得到，其中的化学成分是：CaCO3为94～96wt％，MgCO3为4～6wt％。
作为本发明的进一步方案，所述钢渣的粒径在2～80微米。
作为本发明的进一步方案，所述湿法脱硫的蛋壳粉改性钢渣包括以下重量份的物质：钢渣12g以及蛋壳粉8～24g。
作为本发明的进一步方案，所述钢渣微粉和蛋壳粉混合，在马弗炉内的分解反应：
CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)；
Ca(OH)2→CaO+H2O。
作为本发明的进一步方案，所述氧化钙与溶解的SO2反应生成亚硫酸钙：
CaO+SO2→CaSO3。
作为本发明的进一步方案，所述钢渣在水中溶解的碱土金属离子Mn2+，Fe3+，Mg2+促进CaSO3的氧化，使得四价硫氧化成六价硫,最终形成脱硫石膏完成SO2的脱除；
CaSO3+O2→CaSO4。
作为本发明的进一步方案，包括混合蛋壳粉和钢渣，用混料机混合均匀，其中混料机的转速为600～1000r/min，搅拌时间为60～120min，经过马弗炉高温煅烧，煅烧温度为750～900℃，煅烧时间为2-5h，得到的复合物用于湿法烟气脱硫
综上所述，本发明实施例与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明通过利用钢渣是一种高碱性的富钙化合物，同时蛋壳粉作为廉价的碳酸钙来源，其高温煅烧可产生CaO,也是一种脱硫吸收剂，把二者结合起来，以达到“以废治废”的目的。本发明制备的蛋壳粉改性钢渣经检测，具有更高的脱硫容量，与未改性钢渣相比，每克样品的SO2吸收量由0.53g提高到0.69g，而且具有更长的脱硫时间，性能优异，可以用于湿法烟气脱硫领域。不仅可以缓解环境压力，而且可以提高企业效益，是一种有潜在利用价值的脱硫吸收剂。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1为发明实施例的流程示意图。
图2为发明实施例中脱硫效率的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
在一个实施例中，一种蛋壳粉改性钢渣废弃物改性脱硫吸收剂及其制备方法，参见图1～图2，其特征在于，一定比例混合蛋壳粉和钢渣，用混料机混合均匀，其中混料机的转速为600～1000r/min，搅拌时间为60～120min，经过马弗炉高温煅烧(煅烧温度为750～900℃)，煅烧时间为2-5h，得到的复合物用于湿法烟气脱硫。
进一步的，参见图1～图2，所述钢渣是将转炉钢渣热闷破碎处理得到的，包括以下重量份的物质：CaO为37～46wt％，Fe2O3为29～31wt％,SiO2为13～15wt％，Al2O3为3～4wt％，MgO为7～10wt％，MnO为2～3wt％，所述的钢渣比表面积≥2000㎡/kg。
进一步的，参见图1～图2，所述钢渣的粒径在2～80微米。
进一步的，参见图1～图2，所述蛋壳粉是由废弃的蛋壳研磨后得到，其中的化学成分是：CaCO3为94～96wt％，MgCO3为4～6wt％。
进一步的，参见图1～图2，所述湿法脱硫的蛋壳粉改性钢渣包括以下重量份的物质：钢渣12g以及蛋壳粉8～24g。
进一步的，参见图1～图2，所述钢渣微粉和蛋壳粉混合，在马弗炉内的分解反应：
CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)；
Ca(OH)2→CaO+H2O。
进一步的，参见图1～图2，所述氧化钙与溶解的SO2反应生成亚硫酸钙：
CaO+SO2→CaSO3。
进一步的，参见图1～图2，所述钢渣在水中溶解的碱土金属离子Mn2+，Fe3+，Mg2+促进CaSO3的氧化，使得四价硫氧化成六价硫,最终形成脱硫石膏完成SO2的脱除。
CaSO3+O2→CaSO4。
在本实施例中，首先SO2和N2气瓶通过质量流量计在混气室充分混合，通过玻璃导管引入反应器，反应器由带加热的磁力搅拌器维持恒温40℃并且转速维持600转/min，温度由温度计测量，在反应器三孔烧瓶(容量250ml)的上方配置有冷凝循环管，气体通过干燥剂由傅里叶变换红外设备定量检测,其中冷凝循环管和干燥剂都是为了吸收烟气中的水蒸气以保护烟气检测设备傅里叶变换红外设备。
反应条件：100ml去离子水中溶解1g蛋壳粉和钢渣的混合物，初始SO2浓度700～2700ppm，总气体流量420～800ml/min，采用转炉钢渣，其粒径为2～80微米，化学成分为MgO为4.33％，Al2O3为3.6％，SiO2为10.8％，SO3为0.26％，CaO45.5％，TiO2为0.69％，MnO为3.05％，Fe2O3为29.7％，其他为2.07％；
实施例1，取12g钢渣和8g蛋壳粉混合均匀，用球磨机进行搅拌，转速800r/min，搅拌时间100min，然后在马弗炉里750℃煅烧(升温速率10℃/min)2h，获得钢渣基改性脱硫剂。
实施例2，取12g钢渣和12g蛋壳粉混合均匀，用球磨机进行搅拌，转速700r/min，搅拌时间120min。然后在马弗炉里750℃煅烧4h，获得钢渣基改性脱硫剂。
实施例3，取12g钢渣和24g蛋壳粉混合均匀，用球磨机进行搅拌，转速600r/min，搅拌时间120min。然后在马弗炉里800℃煅烧2h，获得钢渣基改性脱硫剂。
实施例4，取12g钢渣和16g蛋壳粉混合均匀，用球磨机进行搅拌，转速900r/min，搅拌时间80min。然后在马弗炉里800℃煅烧2h，获得钢渣基改性脱硫剂。
实施例5，取12g钢渣和20g蛋壳粉混合均匀，用球磨机进行搅拌，转速1000r/min，搅拌时间60min。然后在马弗炉里850℃煅烧2h，获得钢渣基改性脱硫剂。
实施例6，取12g钢渣和24g蛋壳粉混合均匀，用球磨机进行搅拌，转速800r/min，搅拌时间90min。然后在马弗炉里900℃煅烧2h，获得钢渣基改性脱硫剂。
脱硫效率时间示意图
| 序号 | 高效(100％)脱硫效率时间 |
| 实施例1 | 215min |
| 实施例2 | 292min |
| 实施例3 | 331min |
| 实施例4 | 307min |
| 实施例5 | 326min |
| 实施例6 | 349min |
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种蛋壳粉改性钢渣废弃物改性脱硫吸收剂，其特征在于，包括混合蛋壳粉和钢渣，所述钢渣是将转炉钢渣热闷破碎处理得到的，包括以下重量份的物质：CaO为37～46wt％，Fe2O3为29～31wt％,SiO2为13～15wt％，Al2O3为3～4wt％，MgO为7～10wt％，MnO为2～3wt％，所述的钢渣比表面积≥2000㎡/kg；
所述蛋壳粉是由废弃的蛋壳研磨后得到，其中的化学成分是：CaCO3为94～96wt％，MgCO3为4～6wt％。
2.根据权利要求2所述的蛋壳粉改性钢渣废弃物改性脱硫吸收剂，其特征在于，所述钢渣的粒径在2～80微米。
3.根据权利要求2所述的蛋壳粉改性钢渣废弃物改性脱硫吸收剂，其特征在于，所述湿法脱硫的蛋壳粉改性钢渣包括以下重量份的物质：钢渣12g以及蛋壳粉8～24g。
4.根据权利要求3所述的蛋壳粉改性钢渣废弃物改性脱硫吸收剂，其特征在于，所述钢渣微粉和蛋壳粉混合，在马弗炉内的分解反应：
CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)；
Ca(OH)2→CaO+H2O。
5.根据权利要求4所述的蛋壳粉改性钢渣废弃物改性脱硫吸收剂，其特征在于，所述氧化钙与溶解的SO2反应生成亚硫酸钙：
CaO+SO2→CaSO3。
6.根据权利要求5所述的蛋壳粉改性钢渣废弃物改性脱硫吸收剂，其特征在于，所述钢渣在水中溶解的碱土金属离子Mn2+，Fe3+，Mg2+促进CaSO3的氧化，使得四价硫氧化成六价硫,最终形成脱硫石膏完成SO2的脱除；
CaSO3+O2→CaSO4。
7.根据权利要求1-6所述的蛋壳粉改性钢渣废弃物改性脱硫吸收剂的制备方法，其特征在于，包括混合蛋壳粉和钢渣，用混料机混合均匀，其中混料机的转速为600～1000r/min，搅拌时间为60～120min，经过马弗炉高温煅烧，煅烧温度为750～900℃，煅烧时间为2-5h，得到的复合物用于湿法烟气脱硫。
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