CN115463527A - 一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本申请提出了一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂及其制备方法和应用，涉及脱硫技术领域。一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂，其特征在于，包括如下原料：碱渣、赤泥和活性助剂。本申请通过将多种原料复合配制，将工业固体废弃物碱渣进行再利用，将其用活性助剂清洗后，除去其中的杂质，从而净化碱渣，再将其进行加热处理，将其中的硫酸钙和碳酸钙还原成氧化钙，使得其具有较好的脱硫效果，充分利用固体废物变废为宝制作成脱硫药剂，不但解决了碱渣的处理难题同时也节省了矿山资源的浪费。

Description

一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂及其制备方法和应用
技术领域
本申请涉及脱硫技术领域，具体而言，涉及一种用工业固体废弃物制 备的脱硫剂及其制备方法和应用。
背景技术
21世纪在全球范围内将会发生新的能源革命，这场革命总的趋势是以 更灵活，更方便，更洁净的新型能源代替传统能源落后的使用方式和有害 气体无序排放的格局，使能源能给现代化的今天提供必须的动力去实现生 产和生活需求外，又能使各种有害气体符合规定要求排放或者零排放，还 世界一个更加洁净的蓝天白云。
工业固体废物是指在工业生产活动中产生的固体废物。固体废物的一 类，简称工业废物，是工业生产过程中排入环境的各种废渣、粉尘及其他 废物。可分为一般工业废物(如高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤 灰、煤渣、硫酸渣、废石膏、脱硫灰、电石渣、盐泥等)和工业有害固体 废物，即危险固体废物。
我国能源结构以煤炭为主，煤炭燃烧排放的烟气中含有大量SO2，烟 气脱硫消耗大量原生石灰石资源。随着环保要求的日益严格，规定全面普 及烧结烟气循环、机械化原料场、高炉煤气精脱硫、烧结机头高效脱硫脱 硝等技术应用。高炉煤气是高炉冶炼过程中副产的一种可燃气体，主要成 分为一氧化碳、二氧化碳、氮气、氢气及烃类，同时含有少量HCl、H2S、 有机硫(主要为COS)及粉尘。SO2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
本申请的目的在于提供一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂，其具有 高效、低成本和将工业固体废物进行再利用的优点。
本申请的另一目的在于提供一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的制 备方法，其能够高效简洁地制备用工业固体废弃物制备的脱硫剂。
本申请的还一目的在于提供一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂在烟 气净化脱硫技术领域的应用。
本申请的再一目的在于提供一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂在砖 瓦固硫技术领域的应用。
本申请的实施例是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂， 其特征在于，包括如下原料：碱渣、赤泥和活性助剂。
第二方面，本申请实施例提供一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的 制备方法，包括如下步骤：
将活性助剂用水稀释后，投入碱渣，搅拌洗涤后，过滤分离，得到清 洗后的碱渣；
将清洗后的碱渣加热处理后，得到热处理碱渣；
将赤泥加热处理后，得到热处理赤泥；
将热处理碱渣、热处理赤泥和其余原料混合均匀后，得到用工业固体 废弃物制备的脱硫剂。
相对于现有技术，本申请的实施例至少具有如下优点或有益效果：
本申请通过将多种原料复合配制，将工业固体废弃物碱渣进行再利用， 将其用活性助剂清洗后，除去其中的杂质，从而净化碱渣，再将其进行加 热处理，将其中的硫酸钙和碳酸钙还原成氧化钙，使得其具有较好的脱硫 效果，充分利用固体废物变废为宝制作成脱硫药剂，不但解决了碱渣的处 理难题同时也节省了矿山资源的浪费。本申请还添加有赤泥，其同样作为 工业固体废弃物，其具有颗粒粒径小、孔隙多和比表面积大的优点，将其进行加热活化后，可增加其表面的孔隙，使得其比表面积进一步增大，可 以在脱硫时，延长脱硫时间，提高脱硫效率。将多种原料混合复配，得到 的脱硫剂能够高效脱除硫。
此外，脱硫后的脱硫剂可以作为砖瓦的原料，且经过固硫后的脱硫剂 在进行烧制后，得到的有机砖瓦性能好，硬度佳。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需 要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些 实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例3的脱硫剂的产品图；
图2为本申请实施例3的脱硫剂使用后烧结成的砖块产品图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发 明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的 特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本发明。
本申请的一些实施例提供一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂，包括 如下原料：碱渣、废弃土、煤矸石、稳定剂、固定剂、氢氧化钙、赤泥和 活性助剂。本申请通过将多种原料复合配制，将工业固体废弃物碱渣进行 再利用，将其用活性助剂清洗后，除去其中的杂质，从而净化碱渣，再将 其进行加热处理，将其中的硫酸钙和碳酸钙还原成氧化钙，使得其具有较 好的脱硫效果，充分利用固体废物变废为宝制作成脱硫药剂，不但解决了 碱渣的处理难题同时也节省了矿山资源的浪费。本申请还添加有赤泥，其 同样作为工业固体废弃物，其具有颗粒粒径小、孔隙多和比表面积大的优 点，将其进行加热活化后，可增加其表面的孔隙，使得其比表面积进一步 增大，可以在脱硫时，延长脱硫时间，提高脱硫效率。将多种原料混合复 配，得到的脱硫剂能够高效脱除硫。
在本申请的一些实施例中，上述活性助剂为聚丙烯酰胺。
在本申请的一些实施例中，上述用工业固体废弃物制备的脱硫剂还包 括碳酸钠3-8重量份。碳酸钠的添加，能够增强脱硫剂的脱硫效果。
本申请实施例还提供一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的制备方法， 包括如下步骤：
将活性助剂用水稀释后，投入碱渣，搅拌洗涤后，过滤分离，得到清 洗后的碱渣；
将清洗后的碱渣加热处理后，得到热处理碱渣；
将赤泥加热处理后，得到热处理赤泥；
将热处理碱渣、热处理赤泥和其余原料混合均匀后，得到用工业固体 废弃物制备的脱硫剂。整个制备方法简单，能够批量化生产脱硫剂。
在本申请的一些实施例中，上述活性助剂与水的料液比为1:(150- 200)，所述搅拌洗涤时间为1-2h。
在本申请的一些实施例中，上述热处理碱渣的处理条件为在1200- 1500℃下加热5-10min。
在本申请的一些实施例中，上述热处理赤泥的处理条件为在935- 970℃下加热20-30min。
本申请还提供一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂在烟气净化脱硫技 术领域的应用。
本申请还提供一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂在砖瓦固硫技术领 域的应用。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
原料：碱渣15kg、赤泥15kg和活性助剂(聚丙烯酰胺)0.3kg。
将活性助剂按照1:150的料液比用水稀释后，投入碱渣，搅拌洗涤1h 后，过滤分离，得到清洗后的碱渣；
将清洗后的碱渣置于1200℃下加热5min，得到热处理碱渣；
将赤泥置于935℃下加热20min，得到热处理赤泥；
将热处理碱渣、热处理赤泥和其余原料混合均匀后，得到用工业固体 废弃物制备的脱硫剂。
实施例2
一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
原料：碱渣38kg、赤泥18kg和活性助剂(聚丙烯酰胺)0.4kg。
将活性助剂按照1:180的料液比用水稀释后，投入碱渣，搅拌洗涤 1.5h后，过滤分离，得到清洗后的碱渣；
将清洗后的碱渣置于1250℃下加热6min，得到热处理碱渣；
将赤泥置于940℃下加热23min，得到热处理赤泥；
将热处理碱渣、热处理赤泥和其余原料混合均匀后，得到用工业固体 废弃物制备的脱硫剂。
实施例3
一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
原料：碱渣40kg、赤泥20kg和活性助剂(聚丙烯酰胺)0.5kg。
将活性助剂按照1:190的料液比用水稀释后，投入碱渣，搅拌洗涤 1.5h后，过滤分离，得到清洗后的碱渣；
将清洗后的碱渣置于1350℃下加热8min，得到热处理碱渣；
将赤泥置于955℃下加热25min，得到热处理赤泥；
将热处理碱渣、热处理赤泥和其余原料混合均匀后，得到用工业固体 废弃物制备的脱硫剂，如图1所示。
将实施例3所用的碱渣进行化学成分分析，其结果如表1所示。
表1
成分 含量/％ 成分 含量/％
硫酸钙 17.3 氢氧化钙 6.5
碳酸钙 21.2 氢氧化镁 8.9
氯化钙 22.5 二氧化硅 8.0
氯化钠 3.1 氧化铝 2.5
酸不溶物 4.3 / /
可以看出，碱渣中的碳酸钙和硫酸钙含量较多，在进行高温处理后， 能够将两者还原成氧化钙，从而具有较好的脱硫效果。
将本申请的脱硫剂在对烟气进行脱硫后，将其与煤矸石、废弃土和一 些助剂一起烧结成砖，得到如图2所示的产品。
实施例4
一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
原料：碱渣42kg、赤泥23kg和活性助剂(聚丙烯酰胺)0.7kg。
将活性助剂按照1:190的料液比用水稀释后，投入碱渣，搅拌洗涤2h 后，过滤分离，得到清洗后的碱渣；
将清洗后的碱渣置于1400℃下加热10min，得到热处理碱渣；
将赤泥置于965℃下加热28min，得到热处理赤泥；
将热处理碱渣、热处理赤泥和其余原料混合均匀后得到用工业固体废 弃物制备的脱硫剂。
实施例5
一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
原料：碱渣45kg、赤泥25kg和活性助剂(聚丙烯酰胺)0.8kg。
将活性助剂按照1:200的料液比用水稀释后，投入碱渣，搅拌洗涤2h 后，过滤分离，得到清洗后的碱渣；
将清洗后的碱渣置于1500℃下加热10min，得到热处理碱渣；
将赤泥置于970℃下加热30min，得到热处理赤泥；
将热处理碱渣、热处理赤泥和其余原料混合均匀后，加水混捏后，压 制成型，得到用工业固体废弃物制备的脱硫剂。
实施例6
本实施例与实施例1基本相同，区别在于：还包括碳酸钠3kg。
一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
原料：碱渣15kg、赤泥15kg、碳酸钠3k和活性助剂(聚丙烯酰胺) 0.3kg。
将活性助剂按照1:150的料液比用水稀释后，投入碱渣，搅拌洗涤1h 后，过滤分离，得到清洗后的碱渣；
将清洗后的碱渣置于1200℃下加热5min，得到热处理碱渣；
将赤泥置于935℃下加热20min，得到热处理赤泥；
将热处理碱渣、热处理赤泥和其余原料混合均匀后，得到用工业固体 废弃物制备的脱硫剂。
实施例7
本实施例与实施例2基本相同，区别在于：还包括碳酸钠4kg。
一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
原料：碱渣38kg、赤泥18kg、碳酸钠4kg和活性助剂(聚丙烯酰胺) 0.4kg。
将活性助剂按照1:180的料液比用水稀释后，投入碱渣，搅拌洗涤 1.5h后，过滤分离，得到清洗后的碱渣；
将清洗后的碱渣置于1250℃下加热6min，得到热处理碱渣；
将赤泥置于940℃下加热23min，得到热处理赤泥；
将热处理碱渣、热处理赤泥和其余原料混合均匀后，得到用工业固体 废弃物制备的脱硫剂。
实施例8
本实施例与实施例3基本相同，区别在于：还包括碳酸钠5kg。
一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
原料：碱渣40kg、赤泥20kg、碳酸钠5kg和活性助剂(聚丙烯酰胺) 0.5kg。
将活性助剂按照1:190的料液比用水稀释后，投入碱渣，搅拌洗涤 1.5h后，过滤分离，得到清洗后的碱渣；
将清洗后的碱渣置于1350℃下加热8min，得到热处理碱渣；
将赤泥置于955℃下加热25min，得到热处理赤泥；
将热处理碱渣、热处理赤泥和其余原料混合均匀后，得到用工业固体 废弃物制备的脱硫剂。
实施例9
本实施例与实施例4基本相同，区别在于：还包括碳酸钠6kg。
一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
原料：碱渣42kg、赤泥23kg、碳酸钠6kg和活性助剂(聚丙烯酰胺) 0.7kg。
将活性助剂按照1:190的料液比用水稀释后，投入碱渣，搅拌洗涤2h 后，过滤分离，得到清洗后的碱渣；
将清洗后的碱渣置于1400℃下加热10min，得到热处理碱渣；
将赤泥置于965℃下加热28min，得到热处理赤泥；
将热处理碱渣、热处理赤泥和其余原料混合均匀后，得到用工业固体 废弃物制备的脱硫剂。
实施例10
本实施例与实施例5基本相同，区别在于：还包括碳酸钠8kg。
一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
原料：碱渣45kg、赤泥25kg、碳酸钠8kg和活性助剂(聚丙烯酰胺) 0.8kg。
将活性助剂按照1:200的料液比用水稀释后，投入碱渣，搅拌洗涤2h 后，过滤分离，得到清洗后的碱渣；
将清洗后的碱渣置于1500℃下加热10min，得到热处理碱渣；
将赤泥置于970℃下加热30min，得到热处理赤泥；
将热处理碱渣、热处理赤泥和其余原料混合均匀后，得到用工业固体 废弃物制备的脱硫剂。
实验例
(一)、将实施例3和实施例8制备的脱硫剂进行机械检测，确认其 比表面积和饱和硫容，结果如表2所示。
表2
试样 比表面积(m<sup>2</sup>/g) 饱和硫容(％) 休止角(％)
实施例3 42.5 25 28
时候死了8 42.0 28 27
再分别将实施例3和实施例8进行脱硫效果检测，结果如表3所示。
表3
试样 实施例3 实施例8
脱硫率 95.0％ 98.2％
根据表3，可以看出，本申请制备的脱硫剂对于烟气中的硫去除效果 佳。
(二)、将实施例3和实施例8制备的脱硫剂进行分散效果检测。具 体是将实施例3和实施例8制备的脱硫剂超声分散在水中，静置3天，观 察其分散情况，结果如表4所示。
表4
试样 实施例3 实施例8
分散状况 稳定分散 稳定分散
观察表4，可以看出本申请制备的脱硫剂均具有较好的分散效果，因 此其不容易团聚，保证了其与烟气的接触面更多，从而使得其具有更好的 脱硫效果。
综上，本申请通过将多种原料复合配制，将工业固体废弃物碱渣进行 再利用，将其用活性助剂清洗后，除去其中的杂质，从而净化碱渣，再将 其进行加热处理，将其中的硫酸钙和碳酸钙还原成氧化钙，使得其具有较 好的脱硫效果，充分利用固体废物变废为宝制作成脱硫药剂，不但解决了 碱渣的处理难题同时也节省了矿山资源的浪费。本申请还添加有赤泥，其 同样作为工业固体废弃物，其具有颗粒粒径小、孔隙多和比表面积大的优 点，将其进行加热活化后，可增加其表面的孔隙，使得其比表面积进一步 增大，可以在脱硫时，延长脱硫时间，提高脱硫效率。将多种原料混合复 配，得到的脱硫剂能够高效脱除硫。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领 域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保 护范围之内。

Claims (10)

1.一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂，其特征在于，包括如下原料：碱渣、赤泥和活性助剂。
2.根据权利要求1所述的一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂，其特征在于，所述用工业固体废弃物制备的脱硫剂按重量份计，包括如下原料：碱渣35-45份、赤泥15-25份和活性助剂0.3-0.8份。
3.根据权利要求1所述的一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂，其特征在于，所述活性助剂为聚丙烯酰胺。
4.根据权利要求2所述的一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂，其特征在于，所述用工业固体废弃物制备的脱硫剂还包括碳酸钠3-8重量份。
5.如权利要求4所述的一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将活性助剂用水稀释后，投入碱渣，搅拌洗涤后，过滤分离，得到清洗后的碱渣；
将清洗后的碱渣加热处理后，得到热处理碱渣；
将赤泥加热处理后，得到热处理赤泥；
将热处理碱渣、热处理赤泥和其余原料混合均匀后，得到用工业固体废弃物制备的脱硫剂。
6.根据权利要求5所述的一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述活性助剂与水的料液比为1:(150-200)，所述搅拌洗涤时间为1-2h。
7.根据权利要求5所述的一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述热处理碱渣的处理条件为在1200-1500℃下加热5-10min。
8.根据权利要求5所述的一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述热处理赤泥的处理条件为在935-970℃下加热20-30min。
9.如权利要求1-4任意一项所述的一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂在烟气净化脱硫技术领域的应用。
10.如权利要求1-4任意一项所述的一种用工业固体废弃物制备的脱硫剂在砖瓦固硫技术领域的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115999335A (zh) * 2023-03-25 2023-04-25 河北冀隅智能科技有限公司 烟气脱硫剂及其制备方法

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