CN115945058B - 氢氧化钙条状脱硫剂及其制备方法 - Google Patents
氢氧化钙条状脱硫剂及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于烟气净化技术领域，具体涉及氢氧化钙条状脱硫剂及其制备方法。本发明所述氢氧化钙条状脱硫剂，由以下质量分数的原料制成：消石灰70‑80%；硫酸铝2‑5%；硫酸钙3‑8%；活性氧化镁2‑4%；蒙脱石粉4‑7%；耐高温粘结剂3‑7%；2‑乙基甲苯二胺溶液2‑3%。所述耐高温粘结剂为凹凸棒土。本发明所述氢氧化钙条状脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：配料混料→捏合成型→养生→烘干。本发明所述氢氧化钙条状脱硫剂为高硫容、高强度、高效率的干法脱硫剂产品，颗粒径向抗压碎力平均值＞115N/cm，烟气SO2脱除效率可达93%以上，该脱硫剂的制造方法简单，可降低加工成本。
Description
技术领域
本发明属于烟气净化技术领域，具体涉及氢氧化钙条状脱硫剂及其制备方法。
背景技术
行业内现有的氢氧化钙脱硫剂成分几乎全是氢氧化钙粉和粘合剂的组合，两者占比之和几乎是100%，组分过于单一，使得硫容、颗粒径向抗压碎力平均值和脱硫效率难以调整到一个好的状态。当氢氧化钙比例高于75%左右时，产品强度会变得很低，粉末化严重，会使得脱硫塔内压力升高，甚至造成堵塔等事故；当氢氧化钙比例低于45%左右时，强度会变得很高，硫容会变得很低，产品寿命大幅降低，影响脱硫效果，甚至导致烟气排放不达标。当氢氧化钙含量在45-75%时，硫容和强度都将处于一个较为平庸的状态，而且脱硫效率不出众。
提高硫容，则只能通过提高氢氧化钙的比例，降低粘合剂的比例，这将使得产品强度大幅降低；如果提高产品强度，则需要提高粘结剂比例，降低氢氧化钙的比例，使得硫容下降。因此，现有氢氧化钙脱硫剂存在硫容和强度不能兼顾的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种氢氧化钙条状脱硫剂，其配比合理，所得产物具有高硫容、高强度、高效率。
本发明还提供其制备方法，简单可行，适合批量生产。
本发明所述的氢氧化钙条状脱硫剂，由以下质量分数的原料制成：
消石灰 70-80%；
硫酸铝 2-5%；
硫酸钙 3-8%；
氧化镁 2-4%；
蒙脱石粉 4-7%；
耐高温粘结剂 3-7%；
2-乙基甲苯二胺溶液 2-3%。
所述耐高温粘结剂为凹凸棒土。
所述凹凸棒土的粒径为250-350目。
本发明所述的氢氧化钙条状脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：
配料混料→捏合成型→养生→烘干。
所述配料混料步骤为按照固定的投料顺序投放原料，并混合均匀。
所述固定的投料顺序依次为消石灰、耐高温粘结剂、蒙脱石粉、硫酸钙、氧化镁、硫酸铝。
所述捏合成型步骤为使用挤条机造粒，得成型的半成品脱硫剂。
所述养生步骤为将成型的半成品脱硫剂置于养生装置中，阴干6-8h，喷淋2-乙基甲苯二胺溶液，然后阴干6-8h，其中2-乙基甲苯二胺溶液优选为50wt.%的2-乙基甲苯二胺溶液。
所述烘干步骤将温度控制在115-125℃进行烘烤，传送带运行速度0.04-0.06m/s。
所述烘烤的时间为150-250s。
与现有技术相比，本发明有益效果如下：
（1）本发明所述的氢氧化钙条状脱硫剂中，硫酸铝有很好的固化作用，硫酸钙作为早强剂，可有效提高产品的早期强度，避免产品中裂纹的产生，可有效提高成品的强度。
（2）本发明所述的氢氧化钙条状脱硫剂中，氧化镁作为氢氧化钙条状脱硫剂中的催化剂，提高了反应效率，在面临短时间内烟气量较大幅度提高或者短时间内SO2浓度较大幅度提高等“冲击”时，能有效保护脱硫系统，提高脱硫系统的耐冲击性，且氧化镁有良好的物理吸附能力和良好的烧结性能，既能提高产品强度，又能提高吸附能力。
（3）本发明所述的氢氧化钙条状脱硫剂中，蒙脱石粉具有粘结性和吸附性，也同时提高产品强度和吸附能力，使得产品的硫容、颗粒径向抗压碎力平均值和脱硫效率同时达到较高水平，而且提升了对烟气中的粉尘、焦油的吸附能力。
（4）本发明所述的氢氧化钙条状脱硫剂为高硫容、高强度、高效率的干法脱硫剂产品，用该配方工艺生产的氢氧化钙脱硫剂硫容最高可达39%，颗粒径向抗压碎力平均值＞115N/cm，同时具有耐高温性，对烟尘具有良好的吸附性，烟气SO2脱除效率可达93%以上，且该脱硫剂的制造方法简单，可降低加工的成本。
（5）本发明提高了产品使用寿命，避免了脱硫剂的频繁更换，降低了工人的劳动量。
（6）本发明所述的氢氧化钙条状脱硫剂具有强大的吸附能力，有效降低烟尘排放量，从而保护了除尘设备，节约成本。
（7）本发明在氢氧化钙条状脱硫剂的制备方法中添加了养生步骤，使用2-乙基甲苯二胺溶液喷淋半成品脱硫剂，然后阴干，能有效提高氢氧化钙条状脱硫剂的颗粒径向抗压碎力平均值，解决了氢氧化钙脱硫剂强力低、粉末化严重的问题。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。
实施例和对比例采用淄博市临淄海昌机械有限公司生产的200型挤条机，使用直径为7mm的模具，完成半成品脱硫剂的捏合成型步骤。
实施例1
所述的氢氧化钙条状脱硫剂，由以下质量分数的原料制成：
消石灰 80%；
硫酸铝 2%；
硫酸钙 3%；
氧化镁 2%；
蒙脱石粉 7%；
350目凹凸棒土 3%；
2-乙基甲苯二胺溶液 3%。
所述的氢氧化钙条状脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：
配料混料→捏合成型→养生→烘干。
所述配料混料步骤为依次向容器中投入上述质量分数的消石灰、350目凹凸棒土、蒙脱石粉、硫酸钙、氧化镁、硫酸铝，边投料边搅拌，转速60r/min，投料完毕后搅拌40min至均匀。
所述捏合成型步骤为使用挤条机造粒，得成型的半成品脱硫剂。
所述养生步骤为将成型的半成品脱硫剂置于养生装置中，阴干8h，喷淋上述用量的50wt.%的2-乙基甲苯二胺溶液，然后阴干8h。
所述烘干步骤将温度控制在115℃进行烘烤，传送带运行速度0.04m/s，烘烤时间250s，即得成品氢氧化钙条状脱硫剂。
实施例2
所述的氢氧化钙条状脱硫剂，由以下质量分数的原料制成：
消石灰 77%；
硫酸铝 3%；
硫酸钙 5%；
氧化镁 3%；
蒙脱石粉 5%；
300目凹凸棒土 5%；
2-乙基甲苯二胺溶液 2%。
所述的氢氧化钙条状脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：
配料混料→捏合成型→养生→烘干。
所述配料混料步骤为依次向容器中投入上述质量分数的消石灰、300目凹凸棒土、蒙脱石粉、硫酸钙、氧化镁、硫酸铝，边投料边搅拌，转速60r/min，投料完毕后搅拌40min至均匀。
所述捏合成型步骤为使用挤条机造粒，得成型的半成品脱硫剂。
所述养生步骤为将成型的半成品脱硫剂置于养生装置中，阴干7h，喷淋上述用量的50wt.%的2-乙基甲苯二胺溶液，然后阴干7h。
所述烘干步骤将温度控制在120℃进行烘烤，传送带运行速度0.05m/s，烘烤时间200s，即得成品氢氧化钙条状脱硫剂。
实施例3
所述的氢氧化钙条状脱硫剂，由以下质量分数的原料制成：
消石灰 75%；
硫酸铝 4%；
硫酸钙 5%；
氧化镁 3%；
蒙脱石粉 6%；
300目凹凸棒土 5%；
2-乙基甲苯二胺溶液 2%。
所述的氢氧化钙条状脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：
配料混料→捏合成型→养生→烘干。
所述配料混料步骤为依次向容器中投入上述质量分数的消石灰、300目凹凸棒土、蒙脱石粉、硫酸钙、氧化镁、硫酸铝，边投料边搅拌，转速60r/min，投料完毕后搅拌40min至均匀。
所述捏合成型步骤为使用挤条机造粒，得成型的半成品脱硫剂。
所述养生步骤为将成型的半成品脱硫剂置于养生装置中，阴干7h，喷淋上述用量的50wt.%的2-乙基甲苯二胺溶液，然后阴干7h。
所述烘干步骤将温度控制在120℃进行烘烤，传送带运行速度0.05m/s，烘烤时间200s，即得成品氢氧化钙条状脱硫剂。
实施例4
所述的氢氧化钙条状脱硫剂，由以下质量分数的原料制成：
消石灰 70%；
硫酸铝 5%；
硫酸钙 8%；
氧化镁 4%；
蒙脱石粉 4%；
250目凹凸棒土 7%；
2-乙基甲苯二胺溶液 2%。
所述的氢氧化钙条状脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：
配料混料→捏合成型→养生→烘干。
所述配料混料步骤为依次向容器中投入上述质量分数的消石灰、250目凹凸棒土、蒙脱石粉、硫酸钙、氧化镁、硫酸铝，边投料边搅拌，转速60r/min，投料完毕后搅拌40min至均匀。
所述捏合成型步骤为使用挤条机造粒，得成型的半成品脱硫剂。
所述养生步骤为将成型的半成品脱硫剂置于养生装置中，阴干6h，喷淋上述用量的50wt.%的2-乙基甲苯二胺溶液，然后阴干6h。
所述烘干步骤将温度控制在125℃进行烘烤，传送带运行速度0.06m/s，烘烤时间150s，即得成品氢氧化钙条状脱硫剂。
对比例1
常规氢氧化钙条状脱硫剂，由以下质量分数的原料制成：
消石灰 60%；
250目凹凸棒土 32%；
电石泥 5%；
2-乙基甲苯二胺溶液 3%。
常规氢氧化钙条状脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：
配料混料→捏合成型→养生→烘干。
所述配料混料步骤为依次向容器中投入上述质量分数的消石灰、250目凹凸棒土、电石泥，边投料边搅拌，转速60r/min，投料完毕后搅拌40min至均匀。
所述捏合成型步骤为使用挤条机造粒，得成型的半成品脱硫剂。
所述养生步骤为将成型的半成品脱硫剂置于养生装置中，阴干6h，喷淋上述用量的50wt.%的2-乙基甲苯二胺溶液，然后阴干6h。
所述烘干步骤将温度控制在125℃进行烘烤，传送带运行速度0.06m/s，烘烤时间150s，即得成品氢氧化钙条状脱硫剂。
对比例2
常规氢氧化钙条状脱硫剂，由以下质量分数的原料制成：
消石灰 70%；
硫酸铝 5%；
硫酸钙 8%；
氧化镁 4%；
蒙脱石粉 5%；
250目凹凸棒土 8%；
常规氢氧化钙条状脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：
配料混料→捏合成型→烘干。
所述配料混料步骤为依次向容器中投入上述质量分数的消石灰、250目凹凸棒土、蒙脱石粉、硫酸钙、氧化镁、硫酸铝，边投料边搅拌，转速60r/min，投料完毕后搅拌40min至均匀。
所述捏合成型步骤为使用挤条机造粒，得成型的半成品脱硫剂。
所述烘干步骤为将温度控制在60℃进行第一遍烘干，传送带运行速度0.02m/s，烘烤的时间为400s；将温度控制在80℃进行第二遍烘干，传送带运行速度0.02m/s，烘烤的时间为400s，即得成品氢氧化钙条状脱硫剂。
实施例和对比例中颗粒径向抗压碎力平均值测试方法详见企业标准Q/0305CJY020-2022中4.5颗粒径向抗压碎力平均值的测定。
实施例和对比例中硫容测试方法采用HG/T 2513所述方法。
实施例和对比例中堆积密度测试方法详见企业标准Q/0305CJY 020-2022中4.4堆积密度的测定。
检测数据如表1所示：
表1 实施例1~4和对比例1~2的检测数据表
使用鹤壁市鑫天鹤仪器仪表有限公司生产的THDLY-8200多样智能定硫仪全自动定硫仪在温度140℃，氧含量6%，SO2浓度150mg/Nm3条件下，对含SO2的烟气进行处理，检测处理前后SO2的浓度，并计算脱除效率，结果如表2所示：
表2 实施例1~4和对比例1~2的SO2脱除效率检测数据表
综上所述，本发明所述实施例1~4的硫酸铝、硫酸钙、氧化镁、蒙脱石粉可以有效提高产品的硫容和颗粒径向抗压碎力平均值，解决了现有技术中氢氧化钙脱硫剂存在硫容和强度不能兼顾的问题，氢氧化钙条状脱硫剂的制备方法中通过增加养生步骤，使用2-乙基甲苯二胺溶液喷淋半成品脱硫剂，然后阴干，能有效提高氢氧化钙条状脱硫剂的颗粒径向抗压碎力平均值，解决了氢氧化钙脱硫剂强力低、粉末化严重的问题，进一步提高了脱硫剂强度。同时，实施例1~4比对比例1~2的SO2脱除效率要高，体现了本发明所述的氢氧化钙条状脱硫剂原料搭配的科学性。
Claims (2)
1.一种氢氧化钙条状脱硫剂，其特征在于，由以下质量分数的原料制成：
消石灰 70-80%；
硫酸铝 2-5%；
硫酸钙 3-8%；
氧化镁 2-4%；
蒙脱石粉 4-7%；
耐高温粘结剂 3-7%；
2-乙基甲苯二胺溶液 2-3%；
其中：
所述耐高温粘结剂为凹凸棒土；
所述凹凸棒土的粒径为250-350目；
所述的氢氧化钙条状脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：
配料混料→捏合成型→养生→烘干；
所述配料混料步骤为按照固定的投料顺序投放原料，并混合均匀；
所述固定的投料顺序依次为消石灰、耐高温粘结剂、蒙脱石粉、硫酸钙、氧化镁、硫酸铝；
所述养生步骤为将成型的半成品脱硫剂置于养生装置中，阴干6-8h，喷淋2-乙基甲苯二胺溶液，然后阴干6-8h；
所述烘烤的时间为150-250s。
2.根据权利要求1所述的氢氧化钙条状脱硫剂，其特征在于，所述捏合成型步骤为使用挤条机造粒，得成型的半成品脱硫剂。
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