CN116351223A - 一种电石渣生产脱硫剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电石渣生产脱硫剂的方法。包括以下步骤:将电石渣过筛,得到粒径≤1mm的颗粒;将筛选后的颗粒与蔗糖、乙醇混合研磨至粒径为400~600目;将研磨后的颗粒、铁粉与活化后的玉米芯混合压制成型,煅烧后得到电石渣脱硫剂。本发明通过蔗糖和乙醇对电石渣进行研磨,然后再与铁粉和活化后的玉米芯压制成型进行碳化,得到的脱硫剂脱硫效果好且能循环使用,本发明的制备方法简单,成本低。

Description

一种电石渣生产脱硫剂的方法
技术领域
本发明涉及脱硫技术领域,具体涉及一种电石渣生产脱硫剂的方法。
背景技术
电石法生产聚氯乙烯利用电石(碳化钙CaC2),遇水生成乙炔(C2H2),将乙炔与氯化氢(HCl)合成制出氯乙烯单体(CH2=CHCl),再通过聚合反应使氯乙烯生成聚氯乙烯—[CH—CHCI]n—的化学反应方法。电石渣是在电石法生产聚氯乙烯(PVC)过程中,水解反应的副产物,其主要成分是氢氧化钙。电石渣作为大宗工业固体废弃物,之前的处理方式是与水泥厂合作,利用电石渣生产水泥熟料,但随着水泥行业产能过剩,水泥厂无法满负荷生产,造成电石渣无法处理,电石渣的大量堆放对环境造成不利影响。
有色金属冶炼行业是我国的一项支柱产业,所排放冶炼烟气的特点主要为:温度较高(>1000℃),即使经余热锅炉余热回收后温度仍在350~450℃;SO2含量高;含尘量高。石灰石/石膏法是最常用的一种烟气脱硫方法,而电石渣中钙基含量(氢氧化钙)达80~85%,可以代替碳酸钙作为钢铁工业脱硫系统的脱硫剂使用,但电石渣中固体颗粒的成分很复杂,除氢氧化钙、氧化钙外,还含有碳渣、硅铁等各类固体颗粒杂质,大于0.04mm的固体颗粒对脱硫系统的管道和脱硫剂循环系统会产生磨损、堵塞等不良后果。由于硫化产物CaSO4(46cm3/mol)的摩尔体积大于CaCO3(36.9cm3/mol)和CaO(16.9cm3/mol),从而使得硫化产物CaSO4将分解产物CaO表面的微孔堵塞,阻碍了SO2与未反应CaO的进一步反应,导致钙的硫酸盐化程度仅为25-45%,为达到SO2排放要求,企业不得不通过增加钙硫比来弥补钙基脱硫剂利用率低的缺陷,这在造成脱硫剂浪费的同时也增加了运行成本。申请号为201610313802.7的专利公开了以电石渣为原料的活性氧化钙、脱硫剂、电石原料及其制备方法;申请号为201110164225.7的专利公开了一种用电石渣生产脱硫剂的方法。上述制备方法都非常复杂,使得脱硫成本较高。所以需要一种简便的方法,将电石渣制成脱硫效率高的脱硫剂。
发明内容
针对上述现有技术,本发明的目的是提供一种电石渣生产脱硫剂的方法。本发明通过蔗糖和乙醇对电石渣进行研磨,然后再与铁粉和活化后的玉米芯压制成型进行碳化,得到的脱硫剂脱硫效果好并且可长期循环使用,且制备方法简单,成本低。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明的第一方面,提供一种电石渣生产脱硫剂的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将电石渣过筛,得到粒径≤1mm的颗粒;
(2)将筛选后的颗粒与蔗糖、乙醇混合研磨至粒径为400~600目;
(3)将研磨后的颗粒、铁粉与活化后的玉米芯混合压制成型,煅烧后得到电石渣脱硫剂。
优选的,步骤(2)中,所述筛选后的颗粒与蔗糖、乙醇的加入量之比为100g:(5~15)g:(30~50)mL。
所述乙醇为无水乙醇。
优选的,步骤(3)中,所述活化后的玉米芯由以下方法制备:
将玉米芯粉碎至400~600目,加入碱液后加热,得到活化后的玉米芯。
优选的,所述碱液的浓度为0.01~0.1moL/L。
优选的,所述玉米芯与碱液的料液比为1:(5~15)。
优选的,所述加热的温度为40~60℃,加热时间为10~30min。
优选的,步骤(3)中,所述研磨后的颗粒、铁粉与活化后的玉米芯的质量比为100:(5~15):(50~100)。
优选的,步骤(3)中,所述煅烧的温度为150~250℃,煅烧的压力为2~10MPa,煅烧的时间为1~3h。
本发明的第二方面,提供上述方法制备得到的石渣脱硫剂。
本发明的第三方面,提供石渣脱硫剂在钢铁冶金脱硫中的应用。
本发明的有益效果:
(1)本发明以电石渣代替氧化钙,通过蔗糖和乙醇对电石渣进行研磨,蔗糖和乙醇在后续碳化中还能起到助燃效果,使得玉米芯更容易被碳化。
(2)本发明经过研究发现,将电石渣粉末与铁粉、玉米芯压制成型后进行碳化,铁粉被氧化,玉米芯制成生物炭,电石渣粉中的碳也进一步碳化,硅铁化合物等被氧化,得到的混合物可以显著提高脱硫效果。脱硫剂转化成硫酸钙的效率大大提高,可循环使用达10次以上。
(3)本发明制备方法简单,脱硫成本低,既能使电石渣得到有效利用,还能降低钢铁冶金行业脱硫成本。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术部分介绍的,由于硫化产物CaSO4(46cm3/mol)的摩尔体积大于CaCO3(36.9cm3/mol)和CaO(16.9cm3/mol),从而使得硫化产物CaSO4将分解产物CaO表面的微孔堵塞,阻碍了SO2与未反应CaO的进一步反应,导致钙的硫酸盐化程度仅为25-45%,为达到SO2排放要求,企业不得不通过增加钙硫比来弥补钙基脱硫剂利用率低的缺陷,这在造成脱硫剂浪费的同时也增加了运行成本。
基于此,本发明的目的是提供一种电石渣生产脱硫剂的方法。本发明以电石渣代替氧化钙,通过研究发现,用蔗糖和乙醇对电石渣进行研磨,再与铁粉和玉米芯混合进行碳化,得到的钙基脱硫剂脱硫效果好,无需增加钙硫比。经发明人研究发现,经过碱液活化、加热后的玉米芯,在后续碳化时,活性炭微孔分布均匀,电石渣、氧化铁可以更好的与活性炭结合,三者协同作用,进一步提高脱硫效率。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案,以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料,均可通过商业渠道购买得到。
实施例1:
(1)将电石渣过筛,得到粒径≤1mm的颗粒。
(2)将筛选后的颗粒100g与10g蔗糖、40mL无水乙醇加入至研磨机中,混合研磨6h至粒径为400~600目。
(3)将100g玉米芯粉碎至400~600目,置于烧杯中,加入浓度为0.05moL/L、1L氢氧化钠溶液。加热至50℃,活化20min得到活化后的玉米芯。
将步骤(2)研磨后的颗粒100g、铁粉10g(400~600目)与75g活化后的玉米芯混合均匀置于造粒机中,压制成0.4~2mm的颗粒,置于高压釜中,200℃(升温速率为5℃/min)、压力6MPa碳化2h后得到电石渣脱硫剂。
实施例2
(1)将电石渣过筛,得到粒径≤1mm的颗粒。
(2)将筛选后的颗粒100g与5g蔗糖、50mL无水乙醇加入至研磨机中,混合研磨9h至粒径为400~600目。
(3)将100g玉米芯粉碎至400~600目,加入浓度为0.1moL/L、500mL氢氧化钠溶液。加热至60℃,活化10min得到活化后的玉米芯。
100g研磨后的颗粒、15g铁粉(400~600目)与50g活化后的玉米芯混合均匀,置于造粒机中压制0.4~2mm的颗粒。然后加入至高压釜中,250℃(升温速率为5℃/min)、压力2MPa碳化3h后得到电石渣脱硫剂。
实施例3
(1)将电石渣过筛,得到粒径≤1mm的颗粒。
(2)将筛选后的颗粒100g与15g蔗糖、30mL无水乙醇加入至研磨机中,混合研磨5h至粒径为400~600目。
(3)将100g玉米芯粉碎至400~600目,加入浓度为0.01moL/L、1.5L氢氧化钠溶液。在烧杯中混合,然后加热至40℃,活化30min得到活化后的玉米芯。
100g研磨后的颗粒、5g铁粉(400~600目)与100g活化后的玉米芯混合均匀,置于造粒机中压制0.4~2mm的颗粒。然后加入高压釜中,150℃、压力10MPa碳化1h后得到电石渣脱硫剂。
对比例1
(1)将电石渣过筛,得到粒径≤1mm的颗粒,研磨至粒径为400~600目。
(2)将100g玉米芯置于高压釜中,200℃(升温速率为5℃/min)、压力6MPa碳化2h,与步骤(1)制得的电石渣混合后得到电石渣脱硫剂。
对比例2
(1)将电石渣过筛,得到粒径≤1mm的颗粒,研磨至粒径为400~600目。
(2)将100g玉米芯置和步骤(1)的电石渣加入至高压釜中,200℃(升温速率为5℃/min)、压力6MPa碳化2h,得到电石渣脱硫剂。
对比例3
(1)将电石渣过筛,得到粒径≤1mm的颗粒。
(2)将筛选后的颗粒100g与10g蔗糖、40mL无水乙醇加入至研磨机中,混合研磨6h至粒径为400~600目。置于高压釜中,200℃(升温速率为5℃/min)、压力6MPa碳化2h后得到电石渣脱硫剂。
对比例4
(1)将电石渣过筛,得到粒径≤1mm的颗粒。混合研磨6h至粒径为400~600目。
(2)将100g玉米芯粉碎至400~600目,将步骤(1)研磨后的颗粒100g、铁粉(400~600目)10g与75g玉米芯混合均匀置于造粒机中,压制成0.4~2mm的颗粒,置于高压釜中,200℃(升温速率为5℃/min)、压力6MPa碳化2h后得到电石渣脱硫剂。
对比例5
(1)将电石渣过筛,得到粒径≤1mm的颗粒。
(2)将筛选后的颗粒100g与10g蔗糖、40mL无水乙醇加入至研磨机中,混合研磨6h至粒径为400~600目。
(3)将100g玉米芯粉碎至400~600目,将步骤(2)研磨后的颗粒100g、铁粉(400~600目)10g与75g玉米芯混合均匀置于造粒机中,压制成0.4~2mm的颗粒,置于高压釜中,200℃(升温速率为5℃/min)、压力6MPa碳化2h后得到电石渣脱硫剂。
对比例6
(1)将电石渣过筛,得到粒径≤1mm的颗粒。
(2)将筛选后的颗粒100g与10g蔗糖、40mL无水乙醇加入至研磨机中,混合研磨6h至粒径为400~600目。
(3)将步骤(2)研磨后的颗粒100g、铁粉(400~600目)10g混合均匀置于造粒机中,压制成0.4~2mm的颗粒,置于高压釜中,200℃(升温速率为5℃/min)、压力6MPa碳化2h后得到电石渣脱硫剂。
试验例
将实施例1~3和对比例1~6制备的脱硫剂置于1100℃的管式炉中,通入模拟钢铁冶炼高炉煤气,高炉煤气里的硫主要是二氧化硫(62.22%)、羰基硫(10.63%)和硫化氢(8.70%),以N2为平衡气,反应8min后,脱硫剂转化为硫酸钙的效率和循环使用次数进行统计(循环次数以脱硫剂转化为硫酸钙的效率≤10%以下,为循环结束),所得结果见表1。
表1
Figure BDA0004039849090000051
Figure BDA0004039849090000061
由表1可以看出,采用实施例1~3制备的脱硫剂进行脱硫处理,钙基脱硫剂转化为硫酸钙的效率极高,可循环多次使用。说明本发明制备的电石渣脱硫剂脱硫效果显著。
以上所述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)

1.一种电石渣生产脱硫剂的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将电石渣过筛,得到粒径≤1mm的颗粒;
(2)将筛选后的颗粒与蔗糖、乙醇混合研磨至粒径为400~600目;
(3)将研磨后的颗粒、铁粉与活化后的玉米芯混合压制成型,煅烧后得到电石渣脱硫剂。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述筛选后的颗粒与蔗糖、乙醇的加入量之比为100g:(5~15)g:(30~50)mL。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中,所述活化后的玉米芯由以下方法制备:
将玉米芯粉碎至400~600目,加入碱液后加热,得到活化后的玉米芯。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述碱液的浓度为0.01~0.1moL/L。
5.根据权利要求3述的方法,其特征在于,所述玉米芯与碱液的料液比为1:(5~15)。
6.根据权利要求3述的方法,其特征在于,所述加热的温度为40~60℃,加热时间为10~30min。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中,所述研磨后的颗粒、铁粉与活化后的玉米芯的质量比为100:(5~15):(50~100)。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中,所述煅烧的温度为150~250℃,煅烧的压力为2~10MPa,煅烧的时间为1~3h。
9.权利要求1所述的方法制备得到的石渣脱硫剂。
10.权利要求9所述的石渣脱硫剂在钢铁冶金脱硫中的应用。
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