一种脱硫剂及其制备方法与流程

本发明属于烟气净化领域，特别涉及一种脱硫剂及其制备方法。

背景技术：

随着经济技术的快速发展，环境问题日益严重。污染物乱排乱放是导致环境问题的主要原因。中国是煤炭大国，无论是社会经济还是民生发展都不能缺少的的重要资源。由于我们国家的石油和天然气比较匮乏，导致我国对煤炭产生过度的依赖并将延续到很长时间，煤炭依然主导着能源消耗。目前，煤炭主要应用于电力、热力生产和制造业，约占77％。遗憾地是，煤含杂质硫，约百分之一，在燃烧中会排放酸性气体so2，so2是一种无色、具有强烈刺激性气味的气体。它在空气中的存在时间大约是一周，随后逐步被氧化为so3，有水分存在就生成硫酸雾，日光、灰尘、金属氧化物等都是催化剂。硫酸雾的危害大于so2，毒性甚至比so2高10倍。因此，脱硫燃烧迫在眉睫。

针对so2存在的问题，目前主要从三方面进行控制so2含量，即燃烧前脱硫，燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。燃烧前脱硫主要是对原料进行低硫处理，此方法对于有机硫的处理并没有作用，故该方法不能够从根本上解决问题。燃烧中脱硫是将脱硫剂与煤混合在一起燃烧，在高温条件下，脱硫剂按照煅烧的方法后产生cao、nao等与燃煤产生的so2和so3发生化学反应后成为亚硫酸盐和硫酸盐，反应后最后以灰渣的形式排出，使排入空气中的so2和so3的含量减少。大多数中小型火电厂都采取这种方法，其独到之处是不占用大量地方，资金费用少，缺点是采用燃烧炉内喷钙，由于生成产物caso4将使孔隙被堵塞，使so2的吸收受阻，不能更充分的脱硫，从而降低了该脱硫剂的利用率，而且高温条件下caso4将产生溶解，限制了总体脱硫反应，使脱硫率降低。

燃烧后脱硫是被应用最为普遍的方法，根据目前脱硫的方式有干式脱硫、半干式脱硫和湿法脱硫。湿法脱硫会导致设备管道等的严重腐蚀。而干式脱硫是以粒装吸收剂进行脱硫，在完全干燥情况下进行脱硫处理，其最终的脱硫灰渣呈干态,可用于铺路和方便堆积。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种脱硫剂及其制备方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种脱硫剂，按重量份计，包括以下组分：碱性化合物10-50重量份、活性炭5-30重量份、粉煤灰10-50重量份、粘结剂20-50重量份、造孔剂1-5重量份和水。

进一步的，碱性化合物20-40重量份、活性炭10-25重量份、粉煤灰20-40重量份、粘结剂30-40重量份、造孔剂2-4重量份，其余为水。

进一步的，碱性化合物为mg、ca或na的氧化物和/或氢氧化物。

进一步的，碱性化合物为质量比为2:1的氧化钙和氢氧化钙的混合物。

进一步的，粉煤灰为sio2和al2o3，目数为200～300目。

进一步的，粘结剂为水玻璃，造孔剂为玉米秸秆。

进一步的，一种脱硫剂及的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，采取化学改性方法对粉煤灰进行活化改性，生成水化合成物；

步骤2，将对应量的碱性化合物、活性炭、活化后的粉煤灰、粘结剂、造孔剂和水进行混合，得到脱硫剂。

进一步的，粉煤灰化学改造处理：将钙基吸收剂以5:1的比例进行混合，将混合物在90℃的恒温水浴作用下进行水合作用2小时，之后再200℃条件下进行干燥1h。

进一步的，混合温度为60～90℃摄氏度之间；灰钙比为5，水固比为15。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

(1)开发利用粉煤灰，变废为宝，有利于环境保护；

(2)实现脱硫效率99％；

(3)每100g脱硫剂的so2饱和吸收率达到28-30g；

(4)添加了粉煤灰物质，降低了成本。

附图说明

图1反应温度对比表面积的影响图；

图2灰钙比对比表面积的影响图；

图3水固比对比表面积的影响图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步说明：

一种新型脱硫剂，原料组份包含：

碱性化合物10-50重量份、活性炭5-30重量份、粉煤灰10-50重量份、粘结剂20-50重量份、造孔剂1-5重量份和水。

进一步优选所述新型高效的脱硫剂的原料组份包含：

碱性化合物20-40重量份、活性炭10-25重量份、粉煤灰20-40重量份、粘结剂30-40重量份、造孔剂2-4重量份。

所述碱性化合物为mg、ca或na的氧化物和/或氢氧化物。

所述碱性化合物为碳酸钙和氢氧化钙，所述碱性化合物为质量比为2:1的氧化钙和氢氧化钙的混合物。

所述粉煤灰为化学改造后的粉煤灰，粉煤灰所含主要物质为sio2和al2o3,目数为200～300目。物质以氧化物的形式存在内部，只有少量的可溶并释放出来，故对于脱硫剂的增效效果有限。因此我们对粉煤灰进行改性活化，经过对比物理改性和化学改性活化，发现化学方法对于脱硫剂的增效比较明显，故本发明中，我们采取化学改性方法对粉煤灰进行活化改性。

所述粘结剂为水玻璃：所述造孔剂为玉米秸秆；

所述新型脱硫剂制法，其特征在于，包括以下步骤：

①粉煤灰化学改造处理，首先将钙基吸收剂以5:1的比例进行混合，将混合物在90℃的恒温水浴作用下进行水合作用2小时，之后再200℃条件下进行干燥1h。

粉煤灰化学活性改造主要目的是生成水化合成物。

具体反应如下所示：

ca(oh)2+sio2+h2o→(cao)x(sio2)y(h2o)z

ca(oh)2+al2o3+h2o→(cao)x(al2o3)y(h2o)z

脱硫剂主要是通过吸附原理进行反应，故比表面积对其脱硫影响意义重大。该方案中，通过灰钙比、水固比(水与固体质量的比值)和温度的因素分析确定最佳脱硫剂配比。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例一

通过分析温度对于比表面积的影响，确定最佳反应温度。从温度与比表面积的图中可以看出，温度在60～90℃摄氏度之间，比表面积值呈现快速上升趋势。如图1.

图中可以看出反应温度对产物的比表面积影响较大，温度的增大有利于产物比表面积的提高。在40℃到60℃的区间内，温度对比表面积的影响并不明显；当反应温度大于60℃，并逐渐增大到小于90℃时，产物的比表面积随温度的增加而增大的速度较快，当反应温度大于90℃时，比表面积增长缓慢。

实施案例二

通过调节灰钙比例，选择灰钙比对于比表面积的影响，确定最佳的灰钙比。

结果发现，当灰钙比为5的时候，比表面积值可达到最大值。如图2。

由图2可以看出灰钙比为5时比表面积达到峰值。灰钙比小于5时，粉煤灰不足，随着灰钙比的增大，粉煤灰量增加，活性物质也随之增加。

实施案例三

通过调节水固比，选择最佳水固比从而实现最大比表面积。从图中可以看出，水固比为15时，比表面积达到最大值。如图3。

由图3可以看出，当水固比为15左右时，比表面积最大。在这个基础上减小或增大水固比，都将使比表面积减小。这是因为水固比过小时，固体过多，不利于物质的溶解，影响反应的进行。随着水固比增大，固体溶解速度加快反应产物增多，比表面积增大。整体来看，水固比对反应的影响不是很显著。

实施案例四

在确定最佳温度、最佳灰钙比和最佳水固比之后，通过调节活性炭、粘结剂和造孔剂的比例关系进行最佳脱硫剂配方的筛选。当脱硫剂物料配比为碱性化合物15重量份、活性炭2重量份、粉煤灰75重量份、粘结剂5重量份、造孔剂3重量份，通过红外分析仪对so2吸收率进行测试，吸收率可达95％，通过简易自制so2饱和吸收率装置测定每100g脱硫剂的so2饱和吸收率达到28g。

实施案例五

在确定最佳温度、最佳灰钙比和最佳水固比之后，通过调节活性炭、粘结剂和造孔剂的比例关系进行最佳脱硫剂配方的筛选。当脱硫剂物料配比为碱性化合物10重量份、活性炭17重量份、粉煤灰50重量份、粘结剂20重量份、造孔剂3重量份，通过红外分析仪对so2吸收率进行测试，吸收率可达99％，通过简易自制so2饱和吸收率装置测定每100g脱硫剂的so2饱和吸收率达到30g。