CN112275326A - 一种高效液体固硫催化剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水泥企业窑尾废气排放脱硫治理技术领域,具体涉及一种高效液体固硫催化剂及其应用,按重量份计,制备原料至少包括:润湿剂11‑19份、分散活化剂5‑8份、吸收剂30‑36份、催化剂9‑19份、助燃剂7‑9份、载体38‑43份;本发明结合水泥企业生产熟料中窑尾产生废气硫的机理特性,从科学性、经济性上解决问题的角度出发,从原料粉磨、生料预热的特定工艺着手,通过创新技术思路,有效解决了固硫剂与二氧化硫接触时间短而脱硫剂在煤层高温环境中长时间停留导致固硫产物重新分解的关键问题,大幅度提高了固硫效率。
Description
技术领域
本发明涉及水泥企业窑尾废气排放脱硫治理技术领域,具体涉及一种高效液体固硫催化剂及其应用。
背景技术
SO2气体是水泥企业生产水泥熟料过程中窑尾烟囱排放的主要大气污染物之一,随烟气排放,不但污染大气,而且还会在空气中形成酸雨,危害动、植物生长及人类健康,腐蚀金属设备。在此之前,国家领导人曾指出,生态环境问题既是经济问题,也是重大社会和政治问题。从目前全国环保形势来看,环保会越来越严,水泥企业二氧化硫的排放要求会更低,这就要求原来达不到标准的水泥企业进行全面的升级改造,通过烟气脱硫技术将硫氧化物控制到最低。像我国京津冀地带,长三角、珠三角经济圈,均执行最新GB4915—2013《水泥工业大气污染物排放标准》规定SO2排放限值为100mg/Nm3,重点地区为30mg/Nm3。特别地区的SO2排放限值则更为严格。这使得部分水泥企业生产线SO2排放超标;同时,随着未来含硫较高的劣质原燃材料及替代矿质原料大规模使用,更多的硫将被带入水泥熟料生产过程,必然会引起SO2废气超标排放。故采用适当的脱硫技术控制SO2废气排放浓度,是目前水泥企业势在必行的迫切需求,更是长期面临的重要难题。
因此,提供一种高效液体固硫催化剂,从而为国内水泥企业在窑尾废气硫排放治理技术领域,拓宽技术途径,降低使用成本,简化使用操作,定将发展成为水泥企业脱硫治理技术的主流。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的第一个方面提供了一种高效液体固硫催化剂,按重量份计,制备原料至少包括:润湿剂5-21份、分散活化剂2-10份、吸收剂25-40份、催化剂9-19份、助燃剂5-10份、载体35-45份。
作为一种优选的技术方案,所述润湿剂选自聚乙二醇、乙二醇、丙二醇、甘油中的一种或多种。
作为一种优选的技术方案,所述聚乙二醇的分子量为200-1000。
作为一种优选的技术方案,所述吸收剂为三乙醇胺和/或二乙醇胺;较佳地所述吸收剂为三乙醇胺和二乙醇胺,其中三乙醇胺和二乙醇胺的质量比为1:(1-1.5)。
作为一种优选的技术方案,所述催化剂为纳米金属氧化物;优选的,所述纳米金属氧化物选自二氧化钛、氧化铁、氧化钙中的一种或多种。
作为一种优选的技术方案,所述纳米金属氧化物为二氧化钛、氧化铁、氧化钙的组合,其中二氧化钛、氧化铁、氧化钙的质量比为1:1:(0.5-1.5)。
作为一种优选的技术方案,所述助燃剂选自柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠中的一种或多种。
作为一种优选的技术方案,所述载体为氢氧化钠水溶液,其中氢氧化钠的质量分数为0.05%-0.15%。
本发明的第二个方面提供了高效液体固硫催化剂的应用领域,所述应用领域为水泥企业窑尾废气排放脱硫治理技术领域。
本发明的第三个方面提供了高效液体固硫催化剂的使用方法,所述使用方法为:将水泥生料、高效液体固硫催化剂投入到预热***中进行预热,预热温度为300-900℃,时间为24h,其中水泥生料中SO3与固硫剂的质量比为1:0.85,通过在线气体分析仪测试其脱硫率为97.4%。
有益效果:本发明提供了一种高效液体固硫催化剂及其应用,结合水泥企业生产熟料中窑尾产生废气硫的机理特性,从科学性、经济性上解决问题的角度出发,从原料粉磨、生料预热的特定工艺着手,通过创新技术思路,采用***性催化助剂发力,对水泥熟料生产中产生的SO2废气,进行有效地润湿、分散、催化吸收、挟裹,完成系列组合“拳”,使得SO2变成SO3,再同高效液体固硫催化剂中的催化金属因子,以及生料中的金属氧化物反应,形成硫酸盐和/或亚硫酸盐,最后固溶于熟料中,帮助水泥企业实现SO2废气环保达标排放,拓宽水泥企业脱硫治理技术的新途径,降低脱硫成本,简化使用操作,定将发展成为水泥企业脱硫治理技术的主流。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定,本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时,以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形,意在覆盖非排它性的包括。例如,包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素,而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中,此短语将使权利要求为封闭式,使其不包含除那些描述的材料以外的材料,但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时,其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,当公开了范围“1至5”时,所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象,除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生,而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量,表示本发明并不限定于该具体数量,还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的,用“大约”、“约”等修饰一个数值,意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中,近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中,范围限定可以组合和/或互换,如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外,本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个,并且单数形式的要素或组分也包括复数形式,除非所述数量明显旨指单数形式。
为了解决上述技术问题,本发明的第一个方面提供了一种高效液体固硫催化剂,按重量份计,制备原料至少包括:润湿剂5-21份、分散活化剂2-10份、吸收剂25-40份、催化剂9-19份、助燃剂5-10份、载体35-45份。
在一种优选的实施方式中,本发明所述高效液体固硫催化剂,按重量份计,制备原料至少包括:润湿剂11-19份、分散活化剂5-8份、吸收剂30-36份、催化剂11-17份、助燃剂7-9份、载体38-43份。
在一种最优选的实施方式中,本发明所述高效液体固硫催化剂,按重量份计,制备原料至少包括:润湿剂15份、分散活化剂7份、吸收剂33份、催化剂14份、助燃剂8份、载体41份。
本发明所述高效液体固硫催化剂,根据水泥企业生产水泥熟料中窑尾产生废气硫排放本底数值的大小,可以从三处位置优选添加:一处是水泥窑预热器C2→C1上升气体管道处,一处是生料均化库底输送斜槽进入窑斗提端约1米位置,另一处是原料磨石灰石调配站皮带机上;结合脱硫效率,经济性,便捷性,这三个方面设计出最佳添加位置点。
在一种优选的实施方式中,所述高效液体固硫催化剂的掺加比例为生料产量的0.01%~0.2%。
润湿剂
本发明所述润湿剂是指能使固体和/或等同于颗粒物料更易被水浸湿的物质。通过降低其表面张力或界面张力,使水能展开在固体物料表面上,或透入其表面,从而把固体物料润湿。
在一种优选的实施方式中,本发明所述润湿剂选自聚乙二醇、乙二醇、丙二醇、甘油中的一种或多种。
在一种更优选的实施方式中,本发明所述润湿剂为聚乙二醇。
在一种优选的实施方式中,本发明所述聚乙二醇的分子量为200-1000。
在一种最优选的实施方式中,本发明所述聚乙二醇的分子量为600。
本发明所述聚乙二醇是非离子型的水溶性聚合物,无毒、无刺激性,具有良好的水溶性,并与许多有机物组份有良好的相溶性;本发明通过添加聚乙二醇,可有效提高固硫催化剂对二氧化硫气体、三氧化硫气体的表面润湿性能,发明人意外的发现,聚乙二醇的添加与固硫催化剂中的吸收剂、催化剂、助燃剂等成分具有协同作用,可高效地提高固硫催化剂的固硫率;其可能存在的原因是由于,本发明采用的聚乙二醇自身具有一定的粘性,其次,本发明控制其分子量为600时,在硫与金属元素形成硫酸盐的复杂系列化学反应过程中,起到很好的促融作用,从而提高了固硫率。
分散活化剂
在一种优选的实施方式中,所述分散活化剂为N-甲基二乙醇胺和/或二异丙醇胺;较佳地所述分散活化剂为N-甲基二乙醇胺和二异丙醇胺按照质量比为1:(0.8-1.6)进行复配。
在一种最优选的实施方式中,本发明所述分散活化剂为N-甲基二乙醇胺和二异丙醇胺,其中N-甲基二乙醇胺和二异丙醇胺的质量比为1:1。
本发明所述二异丙醇胺外观性状为白色结晶固体,与N-甲基二乙醇胺复配使用,可以起到协同增效的作用,在除硫过程中,其羟基可降低蒸汽压,增加溶解度,有利于二氧化硫气体的吸收,进一步提高固硫剂的固硫率。
吸收剂
在一种优选的实施方式中,本发明所述吸收剂为三乙醇胺和/或二乙醇胺;较佳地所述吸收剂为三乙醇胺和二乙醇胺,其中三乙醇胺和二乙醇胺的质量比为1:(1-1.5)。
在一种最优选的实施方式中,本发明所述吸收催化剂为三乙醇胺和二乙醇胺,其中三乙醇胺和二乙醇胺的质量比为1:1。
本发明所述三乙醇胺性状为无色至淡黄色透明粘稠液体,微有氨味,低温时成为无色至淡黄色立方晶系晶体。露置于空气中时颜色渐渐变深。易溶于水、乙醇、丙酮、甘油及乙二醇等,微溶于苯、***及四氯化碳等,在非极性溶剂中几乎不溶解。可以看做是三乙胺的三羟基取代物。与其他胺类化合物相似,由于氮原子上存在孤对电子,三乙醇胺具弱碱性,能够与无机酸或有机酸反应生成盐。
本发明所述二乙醇胺中文名称2,2'-二羟基二乙胺,二乙醇胺;双羟乙基胺;2,2'-亚氨基双乙醇:英文缩写DEA。无色粘性液体或结晶。有碱性,能吸收空气中的二氧化碳和硫化氢等气体。
本发明通过添加吸收剂,尤其是采用三乙醇胺和二乙醇胺的复配,与体系中其他胺类化合物相互作用,可以直接脱出液体性烟气中的硫,另一点是可以高效分散脱硫剂中的脱硫组分,加快其复杂的脱硫进程,从而提高脱硫效率。
发明人意外的发现,通过聚乙二醇、分散活化剂、吸收剂之间的复配使用还可以提高液体固硫催化剂的稳定性,使得本发明的产品具有长时间存放稳定的性能,其可能存在的原因是由于,本发明采用的胺类物质、聚乙二醇含有极性基团,可以与金属氧化物表面的羟基形成氢键,降低金属氧化物在水系中的沉降率,提高存放稳定性;但是聚乙二醇的含量不能太多,太多的话,体系中的网状结构较为复杂和密实,会降低固硫催化剂与二氧化硫的接触面积,影响固硫率;经实验分析,当润湿剂、分散活化剂、吸收剂之间的重量比为(7-10):(5-8):(30-36)时,效果最好。
催化剂
在一种优选的实施方式中,本发明所述催化剂为金属氧化物。
在一种优选的实施方式中,本发明所述金属氧化物选自二氧化钛、氧化铁、氧化钙中的一种或多种。
在一种更优选的实施方式中,本发明所述金属氧化物为二氧化钛、氧化铁、氧化钙的组合,其中二氧化钛、氧化铁、氧化钙的质量比为1:1:(0.5-1.5)。
在一种最优选的实施方式中,本发明所述金属氧化物为二氧化钛、氧化铁、氧化钙的组合,其中二氧化钛、氧化铁、氧化钙的质量比为1:1:1。
本发明添加的纳米氧化物具有比较高的表面活性,能够快速与二氧化硫反应,形成疏松多孔硫酸盐结构,充分降低与二氧化硫的反应活化能,使得煅烧过程中生成的SO2在催化剂、氧化剂、固硫增效剂的作用下生成硫酸盐类固体物质,固溶进水泥熟料中,更加快速形成疏松多孔结构的高熔点硫酸盐,提高固硫效率。
助燃剂
本发明所述助燃剂指的是本身不能燃烧,但能发生燃烧所需要的氧的物质。就广义而言,为了改进燃烧状况所用的添加剂,均属助燃剂。助燃剂包括燃烧促进剂、淤浆分散剂、水分离剂、灰分改质剂、乳化剂和催化剂。
在一种优选的实施方式中,本发明所述助燃剂选自柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠中的一种或多种。
在一种更优选的实施方式中,本发明所述助燃剂为柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠的组合,其中柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠的质量比为1:1:(0.5-1.5):(0.5-1.5)。
在一种最优选的实施方式中,所述助燃剂为柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠,其中柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠的质量比为1:1:1:1。
本发明采用柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠的复配,有效地提高了固硫催化剂的固硫率,还扩大了固硫催化剂的适用温度范围,提高了固硫催化剂的使用稳定性和有效性,其可能原因是由于柠檬酸钠除自身具有脱硫效果外,在1450℃高温时分解,可以络合钙离子,镁离子等金属离子;乌洛托品起到硫化促进作用,硝酸钠在二氧化硫转向三氧化硫阶段起到氧化剂作用,,氯酸钠在300℃以上释放出氧气,发挥氧化剂作用,促使二氧化硫向三氧化硫生成速率,及时有效地捕捉从煤层释放到烟气中的二氧化硫,解决了固硫剂与二氧化硫接触时间短而脱硫剂在煤层高温环境中长时间停留导致固硫产物重新分解的关键问题,大幅度提高了固硫效率,此外,钠离子还可以改变氧化物的结构,形成一种复杂的网络结构,形成更多更大的缝隙,较大的比表面积和孔隙率,过渡金属离子能穿过晶体结构并且改变其结构,利于二氧化硫的继续扩散,这四种物质在这些过程阶段,各自单独做工,又相互协作做工,提高了固硫率。
载体
在一种优选的实施方式中,本发明所述载体为氢氧化钠水溶液,其中氢氧化钠的质量分数为0.05%-0.15%。
在一种最优选的实施方式中,本发明所述载体为氢氧化钠水溶液,其中氢氧化钠的质量分数为0.1%。
本发明的第二个方面提供了高效液体固硫催化剂的应用领域,所述应用领域为水泥企业窑尾废气排放脱硫治理技术领域。
本发明的第三个方面提供了高效液体固硫催化剂的使用方法,所述使用方法为:将水泥生料、高效液体固硫催化剂投入到预热***中进行预热,预热温度为300-900℃,时间为24h,其中水泥生料中SO3与固硫剂的质量比为1:0.85,通过在线气体分析仪测试其脱硫率为97.4%。
优选的,所述在线气体分析仪的型号为MODEL1080。
本发明的第四个方面提供了高效液体固硫催化剂的制备方法,所述制备方法至少包括以下步骤:先将载体加入反应釜,接着将吸收剂、催化剂添加入釜并搅拌10-15分钟,接下来将分散活化剂添加入釜并搅拌10-15分钟,再将助燃剂添加入釜并搅拌15-20分钟,最后将润湿剂添加入釜并搅拌10-15分钟,即得。
有必要在此指出的是,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
另外,如果没有其它说明,所用原料都是市售的,购于国药化学试剂。
实施例
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。有必要在此指出的是,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。另外,如果没有其它说明,所用原料都是市售的,所述提取物的提取方法均为常规的提取方法。
实施例1
提供了一种高效液体固硫催化剂,按重量份计,制备原料包括:润湿剂15份、分散活化剂7份、吸收剂33份、催化剂14份、助燃剂8份、载体41份。
所述润湿剂为聚乙二醇。
所述聚乙二醇的分子量为600,型号为PEG-600。
所述分散活化剂为N-甲基二乙醇胺和二异丙醇胺,其中N-甲基二乙醇胺和二异丙醇胺的质量比为1:1。
所述吸收催化剂为三乙醇胺和二乙醇胺,其中三乙醇胺和二乙醇胺的质量比为1:1。
所述金属氧化物为二氧化钛、氧化铁、氧化钙的组合,其中二氧化钛、氧化铁、氧化钙的质量比为1:1:1。
所述助燃剂为柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠,其中柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠的质量比为1:1:1:1。
所述载体为氢氧化钠水溶液,其中氢氧化钠的质量分数为0.1%。
高效液体固硫催化剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:先将载体加入反应釜,接着将吸收剂、催化剂添加入釜并搅拌15分钟,接下来将分散活化剂添加入釜并搅拌15分钟,再将助燃剂添加入釜并搅拌18分钟,最后将润湿剂添加入釜并搅拌12分钟,即得。
实施例2
提供了一种高效液体固硫催化剂,按重量份计,制备原料包括:润湿剂5份、分散活化剂2份、吸收剂25份、催化剂9份、助燃剂5份、载体35份。
所述润湿剂为聚乙二醇。
所述聚乙二醇的分子量为600,型号为PEG-600。
所述分散活化剂为N-甲基二乙醇胺和二异丙醇胺,其中N-甲基二乙醇胺和二异丙醇胺的质量比为1:1。
所述吸收催化剂为三乙醇胺和二乙醇胺,其中三乙醇胺和二乙醇胺的质量比为1:1。
所述金属氧化物为二氧化钛、氧化铁、氧化钙的组合,其中二氧化钛、氧化铁、氧化钙的质量比为1:1:1。
所述助燃剂为柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠,其中柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠的质量比为1:1:1:1。
所述载体为氢氧化钠水溶液,其中氢氧化钠的质量分数为0.1%。
高效液体固硫催化剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:先将载体加入反应釜,接着将吸收剂、催化剂添加入釜并搅拌15分钟,接下来将分散活化剂添加入釜并搅拌15分钟,再将助燃剂添加入釜并搅拌18分钟,最后将润湿剂添加入釜并搅拌12分钟,即得。
实施例3
提供了一种高效液体固硫催化剂,按重量份计,制备原料包括:润湿剂21份、分散活化剂10份、吸收剂40份、催化剂19份、助燃剂10份、载体45份。
所述润湿剂为聚乙二醇。
所述聚乙二醇的分子量为600,型号为PEG-600。
所述分散活化剂为N-甲基二乙醇胺和二异丙醇胺,其中N-甲基二乙醇胺和二异丙醇胺的质量比为1:1。
所述吸收催化剂为三乙醇胺和二乙醇胺,其中三乙醇胺和二乙醇胺的质量比为1:1。
所述金属氧化物为二氧化钛、氧化铁、氧化钙的组合,其中二氧化钛、氧化铁、氧化钙的质量比为1:1:1。
所述助燃剂为柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠,其中柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠的质量比为1:1:1:1。
所述载体为氢氧化钠水溶液,其中氢氧化钠的质量分数为0.1%。
高效液体固硫催化剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:先将载体加入反应釜,接着将吸收剂、催化剂添加入釜并搅拌15分钟,接下来将分散活化剂添加入釜并搅拌15分钟,再将助燃剂添加入釜并搅拌18分钟,最后将润湿剂添加入釜并搅拌12分钟,即得。
实施例4
提供了一种高效液体固硫催化剂,按重量份计,制备原料包括:润湿剂30份、分散活化剂7份、吸收剂33份、催化剂14份、助燃剂5份、载体41份。
所述润湿剂为聚乙二醇。
所述聚乙二醇的分子量为600,型号为PEG-600。
所述分散活化剂为N-甲基二乙醇胺和二异丙醇胺,其中N-甲基二乙醇胺和二异丙醇胺的质量比为1:1。
所述吸收催化剂为三乙醇胺和二乙醇胺,其中三乙醇胺和二乙醇胺的质量比为1:1。
所述金属氧化物为二氧化钛、氧化铁、氧化钙的组合,其中二氧化钛、氧化铁、氧化钙的质量比为1:1:1。
所述助燃剂为柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠,其中柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠的质量比为1:1:1:1。
所述载体为氢氧化钠水溶液,其中氢氧化钠的质量分数为0.1%。
高效液体固硫催化剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:先将载体加入反应釜,接着将吸收剂、催化剂添加入釜并搅拌15分钟,接下来将分散活化剂添加入釜并搅拌15分钟,再将助燃剂添加入釜并搅拌18分钟,最后将润湿剂添加入釜并搅拌12分钟,即得。
实施例5
提供了一种高效液体固硫催化剂,按重量份计,制备原料包括:润湿剂15份、分散活化剂7份、吸收剂33份、催化剂14份、助燃剂8份、载体41份。
所述润湿剂为聚乙二醇。
所述聚乙二醇的分子量为2000,型号为PEG-2000。
所述分散活化剂为N-甲基二乙醇胺和二异丙醇胺,其中N-甲基二乙醇胺和二异丙醇胺的质量比为1:1。
所述吸收催化剂为三乙醇胺和二乙醇胺,其中三乙醇胺和二乙醇胺的质量比为1:1。
所述金属氧化物为二氧化钛、氧化铁、氧化钙的组合,其中二氧化钛、氧化铁、氧化钙的质量比为1:1:1。
所述助燃剂为柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠,其中柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠的质量比为1:1:1:1。
所述载体为氢氧化钠水溶液,其中氢氧化钠的质量分数为0.1%。
高效液体固硫催化剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:先将载体加入反应釜,接着将吸收剂、催化剂添加入釜并搅拌15分钟,接下来将分散活化剂添加入釜并搅拌15分钟,再将助燃剂添加入釜并搅拌18分钟,最后将润湿剂添加入釜并搅拌12分钟,即得。
性能评价
1、固硫率:将实施例1所制备的高效液体固硫催化剂应用于水泥干法窑上,测试水泥生料在预热期时,固硫催化剂的固硫率;
加固硫剂的测试方法为:将水泥生料、实施例1所制备的高效液体固硫催化剂投入到预热***中进行预热,预热温度为300-900℃,时间为24h,通过在线气体分析仪(型号为MODEL1080)测试硫最大排放值、硫最小排放值、以及脱硫率;其中水泥生料中SO3与固硫剂的质量比为0.66:0.85;测试结果如下表1。
不加固硫剂的测试方法为:将水泥生料投入到预热***中进行预热,预热温度为300-900℃,时间为24h,通过在线气体分析仪(型号为MODEL1080)测试硫最大排放值、硫最小排放值、以及脱硫率;测试结果如下表1。
表1测试结果
加固硫剂前 | 加固硫剂后 | 固硫率(%) | |
硫最大排放值(mg/Nm<sup>3</sup>) | 1056 | 27 | 97.3 |
硫最小排放值(mg/Nm<sup>3</sup>) | 955 | 24 | 97.4 |
氨逃逸值(ppm) | 8 | 8 | / |
2、固硫率:采用性能评价1中的测试方法,测试实施例2-5所制备的高效液体固硫催化剂的硫最大排放值固硫率,其结果如下表2所示。
表2测试结果
实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
固硫率(%) | 96.2% | 95.4% | 84.2% | 82.1% |
3、稳定性:将实施例1-5所制备的高效液体固硫催化剂在常温下防止14天,采用目测的方式观察固硫催化剂的外观,测试结果如下表3所示。
表3测试结果
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
外观 | 悬浊液 | 悬浊液 | 悬浊液 | 有沉淀 | 有沉淀 |
前述的实例仅是说明性的,用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围,这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (10)
1.一种高效液体固硫催化剂,其特征在于,按重量份计,制备原料至少包括:润湿剂5-21份、分散活化剂2-10份、吸收剂25-40份、催化剂9-19份、助燃剂5-10份、载体35-45份。
2.根据权利要求1所述的高效液体固硫催化剂,其特征在于,所述润湿剂选自聚乙二醇、乙二醇、丙二醇、甘油中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的高效液体固硫催化剂,其特征在于,所述聚乙二醇的分子量为200-1000。
4.根据权利要求1所述的高效液体固硫催化剂,其特征在于,所述吸收剂为三乙醇胺和/或二乙醇胺;较佳地所述吸收剂为三乙醇胺和二乙醇胺,其中三乙醇胺和二乙醇胺的质量比为1:(1-1.5)。
5.根据权利要求1所述的高效液体固硫催化剂,其特征在于,所述催化剂为纳米金属氧化物;优选的,所述纳米金属氧化物选自二氧化钛、氧化铁、氧化钙中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的高效液体固硫催化剂,其特征在于,所述纳米金属氧化物为二氧化钛、氧化铁、氧化钙的组合;优选的,所述二氧化钛、氧化铁、氧化钙的质量比为1:1:(0.5-1.5)。
7.根据权利要求1所述的高效液体固硫催化剂,其特征在于,所述助燃剂选自柠檬酸钠、乌洛托品、硝酸钠、氯酸钠中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的高效液体固硫催化剂,其特征在于,所述载体为氢氧化钠水溶液,其中氢氧化钠的质量分数为0.05%-0.15%。
9.根据权利要求1-8任一项所述的高效液体固硫催化剂的应用领域,其特征在于,所述应用领域为水泥企业窑尾废气排放脱硫治理技术领域。
10.根据权利要求1-8任一项所述的高效液体固硫催化剂的使用方法,其特征在于,所述使用方法为:将水泥生料、高效液体固硫催化剂投入到预热***中进行预热,预热温度为300-900℃,时间为24h,其中水泥生料中SO3与固硫剂的质量比为1:0.85,通过在线气体分析仪测试其脱硫率为97.4%。
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