CN114558443A - 一种烟气净化脱硫剂的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟气净化脱硫剂的制备方法及其应用，属于烟气净化脱硫技术领域。所述制备方法包括以下步骤：S1：将纳米CaCO3、纳米Fe2O3和纳米ZnO及水混合后水浴加热，充分搅拌后得到第一产物；S2：向第一产物内加入适量的硬脂酸、硼酸酯、NaOH和粘结剂，持续搅拌得到第二产物；S3：将S2的第二产物放置于吸滤机表面进行吸滤，并在吸滤时用纯水进行冲洗，去除其表面杂质，得到第三产物；S4：将第三产物进行干燥，得到前驱体；S5：将前驱体放入研磨机内进行研磨，在研磨结束后，由筛网进行过滤筛选，得到脱硫剂。本发明制备得到的脱硫剂休止角小于30%，其脱硫效率则远高于传统的脱硫剂，能达到96%以上。
Description
技术领域
本发明涉及烟气净化脱硫技术领域，具体为一种烟气净化脱硫剂的制备方法及其应用。
背景技术
烟道气或其他工业废气中含有硫氧化物，直接排放会对环境造成严重的污染，因此，烟气脱硫已经成为环境治理的重要环节。目前国内外脱硫的方法主要有干法脱硫、湿法脱硫，以及半干法脱硫。在中国的火电厂、钢厂，90％以上采用湿式石灰/石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程，但是运行维护费高而***可靠性低。结垢和材料失效是最大的问题。干法脱硫虽然投资费用较低，但是吸收剂的利用率低于湿式烟气脱硫工艺；用于高硫煤时经济性差；飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用；对干燥过程控制要求很高。
在中国专利《湿法脱硫剂及其制备方法》(公开号为CN 102000489A)中，是通过有机酸来提高脱硫效率，以预防由于采用高硫分的煤质后，SO2仍能够达标排放。其脱硫机理是脱硫剂吸收烟气中的二氧化硫并反应生成亚硫酸钙，引入空气强制氧化亚硫酸钙生成石膏，从饱和吸收液中分离石膏；在饱和吸收液内加入有己二酸，己二酸的存在强化了由气相向固相的传递，同时促进了SO2和CaCO3的溶解，加速了SO2的化学吸收，因此提高了脱硫效率。但是己二酸属于弱酸，己二酸的大量存在会降低浆液pH值，从而对脱硫效率起到负面作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种挺高脱硫效率的烟气净化脱硫剂的制备方法及其应用。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种烟气净化脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将纳米CaCO3、纳米Fe2O3和纳米ZnO混合，并向混合物中加入适量的水，水浴加热，充分搅拌后得到第一产物；
S2：向S1的第一产物中加入适量的硬脂酸、硼酸酯、强碱和粘结剂，持续搅拌得到第二产物；
S3：将S2的第二产物放置于吸滤机表面进行吸滤，并在吸滤时用纯水进行冲洗，去除其表面杂质，得到第三产物；
S4：将第三产物进行干燥，得到前驱体；
S5：将前驱体放入研磨机内进行研磨，在研磨结束后，由筛网进行过滤筛选，得到脱硫剂。
优选的，在所述S1步骤中，水浴加热的温度为80-95℃，搅拌时间为20-60min。
优选的，在所述S1步骤中，纳米CaCO3、纳米Fe2O3和纳米ZnO的摩尔比为(4.3-5.8)：(2.7-3.4)：1。
优选的，在所述S2步骤中，搅拌时间为30-60min，搅拌转速为1000-1500r/s。
优选的，在所述S2步骤中，所述强碱为NaOH或KOH。
优选的，在所述S2步骤中，所述粘结剂为巴西棕榈蜡、蜂蜡或费托蜡中的一种或更多种。
优选的，在所述S4步骤中，干燥温度为110-120℃，干燥时间为3-4h。
优选的，在所述S5步骤中，脱硫剂的粒径为120-180nm。
本发明还提供上述脱硫剂在烟气净化脱硫技术领域的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过将纳米碳酸钙为主要原料制成的脱硫剂，其休止角小于30％，其脱硫效率则远高于传统的脱硫剂，能达到96％以上。
具体实施方式
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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1：
S1：将纳米CaCO3、纳米Fe2O3和纳米ZnO按摩尔比为5.7:3.4:1的比例混合，并向混合物中投入3倍体积量的水，水浴加热并保持温度为80℃，充分搅拌20min后得到第一产物；
S2：向50g的S1的第一产物中加入30g的硬脂酸、15g的硼酸三甲酯、5g的NaOH和20g的费托蜡，并在搅拌转速为1350r/s持续搅拌30min后得到第二产物；
S3：将S2的第二产物倒入吸滤机表面进行吸滤，在吸滤时，使用纯水对其冲洗三次，得到第三产物；
S4：将第三产物放入干燥箱内进行干燥，干燥温度为110℃，干燥时间为4h，得到前驱体；
S5：将前驱体放入研磨机内研磨，过滤筛选粒径为120-180nm的产物，得到脱硫剂A。
实施例2：
S1：将纳米CaCO3、纳米Fe2O3和纳米ZnO按摩尔比为5:3.4:1的比例混合，并向混合物中投入3倍体积量的水，水浴加热并保持温度为80℃，充分搅拌20min后得到第一产物；
S2：向50g的S1的第一产物中加入30g的硬脂酸、15g的硼酸三甲酯、5g的NaOH和20g的费托蜡，并在搅拌转速为1350r/s持续搅拌30min后得到第二产物；
S3：将S2的第二产物倒入吸滤机表面进行吸滤，在吸滤时，使用纯水对其冲洗三次，得到第三产物；
S4：将第三产物放入干燥箱内进行干燥，干燥温度为110℃，干燥时间为4h，得到前驱体；
S5：将前驱体放入研磨机内研磨，过滤筛选粒径为120-180nm的产物，得到脱硫剂B。
实施例3：
S1：将纳米CaCO3、纳米Fe2O3和纳米ZnO按摩尔比为4.3:2.9:1的比例混合，并向混合物中投入3.5倍体积量的水，水浴加热并保持温度为80℃，充分搅拌20min后得到第一产物；
S2：向50g的S1的第一产物中加入25g的硬脂酸、10g的硼酸三甲酯、5g的NaOH和20g的巴西棕榈蜡，并在搅拌转速为1400r/s持续搅拌30min后得到第二产物；
S3：将S2的第二产物倒入吸滤机表面进行吸滤，在吸滤时，使用纯水对其冲洗三次，得到第三产物；
S4：将第三产物放入干燥箱内进行干燥，干燥温度为110℃，干燥时间为4h，得到前驱体；
S5：将前驱体干燥结束后放入研磨机内研磨，过滤筛选粒径为120-180nm的产物，得到脱硫剂C。
实施例4：
S1：将纳米CaCO3、纳米Fe2O3和纳米ZnO按摩尔比为5:3.4:1的比例混合，并向混合物中投入4倍体积量的水，水浴加热并保持温度为80℃，充分搅拌20min后得到第一产物；
S2：向50g的S1的第一产物中加入35g的硬脂酸、18g的硼酸三甲酯、5g的KOH和20g的巴西棕榈蜡，并在搅拌转速为1500r/s持续搅拌30min后得到第二产物；
S3：将S2的第二产物倒入吸滤机表面进行吸滤，在吸滤时，使用纯水对其冲洗三次，得到第三产物；
S4：将第三产物放入干燥箱内进行干燥，干燥温度为110℃，干燥时间为4h，得到前驱体；
S5：将前驱体放入研磨机内研磨，过滤筛选粒径为120-180nm的产物，得到脱硫剂D。
对比例：
以市售固体脱硫剂(该脱硫剂的成分包括：92％石灰、2％铝酸钙、3％冰晶石和3％硼砂)作为对比，记为脱硫剂E。
将上述实施例1-4与对比例中得到的脱硫剂A、脱硫剂B、脱硫剂C、脱硫剂D和脱硫剂E进行参数检测和脱硫效果检测，参数检测的表如下：
| 比表面积 | 粒径 | 饱和硫容 | 休止角 | |
| 实施例1 | 43.5m<sup>2</sup>/g | 128nm | 29％ | 25％ |
| 实施例2 | 41.9m<sup>2</sup>/g | 158nm | 27％ | 23％ |
| 实施例3 | 48.7m<sup>2</sup>/g | 145nm | 31％ | 28％ |
| 实施例4 | 43.2m<sup>2</sup>/g | 136nm | 29％ | 27％ |
| 对比例 | 28.3m<sup>2</sup>/g | 42570nm | 19％ | 58％ |
由上表可知，脱硫剂A、脱硫剂B、脱硫剂C和脱硫剂D的休止角都小于脱硫剂E，且休止角小于30％，并且脱硫剂A、脱硫剂B、脱硫剂C和脱硫剂D的粒径叶远小于脱硫剂E，因此，脱硫剂A、脱硫剂B、脱硫剂C和脱硫剂D具有高流动性，避免了脱硫剂在实际使用时，造成管道内堵塞的情况；脱硫剂A、脱硫剂B、脱硫剂C和脱硫剂D的比表面积和饱和硫容大于脱硫剂E，证明其脱硫效果高于脱硫剂E；
在进行脱硫效果检测时，将脱硫剂A、脱硫剂B、脱硫剂C、脱硫剂D和脱硫剂E分别放置于反应器内，并分别测定烟气通入前和烟气通入后SO2的浓度，得到下表：
| 脱硫效率 | |
| 脱硫剂A | 97.5％ |
| 脱硫剂B | 96.4％ |
| 脱硫剂C | 98.9％ |
| 脱硫剂D | 97.8％ |
| 脱硫剂E | 86.5％ |
由上表可知，脱硫剂A、脱硫剂B、脱硫剂C和脱硫剂D的脱硫效率大于脱硫剂E的脱硫效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种烟气净化脱硫剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将纳米CaCO3、纳米Fe2O3和纳米ZnO混合，并向混合物中加入适量的水，水浴加热，充分搅拌后得到第一产物；
S2：向S1的第一产物中加入适量的硬脂酸、硼酸酯、强碱和粘结剂，持续搅拌得到第二产物；
S3：将S2的第二产物放置于吸滤机表面进行吸滤，并在吸滤时用纯水进行冲洗，去除其表面杂质，得到第三产物；
S4：将第三产物进行干燥，得到前驱体；
S5：将前驱体放入研磨机内进行研磨，在研磨结束后，由筛网进行过滤筛选，得到脱硫剂。
2.根据权利要求1所述的一种烟气净化脱硫剂的制备方法，其特征在于：在所述S1步骤中，水浴加热的温度为80-95℃，搅拌时间为20-60min。
3.根据权利要求1所述的一种烟气净化脱硫剂的制备方法，其特征在于：在所述S1步骤中，纳米CaCO3、纳米Fe2O3和纳米ZnO的摩尔比为（4.3-5.8）：（2.7-3.4）：1。
4.根据权利要求1所述的一种烟气净化脱硫剂的制备方法，其特征在于：在所述S2步骤中，搅拌时间为30-60min，搅拌转速为1000-1500r/s。
5.根据权利要求1所述的一种烟气净化脱硫剂的制备方法，其特征在于：在所述S2步骤中，所述强碱为NaOH或KOH。
6.根据权利要求1所述的一种烟气净化脱硫剂的制备方法，其特征在于：在所述S2步骤中，所述粘结剂为巴西棕榈蜡、蜂蜡或费托蜡中的一种或更多种。
7.根据权利要求1所述的一种烟气净化脱硫剂的制备方法，其特征在于：在所述S4步骤中，干燥温度为110-120℃，干燥时间为3-4h。
8.根据权利要求1所述的一种烟气净化脱硫剂的制备方法，其特征在于：在所述S5步骤中，脱硫剂的粒径为120-180nm。
9.根据权利要求1-6任一所述的制备方法制备得到的脱硫剂在烟气净化脱硫技术领域的应用。
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2022
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