一种纳米固硫剂制造技术

本发明专利技术公开了一种纳米固硫剂，由以下重量份配比的各组分制成：由以下重量份配比的各组分制成：高岭土4～6份、硅藻土2～5份、透辉石1～3份、堇青石4～7份、滑石粉1～3份、氧化钙5～8份、氧化铁3～6份、氧化锌2～5份、过氧化钙0.3～0.6份、碳酸锶3～5份、氢氧化钡2～6份、硫酸钾0.3～0.5份、五氧化二钒0.2～0.6份、五氧化二铌6～8份、高铁酸钠1～3份、柠檬酸钠0.4～0.8份、乙醇20～25份、纳米二氧化钛4～7份、纳米碳酸钙5～8份、纳米氧化铝1～3份。本发明专利技术所公开的固硫剂具有配方合理、耐高温度，且高温固硫效果好，在煤固硫方面具有良好的发展前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纳米固硫剂，属于控制大气污染

技术介绍
煤炭是我国的主要能源之一，也是现代工业中应用最普遍的能源原料，但是其的主要利用方式是燃烧，而燃烧会产生烟尘、二氧化硫(SO2)、NOx等大气污染物。这些大气污染物容易形成的酸雨等，对大气环境造成了极大的危害，严重影响了人类生存环境的质量，破坏了生态平衡。为解决这个技术难题，我国采用燃煤固硫技术来控制二氧化硫(SO2)排放，减少大气污染。目前，国内燃煤电厂的固硫技术有：燃前脱硫、燃中固硫和烟气脱硫。其中，燃前脱硫能脱除40％～60％的无机硫；燃后脱硫虽脱硫效果好，脱硫率可达80％以上，但由于投资大，运行成本高，以及脱硫后废石膏的出路问题，在一定程度上限制其在国内企业的应用；燃中脱硫，在燃煤中增加固硫剂即可控制二氧化硫(SO2)排放，方便易行、投资少、且运行费用低。其中，钙基固硫剂是最常用的固硫剂，这是由于钙基固硫剂廉价易得。常见的钙基固硫剂有石灰石、白云石、生石灰等，其主要是利用氧化钙(CaO)吸收二氧化硫(SO2)，生成硫酸钙(CaSO4)，实现控制二氧化硫(SO2)排放的目的。但是在高温的条件下，固硫产物硫酸钙(CaSO4)容易二次分解，降低固硫率。为了解决这个技术难题，人们对固硫剂进行深入的研究。近年来，人们在固硫剂上取得一定的研究成就，如中国专利CN 1252229C公开了《燃煤复合固硫剂及其制备方法》，该固硫剂是由粉碎成粒度小于1mm的复式碳酸盐、碳酸钙、氧化钙和碳酸镁均匀混合组成，可分别在不同燃烧温度区段充分吸收燃煤炉内产生的二氧化硫，从而达到减少燃煤排放烟气中的二氧化硫含量，降低环境污染的目的。尽管该固硫剂组分原料易得，制备工艺简便，生产成本低廉，但是在高温条件下其固硫率不是那么理想，这在某种程度上阻碍了固硫剂的推广与应用。因此，继续探索与研究固硫剂是非常有价值的。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提出了一种能耐高温度，且固硫率高的纳米固硫剂。一种纳米固硫剂，由以下重量份配比的各组分制成：高岭土4～6份、硅藻土2～5份、透辉石1～3份、堇青石4～7份、滑石粉1～3份、氧化钙5～8份、氧化铁3～6份、氧化锌2～5份、过氧化钙0.3～0.6份、碳酸锶3～5份、氢氧化钡2～6份、硫酸钾0.3～0.5份、五氧化二钒0.2～0.6份、五氧化二铌6～8份、高铁酸钠1～3份、柠檬酸钠0.4～0.8份、乙醇20～25份、纳米二氧化钛4～7份、纳米碳酸钙5～8份、纳米氧化铝1～3份。进一步，一种纳米固硫剂，由以下重量份配比的各组分制成：高岭土4～6份、硅藻土2～4份、透辉石1～3份、堇青石4～6份、滑石粉1～3份、氧化钙5～7份、氧化铁3～5份、氧化锌2～4份、过氧化钙0.3～0.5份、碳酸锶3～5份、氢氧化钡2～4份、硫酸钾0.3～0.5份、五氧化二钒0.2～0.4份、五氧化二铌6～8份、高铁酸钠1～3份、柠檬酸钠0.4～0.6份、乙醇20～23份、纳米二氧化钛4～6份、纳米碳酸钙5～7份、纳米氧化铝1～3份。更进一步，一种纳米固硫剂，由以下重量份配比的各组分制成：高岭土5份、硅藻土3份、透辉石2份、堇青石5份、滑石粉2份、氧化钙6份、氧化铁4份、氧化锌3份、过氧化钙0.4份、碳酸锶4份、氢氧化钡4份、硫酸钾0.4份、五氧化二钒0.4份、五氧化二铌7份、高铁酸钠2份、柠檬酸钠0.6份、乙醇22份、纳米二氧化钛5份、纳米碳酸钙6份、纳米氧化铝2份。其中，所述的高岭土、硅藻土、透辉石、堇青石、滑石粉、氧化钙、氧化铁、氧化锌、过氧化钙、碳酸锶、氢氧化钡、硫酸钾、五氧化二钒、五氧化二铌、高铁酸钠、柠檬酸钠的目数为100～200目；所述的纳米二氧化钛、纳米碳酸钙、纳米氧化铝的粒径为50～100nm。本专利技术的纳米固硫剂原理如下：当固化剂与煤充分混合后，加入炉膛中进行燃烧，燃烧过程中：1、在温度低于300℃时，乙醇能够促进煤燃烧，再加上柠檬酸钠的催化助燃作用，提高燃烧热量，同时，硅藻土具有良好的吸附性，可以吸附
燃烧过程中释放大气污染物。此外，高铁酸钠具有很强的氧化能力，可以氧化煤表层硫的化合物，提高固硫率；2、在温度300～500℃时，过氧化钙在燃烧过程中可以释放出氧气生成氧化钙，氧气可以把煤中脂肪硫分解形成的H2S、COS等气体氧化成SO2，然后与生成的氧化钙和原料中的氧化钙进行反应，生成CaSO4；3、在温度500～950℃时，首先，滑石粉形成硅酸盐熔融体，并包覆在表面，与透辉石因热膨胀在燃煤内部营造的的富氧气氛相互促进，从而实现固硫目的。其次，氧化铁可以促进煤灰中固硫成分的固硫作用，氧化锌在还原气氛中固硫作用，并以ZnS的形式固硫，在氧化气氛中，氧化钙起着固硫作用，并以CaSO4的形式固硫，同时，氧化铁、氧化锌还起到催化作用。然后，氢氧化钡能与硫氧化物形成BaSO4，BaSO4可以与其他硫酸盐形成共晶，使燃煤结构发生改变，孔隙增大，增大了硫氧化物与固硫剂的接触面积，从而提高固硫率。最后，五氧化二钒、硫酸钾与硅藻土发生协调作用，使二氧化硫变成三氧化硫，从而使其与固化剂形成稳定的化合物，进而提高固硫率；4、在温度大于1100℃时，首先，高岭土、堇青石能与氧化钙、氧化铁等成分发生固相反应，形成3CaO.3Al2O3.CaSO4、2CaO.Al2O3.SiO2、CaFe3(SiO4)OH等高温相，从而提高高温固硫率；同时，高岭土、透辉石、堇青石中Na+、K+、Mg2+等离子，能够造成更多的晶体缺陷，有利于Ca2+扩散，提高固硫率。其次，碳酸锶分解成氧化锶，与SOx反应生成SrSO4，进一步提高固硫率。然后，五氧化二铌在不同的温度呈现不同的相，在800～900℃是α相，1000～1150℃是β相，1200～1250℃是γ相。不同的相变，改变煤结构，增加晶体缺陷，提高固硫率；最后，纳米二氧化钛、纳米碳酸钙、纳米氧化铝使煤的比表面积变大，防止产物CaSO4堵塞CaO表面的孔道，提高固硫率。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、一般固硫剂是将硫化物氧化成CaSO4，该产物在高温时容易二次分解。本专利技术固硫剂是将硫化物3CaO.3Al2O3.CaSO4、2CaO.Al2O3.SiO2、CaFe3(SiO4)OH等高温相，这些产物高温下物相稳定，从而提高高温固硫率。2、高岭土、透辉石、堇青石中Na+、K+、Mg2+等离子，能够造成更多的晶体缺陷，有利于Ca2+扩散，提高固硫率。3、五氧化二铌在不同的温度呈现不同的相，在800～900℃是α相，
1000～1150℃是β相，1200～1250℃是γ相。不同的相变，改变煤结构，增加晶体缺陷，提高固硫率。4、提高固硫率，减少SO2的排放，减少了大气污染，同时，也减少能源的消耗。这是由于本专利技术的固硫剂在燃烧过程中，不仅控制了SO2的排放，而且逐步进行放热反应的固相反应，降低耗热，提高煤的效率。具体实施方式使用时，固硫剂的掺入量为1～4％。实施例1本实施中，高岭土、硅藻土、透辉石、堇青石、滑石粉、氧化钙、氧化铁、氧化锌、过氧化钙、碳酸锶、氢氧化钡、硫酸钾、五氧化二钒、五氧化二铌、高铁酸钠、柠檬酸钠的目数为120目；纳米二氧化钛、纳米碳酸钙、纳米氧化铝的粒径为80nm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米固硫剂，其特征在于：由以下重量份配比的各组分制成：高岭土4～6份、硅藻土2～5份、透辉石1～3份、堇青石4～7份、滑石粉1～3份、氧化钙5～8份、氧化铁3～6份、氧化锌2～5份、过氧化钙0.3～0.6份、碳酸锶3～5份、氢氧化钡2～6份、硫酸钾0.3～0.5份、五氧化二钒0.2～0.6份、五氧化二铌6～8份、高铁酸钠1～3份、柠檬酸钠0.4～0.8份、乙醇20～25份、纳米二氧化钛4～7份、纳米碳酸钙5～8份、纳米氧化铝1～3份。

【技术特征摘要】
1.一种纳米固硫剂，其特征在于：由以下重量份配比的各组分制成：高岭土4～6份、硅藻土2～5份、透辉石1～3份、堇青石4～7份、滑石粉1～3份、氧化钙5～8份、氧化铁3～6份、氧化锌2～5份、过氧化钙0.3～0.6份、碳酸锶3～5份、氢氧化钡2～6份、硫酸钾0.3～0.5份、五氧化二钒0.2～0.6份、五氧化二铌6～8份、高铁酸钠1～3份、柠檬酸钠0.4～0.8份、乙醇20～25份、纳米二氧化钛4～7份、纳米碳酸钙5～8份、纳米氧化铝1～3份。2.根据权利要求1所述的纳米固硫剂，其特征在于：由以下重量份配比的各组分制成：高岭土4～6份、硅藻土2～4份、透辉石1～3份、堇青石4～6份、滑石粉1～3份、氧化钙5～7份、氧化铁3～5份、氧化锌2～4份、过氧化钙0.3～0.5份、碳酸锶3～5份、氢氧化钡2～4份、硫酸钾0.3～0.5份、五氧化二钒0.2～0.4份、五氧化二铌6～8份、高铁酸钠1～3份、柠...

【专利技术属性】
技术研发人员：王璐，
申请(专利权)人：王璐，
类型：发明
国别省市：广西;45