一种用于固定床反应器中脱硫脱汞剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及脱硫脱汞技术领域，尤其是一种用于固定床反应器中脱硫脱汞剂及其制备方法，经过将软锰矿粉、γ‑Fe2O3粉末作为脱硫脱汞剂的活性组分原料，并以载体负载该活性组分后应用于固定床反应器中，其能够使得对烟气中的硫脱除率达到90％以上，对汞脱除率达到83％以上。

Desulfurization and mercury removing agent used in fixed bed reactor and preparation method thereof

The present invention relates to a desulfurization technology for mercury removal, especially for preparation of sulfur and mercury removing agent and method of fixed bed reactor, the soft manganese ore, gamma Fe2O3 powder as desulfurization adsorbents of active components of raw materials, and the supported active components used in fixed bed reactor device, which allows for sulfur removal in flue gas rate reached more than 90% of mercury removal rate reached more than 83%.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及脱硫脱汞
，尤其是一种用于固定床反应器中脱硫脱汞剂及其制备方法。
技术介绍
煤、焦炉煤气、水煤气、天然气等工业气体中，都含有汞和硫成分，在燃烧的过程中，硫和汞形成二氧化硫气体以及汞分子或者离子汞的形态散发在燃烧尾气中，随着尾气的排放，进入空气中，造成环境受到严重的污染，给人类带来严重的健康威胁。其原因在于，硫进入空气中后，随着雨水的降落，与雨水形成酸雨，造成陆地制备，生物饮水等受到威胁；而汞随着雨水的降落过程中，进入食物链，进入生物体，在生物体中，其容易形成具有剧毒的甲基汞，甲基汞会与酶的巯基结合形成硫醇盐，导致酶的活性受到抑制，从而破坏了生物细胞的基本代谢功能。此外，甲基汞还能使细胞的通透性发生变化，破坏细胞内的离子平衡，抑制营养物质进入细胞，导致细胞坏死；因此，汞被植物吸收后会导致植物叶片脱落、枯萎，汞在动物体内达到一定量后会导致动物中毒死亡。对于上述尾气的排放过程中，有必要将其中的硫、汞进行脱除后再将其排放。现有技术中，对于硫和汞的脱除方法，都包括湿法和干法，但无论是湿法还是干法进行硫和汞脱除，其对于燃烧尾气中的硫的脱除率大多维持在80％以下，对于汞的脱除率维持在76％左右。可见，现有技术对于硫和汞脱除效率依然较差，使得大量的研究者致力于对脱硫、脱汞技术不断研究，力求得到一种能够提高燃烧尾气脱硫、脱汞率，使得现有技术中出现了大量关于脱硫脱汞剂的技术文献报道。如专利文献为200810118580.9提供一种采用二氧化锰、磁性氧化铁为活性组分，并将该活性组分与载体进行配制成脱硫脱汞剂，但由于在其中采用的磁性氧化铁铁Fe21.333O3成分为企业自己制备的，而且制备这种成分的成本较高，使得该种脱硫脱汞剂的广泛应用前景较差，应用成本较高，使得对工业气体燃烧过程中尾气以及烃类成分中硫、汞脱除的成本较高。基于此，本研究者通过对脱硫脱汞剂的原料成分进行选取，并对选取的原料成分进行搭配处理，使得脱硫脱汞剂对尾气中的脱硫脱汞率达到99.3％以上，为燃煤发电厂烟气、炼油以及化工厂轻烃脱硫脱汞产生的尾气进行脱硫脱汞处理带来了一种新试剂，降低了脱硫脱汞处理成本。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供一种用于固定床反应器中脱硫脱汞剂及其制备方法。具体是通过以下技术方案得以实现的：一种用于固定床反应器中脱硫脱汞剂，由载体和活性组分组成，所述的活性组分为软锰矿粉与γ-Fe2O3粉末按照质量比为100：0.5-19混合的混合物；所述的载体占脱硫脱汞剂总质量的20-60％。对于γ-Fe2O3为日常生产过程中的原料产品，其易得，制备成本较低；同时，采用软锰矿作为活性成分之一，使得软锰矿与γ-Fe2O3的共同作用，增强了对二氧化硫、离子汞的吸收，提高对分子汞的吸附，使得排放尾气中的汞和硫的含量得到了极大程度的脱除。所述的载体为活性炭、γ-Al2O3、蒙脱土、硅藻土、二氧化硅中的至少一种。选择上述载体，能够有效的是其进入固定床反应器中后，其能够固定在固定床床层中，使得烟气进入固定床反应器后，能够充分的接触作用，提高对烟气中硫、汞成分的脱除率；同时在脱除过程中，其能够有助于对硫、汞成分的吸附，提高脱除率。所述的软锰矿粉是经过微波辐射改性处理后的。经过微波辐射，使得软锰矿中的有效成分得到大幅度的活化，降低软锰矿与烟气中的硫、汞成分作用过程中活化能，使得脱硫、脱汞效率得到提高。对于上述的软锰矿粉处理过程中，优选，所述的微波辐射，辐射功率为70-130W，辐射时间为15-20min。所述的软锰矿粉为40-110目。通过该颗粒度的限定，使得软锰矿粉的比表面积得到大幅度的提高，而且避免粉尘较细导致烟气进入带走的缺陷，提高了脱硫脱汞效率，降低脱硫脱汞成本。优选，所述的载体占脱硫脱汞剂总质量的30-50％。优选，所述的载体的比表面积为90-110m2/g，孔容为2.5～3.5cm3/g。使得活性组分能够与载体良好的接触，提高活性组分与烟气中的硫、汞成分的接触概率，提高脱硫脱汞效率。为了能够使得二氧化硫在于脱硫脱汞剂作用过程中，反应活化能能够大幅度的降低，对于载体，优选是与碳酸锰按照质量比为1:0.2～0.7混合后，在温度为120-170℃下煅烧处理10-20min后，研磨而成的粉末。上述的用于固定床反应器中脱硫脱汞剂制备方法，包括以下步骤：(1)取软锰矿，粉碎，采用微波辐射处理，在微波辐射过程加入γ-Fe2O3粉末，搅拌均匀，得到混合物；或取软锰矿，粉碎，加水配制成矿浆，并采用微波辐射处理，在微波辐射过程加入γ-Fe2O3粉末，搅拌均匀，喷雾干燥，过30-80目筛，得到混合物；(2)将载体与碳酸锰按照质量比为1:0.2-0.7混合，在温度为120-170℃下煅烧处理10-20min，研磨成30-90目的粉末；(3)将步骤(1)的混合物与步骤(2)的粉末混合，混合使得载体占脱硫脱汞剂总质量20-60％，采用超声波处理10-20min，即可。所述的超声波，其频率为20-200MHz。在制备步骤中，通过将软锰矿粉与γ-Fe2O3粉末在微波辐射作用下，使得软锰矿粉、γ-Fe2O3粉末的活性得到增强，并且促进软锰矿粉与γ-Fe2O3粉末相互作用，提高脱硫、脱汞活性，提高脱硫脱汞效率；并且经过载体与碳酸锰混合煅烧、研磨处理，再将活性组分与载体成分进行混合后超声波混合处理，使得活性组分与载体混合均匀，确保载体每一颗粒表面周围都伴随着活性组分的存在，使得对硫、汞成分的脱除效率达到了99％以上。本专利技术创造优选对温度为80-100℃的烟气进行处理。对于该脱硫脱汞剂适应于固定床反应器、流化床反应器中进行脱硫脱汞处理。本专利技术创造为了能够证明本专利技术创造的脱硫脱汞剂的效果，通过对脱硫脱汞剂进行如下实验处理：试验列1将30g软锰矿粉粉碎成粉末，向其中加入γ-Fe2O3粉末，组成活性成分，并以硅藻土为载体混合，其中γ-Fe2O3粉末占软锰矿粉末质量的19％，硅藻土质量占比为20％，填充入固定床反应器中，将含硫、含汞烟气以11L/min的流速通入，并检测固定床反应器烟气进口和烟气排放口的硫含量和汞含量，其结果为：排放口烟气中的硫含量占进口烟气中的硫含量质量百分比为9.7％，排放口烟气中的汞含量占进口烟气中的汞含量质量百分比为6.8％。试验列2将30g软锰矿粉碎成粉末，并将其采用微波辐射处理，微波功率为80W，辐射20min；向其中加入γ-Fe2O3粉末，加入量为占软锰矿粉质量的19％，再将其与硅藻土进行混合后，混合后硅藻土质量占比为20％，填充入固定床反应器中，将含硫、含汞烟气以11L/min的流速通入，并检测固定床反应器烟气进口和烟气排放口的硫含量和汞含量，其结果为：排放口烟气中的硫含量占进口烟气中的硫含量质量百分比为3.5％，排放口烟气中的汞含量占进口烟气中的汞含量质量百分比为5.1％。试验列3将30g软锰矿粉碎成粉末，并将其采用微波辐射处理，微波功率为80W，辐射时间为20min，并在辐射过程中，向其中加入γ-Fe2O3粉末加入量为占软锰矿粉质量的19％，再将其与硅藻土进行混合后，混合后硅藻土质量占比为20％，填充入固定床反应器中，将含硫、含汞烟气以11L/min的流速通入，并检测固定床反应器烟气进口和烟气排放口的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于固定床反应器中脱硫脱汞剂，由载体和活性组分组成，其特征在于，所述的活性组分为软锰矿粉与γ‑Fe2O3粉末按照质量比为100：0.5‑19混合的混合物；所述的载体占脱硫脱汞剂总质量的20‑60％。

【技术特征摘要】
1.一种用于固定床反应器中脱硫脱汞剂，由载体和活性组分组成，其特征在于，所述的活性组分为软锰矿粉与γ-Fe2O3粉末按照质量比为100：0.5-19混合的混合物；所述的载体占脱硫脱汞剂总质量的20-60％。2.如权利要求1所述的用于固定床反应器中脱硫脱汞剂，其特征在于，所述的载体为活性炭、γ-Al2O3、蒙脱土、硅藻土、二氧化硅中的至少一种。3.如权利要求1所述的用于固定床反应器中脱硫脱汞剂，其特征在于，所述的软锰矿粉是经过微波辐射改性处理后的。4.如权利要求3所述的用于固定床反应器中脱硫脱汞剂，其特征在于，所述的微波辐射，辐射功率为70-130W，辐射时间为15-20min。5.如权利要求1或3所述的用于固定床反应器中脱硫脱汞剂，其特征在于，所述的软锰矿粉为40-110目。6.如权利要求1所述的用于固定床反应器中脱硫脱汞剂，其特征在于，所述的载体占脱硫脱汞剂总质量的30-50％。7.如权利要求1、2或6所述的用于固定床反应器中脱硫脱汞剂，其特征在于，所述的载体的比表面积为90-110m2/g，孔容为2.5～3....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈肖虎，黎志英，刘利，金会心，陈庆，唐道文，赵平原，王丽远，鲁圣军，黄碧芳，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52