一种脱硫剂及制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种脱硫剂及其制备方法和应用，属于大气污染控制领域。本发明专利技术提供的脱硫剂，由包括以下组分的原料制备得到：氧化钙、助剂、硅溶胶和水；所述氧化钙和助剂的质量比为32～94：5～62，所述硅溶胶占所述氧化钙和助剂的质量之和的3～20％；所述助剂包括氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣中的一种或多种，可有效的提高脱硫剂在高温条件下的脱硫效率、硫容、热稳定性和机械强度。

A desulfurizer and its preparation and Application

The invention provides a desulfurizer and a preparation method and application thereof, belonging to the field of air pollution control. The desulfurizer provided by the invention is prepared from raw materials including the following components: calcium oxide, auxiliary agent, silica sol and water; the mass ratio of the calcium oxide and auxiliary agent is 32-94:5-62, and the silica sol accounts for 3-20% of the total mass of the calcium oxide and auxiliary agent; the auxiliary agent includes one or more of iron oxide, manganese oxide, magnesium oxide, calcium carbonate, cement and carbon slag, It can effectively improve the desulfurization efficiency, sulfur capacity, thermal stability and mechanical strength of Desulfurizer at high temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种脱硫剂及制备方法和应用
本专利技术涉及大气污染控制领域，具体涉及一种脱硫剂及其制备方法和应用。
技术介绍
随着国民经济的快速发展，社会对环境保护要求的日益提高，对大气污染控制提出更高的要求。烟气中的SO2对动植物及生态环境危害巨大，特别是低浓度的SO2，因其烟气量大，治理效益低，所以长期以来其有效治理成为一大难题。目前世界上治理SO2污染的主要技术手段是烟气脱硫，其中以湿法脱硫为主，但该技术存在烟气显热利用效率低、耗水量大等缺点。高温干式烟气脱硫可显著提高烟气显热的利用率，且具有脱硫效率高的优点。当前，利用氧化钙、氢氧化钙等钙基化合物作为脱硫剂成为一种主流脱硫技术。但利用氧化钙化合物脱硫技术凸显出一些弊端：如氧化钙与二氧化硫反应速率较慢、脱硫效率较低；一般需要较长的反应时间；又如氧化钙与二氧化硫反应产物耐温性较差。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供了一种脱硫剂及其制备方法和应用。本专利技术提供的脱硫剂可在高温条件下快速高效地实现脱硫。为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供了一种脱硫剂，由包括以下组分的原料制备得到：氧化钙、助剂、硅溶胶和水；所述氧化钙和助剂的质量比为32～94：5～62，所述硅溶胶占所述氧化钙和助剂的质量之和的3～20％；所述助剂包括氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣中的一种或多种。优选地，当所述助剂为氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣的混合物时，所述混合物中氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣的质量比为1～10：1～4：1～8：5～20：1～8：1～12。优选地，所述硅溶胶中SiO2的含量为30～31wt.％。优选地，所述水的用量由所述氧化钙和助剂的水吸附饱和率而定。本专利技术还提供了上述技术方案所述脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：将氧化钙、助剂、硅溶胶和水混合后干燥，得到所述脱硫剂。优选地，所述混合后的物料的粒径＜500μm。优选地，所述干燥的温度为80～120℃，时间为8～12h。本专利技术还提供了上述技术方案所述脱硫剂或上述技术方案所述制备方法制得的脱硫剂在火电厂烟气、锅炉煤气和冶金烟气的高温脱硫中的应用。优选地，所述高温脱硫的反应空速为5000～10000h-1，温度为500～800℃。优选地，所述高温脱硫的反应气氛中氧气的质量百分含量为10～15％。本专利技术提供了一种脱硫剂，由包括以下组分的原料制备得到：氧化钙、助剂、硅溶胶和水；所述氧化钙和助剂的质量比为32～94：5～62；所述硅溶胶占所述氧化钙和助剂的质量之和的3～20％；所述助剂包括氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣中的一种或多种。本专利技术以氧化钙为主剂，通过添加助剂氧化锰和/或氧化铁，利用其具有的催化作用，可以使SO2在脱硫过程中向高价转化；氧化镁和/或氧化钙可与高价硫进行硫的固化反应；碳渣可在高温下原位氧化放热同步产生孔道，从而提高空速并强化SO2在脱硫剂中的吸附，增加硫容；碳酸钙可以防止脱硫剂在高温脱硫反应中发生结渣，而硅溶胶和水泥均可作为粘结剂，提高脱硫剂机械强度，避免脱硫剂在脱硫反应中出现粉化现象，提高脱硫剂在高温条件下的脱硫效率、硫容、热稳定性和机械强度高的特性。实施例结果表明，脱硫剂中每个组分都具有重要的作用，本专利技术制得的不同组分脱硫剂在反应空速为5000～10000h-1，常压，温度为500～800℃条件下，脱硫效率为65～100％，硫容为301～673mg/g，较好情况下，脱硫效率达到95～100％，硫容达到501～673mg/g。进一步地，本专利技术提供的脱硫剂的制备方法工艺简单、成本低廉。具体实施方式本专利技术提供了一种脱硫剂，由包括以下组分的原料制备得到：氧化钙、助剂、硅溶胶和水。在本专利技术中，所述氧化钙和助剂的质量比为32～94：5～62，进一步优选为40～60：20～55，更优选为47：43；所述硅溶胶占所述氧化钙和助剂的质量之和的3～20％，进一步优选为5～15％，更优选为10％。在本专利技术中，所述助剂包括氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣中的一种或多种，当所述助剂优选为氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣的混合物时，所述混合物中氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣的质量比优选为1～10：1～4：1～8：5～20：1～8：1～12，进一步优选为10:3:5:15:5:10。本专利技术添加特定用量的氧化锰和/或氧化铁，利用其具有的催化作用，可以使SO2在脱硫过程中向高价转化；添加特定用量的氧化镁和/或氧化钙可与高价硫进行硫的固化反应；添加特定用量的碳渣可在高温下原位氧化放热同步产生孔道，从而提高空速并强化SO2在脱硫剂中的吸附，增加硫容；添加特定用量的碳酸钙可以防止脱硫剂在高温脱硫反应中发生结渣；添加特定用量的水泥作为粘结剂，提高脱硫剂机械强度，避免脱硫剂在脱硫反应中出现粉化现象。在本专利技术中，所述硅溶胶中SiO2的含量优选为30～31wt.％，进一步优为30wt.％。本专利技术采用特定含量的硅溶胶作为粘结剂，提高脱硫剂机械强度。在本专利技术中，所述水的用量优选由所述氧化钙和助剂的水吸附饱和率而定。在本专利技术中，所述水优选为去离子水。在本专利技术中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域常规市售商品。本专利技术还提供了上述技术方案所述脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：将氧化钙、助剂、硅溶胶和水混合后干燥，得到所述脱硫剂。本专利技术优选将所述氧化钙和助剂混合后，再依次与硅溶胶和水混合。在本专利技术中，所述水的加入方式优选为滴加，所述滴加的速率优选为1～2滴/min。在本专利技术中，所述混合的方式优选为碾压研磨，所述混合后的物料的粒径优选为＜500μm，进一步优选为350～450μm。本专利技术对所述碾压研磨的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的碾压研磨的方式即可。在本专利技术中，所述碾压研磨的时间优选为60～90min，能够满足将混合后的物料碾压研磨成型即可。在本专利技术中，所述干燥的温度优选为80～120℃，进一步优选为110℃，时间优选为8～12h，进一步优选12h。本专利技术对所述干燥的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的干燥的方式即可。本专利技术还提供了上述技术方案所述脱硫剂或上述技术方案所述制备方法制得的脱硫剂在火电厂烟气、锅炉煤气和冶金烟气的高温脱硫中的应用。本专利技术优选对所述脱硫剂进行造粒后，再进行高温脱硫。在本专利技术中，所述造粒的粒径优选为3～5mm，所述造粒的形状优选包括球状、柱状或法兰盘状。在本专利技术中，所述高温脱硫的温度优选为500～800℃，进一步优选为800℃，反应空速优选为5000～10000h-1，进一步优选为10000h-1，所述高温脱硫的反应气氛中氧气的质量百分含量优选为10～15％，进一步优选为15％。在本专利技术中，所述高温脱硫优选在固定床气固相反应器中进行。本专利技术采用的脱硫过程优选为干法脱硫，无二次污染，避免了湿法脱硫的白烟问题，且使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脱硫剂，其特征在于，由包括以下组分的原料制备得到：氧化钙、助剂、硅溶胶和水；/n所述氧化钙和助剂的质量比为32～94：5～62，所述硅溶胶占所述氧化钙和助剂的质量之和的3～20％；/n所述助剂包括氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣中的一种或多种。/n

【技术特征摘要】
1.一种脱硫剂，其特征在于，由包括以下组分的原料制备得到：氧化钙、助剂、硅溶胶和水；
所述氧化钙和助剂的质量比为32～94：5～62，所述硅溶胶占所述氧化钙和助剂的质量之和的3～20％；
所述助剂包括氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣中的一种或多种。


2.根据权利要求1所述的脱硫剂，其特征在于，当所述助剂为氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣的混合物时，所述混合物中氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣的质量比为1～10：1～4：1～8：5～20：1～8：1～12。


3.根据权利要求1所述的脱硫剂，其特征在于，所述硅溶胶中SiO2的含量为30～31wt.％。


4.根据权利要求1所述的脱硫剂，其特征在于，所述水的用量由所述氧化钙和助剂的水吸附饱和率而定。


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【专利技术属性】
技术研发人员：张秋林，孙海洋，王继封，王慧敏，宁平，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53