利用固体废弃物制备类沸石型多孔材料的方法、类沸石型多孔材料及其应用技术

本发明专利技术的主要目的在于提供一种利用固体废弃物制备类沸石型多孔材料的方法、类沸石型多孔材料及其应用。所述的方法包括以下步骤：将固体废弃物通过水蒸气活化，混合均匀，得活化渣；将活化渣用盐酸预处理，再置于碱性溶液中，加入非晶态导向剂，搅拌均匀，于水热合成仓中发生水热反应；反应产物过滤，用蒸馏水洗涤至滤液呈中性，得类沸石型多孔材料。所要解决的技术问题是利用固体废弃物制备一种对于陶粒窑尾烟气具有优异净化效果的类沸石型多孔材料，将其应用于烟气净化系统中对该类烟气的净化效果很好，而且，被净化后的烟气可以通入水热合成仓的烟气加热层中，为制造新的类沸石型多孔材料提供热源，从而更加适于实用。

Preparation of zeolite like porous materials from solid waste, zeolite like porous materials and their application

【技术实现步骤摘要】
利用固体废弃物制备类沸石型多孔材料的方法、类沸石型多孔材料及其应用
本专利技术属于环境保护
，特别涉及一种利用固体废弃物制备类沸石型多孔材料的方法、类沸石型多孔材料及其应用。
技术介绍
随着工业用电和居民用电的连连攀升、工业化及城市化进程的加快，工业固体废物及生活垃圾的产生量逐年增加。举例来看，2019年液态渣总量约500万吨、粉煤灰产量约7亿吨、生活垃圾产生量约4亿吨、由垃圾焚烧伴生的飞灰量约900万吨、尾矿总量约70亿吨。常规城市电厂一般集燃煤、光伏、供热于一体，采用固态排渣锅炉燃煤发电机组或液态排渣锅炉燃煤发电机组、烟气收尘脱硫装置，一般会产生液态渣、炉底渣、粉煤灰和脱硫石膏这4类工业固废。生活垃圾、工业废物、医疗废物等在焚烧炉系统中烟道、热回收系统和净化系统收集下来的尘灰为焚烧飞灰，富含二恶英和重金属。矿山企业选矿完成后排放的废渣或矿渣，为尾矿，富含选矿药剂。固体废物的处理处置牵动着全国民众、专家的心。传统处理方法，如填埋、堆存、焚烧等不仅占地，而且如若配套管理制度和基建设施协调不到位，极易引起人民健康和环境风险。为此，新的固废处置方式“选用适宜的固体废弃物生产陶粒”的技术已经引起学者们的关注。但是，使用固体废弃物掺烧制造陶粒时产生的烟气中含有大量的有毒有害气体难以处理，使得该技术难以推广。基于以上背景，亟需要研发一种固体废弃物的消化方法，以及研发使用固体废弃物制造陶粒时所排烟气的净化处理方法。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种利用固体废弃物制备类沸石型多孔材料的方法、类沸石型多孔材料及其应用，所要解决的技术问题是利用固体废弃物制备一种对于陶粒窑尾PCDD/Fs等气态有机污染物、挥发性重金属、HCl、SO2、NOx等酸性气体具有优异净化效果的类沸石型多孔材料，将其应用于烟气净化系统中对该类烟气的净化效果很好，而且，被净化后的烟气可以通入水热合成仓的烟气加热层中，为制造新的类沸石型多孔材料提供热源，从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种利用固体废弃物制备类沸石型多孔材料的方法，其包括以下步骤：将固体废弃物通过水蒸气活化，混合均匀，得活化渣；将活化渣用盐酸预处理，再置于碱性溶液中，加入非晶态导向剂，搅拌均匀，于水热合成仓中发生水热反应；反应产物过滤，用蒸馏水洗涤至滤液呈中性，得类沸石型多孔材料。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的方法，其中所述的固体废弃物包括液态渣、炉底渣、焚烧飞灰和尾矿；所述的固体废弃物中SiO2/Al2O3摩尔比为2.2～3.0。优选的，前述的方法，其中所述的盐酸的添加量为固体废弃物质量的4％～13％。优选的，前述的方法，其中所述的碱性溶液中溶质的含量为固体废弃物质量的4％～8％；其中，所述的溶质包括2.5％～7.5％的NaOH、0.2％～1.4％的NaCl和0.1％～0.5％的HDTMA。优选的，前述的方法，其中所述的非晶态导向剂中包括偏铝酸钠和偏硅酸钠。优选的，前述的方法，其中所述的非晶态导向剂的添加量为固体废弃物质量的0.4％～2％。优选的，前述的方法，其中所述的反应的条件如下：反应温度为60～120℃，反应时间为10～15h。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种根据前述方法制备的类沸石型多孔材料。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种前述的类沸石型多孔材料的应用，将所述的类沸石型多孔材料用于陶粒窑排出的烟气净化；所述的烟气净化由依次串联设置的臭氧+蓄热氧化装置、脱酸装置、选择性催化还原装置和荷电强化电袋+骤冷净化装置进行；所述的臭氧+蓄热氧化装置在500～1050℃下，将烟气中的有机组分强氧化为NO2，CO2，H2O，SO2和HCl；所述的脱酸装置含有固含量2～30wt％的电石渣、石灰浆、Ca(OH)2溶液或Mg(OH)2溶液的至少一种，通过化学反应将强氧化生成的酸性气体吸收；所述的选择性催化还原装置中装有负载Pd、Pt、双金属络合物或稀土金属中的至少一种的V2O5-WO3/TiO2催化剂，以脱除烟气中的NOx；所述的荷电强化电袋+骤冷净化装置内搭载所述的类沸石型多孔材料。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的应用，其中经过类沸石型多孔材料净化的烟气通入水热合成仓的烟气加热层，所述的烟气的余热为水热反应提供热源。借由上述技术方案，本专利技术提出的一种利用固体废弃物制备类沸石型多孔材料的方法、类沸石型多孔材料及其应用至少具有下列优点：1、本专利技术利用固体废弃物以及陶粒窑尾烟气余热耦合水热合成装置合成一种类沸石型多孔材料，将其用于多层次烟气净化系统中，能够解决陶粒窑尾烟气HCl、SO2、NOx、CO2等酸性气体，潜在有机气体污染物，重金属等排放问题；达到了固废再利用以及烟气净化处理的双重目的；进一步的，本专利技术利用陶粒窑尾烟气余热作为水热合成仓的部分能量来源，实现对陶粒窑的余热能量的再利用；2、本专利技术的烟气净化系统中的臭氧+蓄热氧化装置发挥强氧化分解效用，能将PCDD/Fs、POPs类物质、SO2、CO等氧化成H2O、HCl、SO42-、CO2、NO2等；脱酸装置发挥酸碱中和效用，将烟气中酸性组分与装置中的碱性物质发生沉淀反应，形成硫酸钙、硫酸镁、碳酸钙、碳酸镁沉淀，从而达到净化烟气的目的；选择性催化还原(SCR)装置主要通过还原反应将未分解的NOx还原成N2和H2O从而达到消除烟气中NOx的目的；搭载窑尾烟气净化材料荷电强化电袋+骤冷净化装置能实现烟气温度从200℃～400℃快速降低至50℃～300℃，发挥多孔材料表面吸附、重金属/烟尘捕集的效用，达到去除烟气中气态重金属，如铅、锌和砷等，及颗粒物的目的；3、本专利技术合成类沸石型多孔材料的原料为液态渣、炉底渣、焚烧飞灰、尾矿等固废，通过水热反应将其转变为有高经济价值的功能材料，为固体废弃物的利用和消化提供一种新的控制思路和技术方法。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术类沸石型多孔材料的工艺流程示意图；图2是本专利技术陶粒窑尾烟气净化和利用的工艺流程示意图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种利用固体废弃物制备类沸石型多孔材料的方法、类沸石型多孔材料及其应用其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。本专利技术提出一种利用固体废弃物制备类沸石型多孔材料的方法，如附图1所示，其包括以下步骤：将固体废弃物通过水蒸气活化，混合均匀，得活化渣；将活化渣用盐酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用固体废弃物制备类沸石型多孔材料的方法，其特征在于，其包括以下步骤：/n将固体废弃物通过水蒸气活化，混合均匀，得活化渣；/n将活化渣用盐酸预处理，再置于碱性溶液中，加入非晶态导向剂，搅拌均匀，于水热合成仓中发生水热反应；/n反应产物过滤，用蒸馏水洗涤至滤液呈中性，得类沸石型多孔材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用固体废弃物制备类沸石型多孔材料的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
将固体废弃物通过水蒸气活化，混合均匀，得活化渣；
将活化渣用盐酸预处理，再置于碱性溶液中，加入非晶态导向剂，搅拌均匀，于水热合成仓中发生水热反应；
反应产物过滤，用蒸馏水洗涤至滤液呈中性，得类沸石型多孔材料。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的固体废弃物包括液态渣、炉底渣、焚烧飞灰和尾矿；所述的固体废弃物中SiO2/Al2O3摩尔比为2.2～3.0。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的盐酸的添加量为固体废弃物质量的4％～13％。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碱性溶液中溶质的含量为固体废弃物质量的4％～8％；
其中，所述的溶质包括2.5％～7.5％的NaOH、0.2％～1.4％的NaCl和0.1％～0.5％的HDTMA。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的非晶态导向剂中包括偏铝酸钠和偏硅酸钠。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的非晶态导向剂的添加量为固体废弃物质量的0.4％～2％。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘姚君，康艳文，房晶瑞，汪澜，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11