一种硫砷氟的复合脱除剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及污染物控制领域，具体提供一种硫砷氟的复合脱除剂及其制备方法与应用。硫砷氟的复合脱除剂包括碳酸钙、氧化镁、三氧化二铁和氧化铝。解决现有技术中脱除煤燃烧过程中产生的硫砷氟方法不一，需要多次脱除，成本较高，后续处理流程复杂，且一般燃烧后再对烟气进行脱除，脱除效果较差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种硫砷氟的复合脱除剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及污染物控制领域，具体提供一种硫砷氟的复合脱除剂及其制备方法与应用。
技术介绍
这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然构成现有技术。煤中含有较多的含硫、砷以及氟元素的可燃化合物，在燃烧过程中若不经处理，这些有毒元素将以化合物的形式随烟气进入大气中。烟气中的硫元素主要以二氧化硫的形式存在，经过氧化溶解形成酸雨，腐蚀建筑和植物；砷元素形成的三氧化二砷会对人体神经系统和消化系统等造成严重损害；氟元素会形成氟化氢或氟化硅，易使人患氟骨病以及慢性氟中毒等疾病。因此火电厂等其他燃煤企业需要在烟气排到大气之前对烟气进行一系列处理。现阶段采用的除硫方法是尾部脱硫或在煤燃烧时加入碳酸钙等固硫剂，使煤中的硫以硫酸钙的形式固定；对于重金属砷，主要采用湿法除砷：专利技术人发现，将烟气温度降低到露点下而使三氧化二砷脱离烟气而被溶液吸收，但易造成二次污染；氟化物可采用干法除氟：在煤燃烧过程中加入碳酸钙和其他促化剂，使氟元素以高温下结构稳定的氟化钙形式固定。专利技术人发现，脱除煤中三种主要的有害元素需要较多的工业设备以及复杂的后期处理流程，对于火电厂而言，增加了生产成本，降低了企业的利润。因此需要一种操作简便、价格低廉以及效率高的技术方法将煤中的硫、砷和氟元素脱除。
技术实现思路
针对现有技术中脱除煤燃烧过程中产生的硫砷氟方法不一，需要多次脱除，成本较高，后续处理流程复杂，且一般燃烧后再对烟气进行脱除，脱除效果较差的问题。本公开一个或一些实施方式中，提供一种硫砷氟的复合脱除剂，包括碳酸钙、氧化镁、三氧化二铁和氧化铝。本公开一个或一些实施方式中，提供一种硫砷氟的复合脱除剂的制备方法，将碳酸钙、氧化镁、三氧化二铁以及氧化铝干燥后混合，得到所述的复合脱除剂。本公开一个或一些实施方式中，提供一种烟气中硫砷氟的协同脱除方法，将上述硫砷氟的复合脱除剂或上述硫砷氟的复合脱除剂的制备方法制备得到的产品通入烟气中。本公开一个或一些实施方式中，提供一种减少燃煤产生硫砷氟的方法，将煤粉与上述的硫砷氟的复合脱除剂或上述的硫砷氟的复合脱除剂的制备方法制备得到的产品混合，送入燃烧室内进行燃烧。本公开一个或一些实施方式中，提供上述硫砷氟的复合脱除剂或上述硫砷氟的复合脱除剂在火电厂发电中的应用。本公开一个或一些实施方式中，提供上述减少燃煤产生硫砷氟的方法在火电厂发电中的应用。上述技术方案中的一个或一些技术方案具有如下优点或有益效果：1)本公开所述硫砷氟的复合脱除剂原料组成简单，且原料廉价易得，相比于其他脱除技术，成本低且容易合成。本专利技术中所用材料均不含硝酸盐，从源头避免了氮氧化合物的生成，相比于其他脱除技术更环保。2)本公开所述的复合脱除剂直接与煤粉协同燃烧，在燃烧的同时，在燃烧的同时，去除SO2、HF、As2O3等污染物，避免了后续多个复杂的处理流程，大大降低了工艺成本。且将复合脱除剂与煤粉协同燃烧的过程中，烟气的热值没有降低，因此复合脱除剂的存在完全不影响系统正常运行。3)本公开所述的减少燃煤产生硫砷氟的方法只需将复合脱除剂加入煤粉中，其余与煤粉正常进料相同，完全不影响工艺的运行，对于燃烧后的污染物，只需正常排出即可，无需对工艺进行任何改进，对操作要求低。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。针对现有技术中脱除煤燃烧过程中产生的硫砷氟方法不一，需要多次脱除，成本较高，后续处理流程复杂，且一般燃烧后再对烟气进行脱除，脱除效果较差。本专利技术的目的是提供一种实现清洁燃煤的复合脱除剂，本专利技术的成本低、操作程序简便，对硫、砷和氟的脱除效率高，达到降低生产成本和环保的目的。为达到上述目的，本专利技术提供以下技术方案：本公开一个或一些实施方式中，提供一种硫砷氟的复合脱除剂，包括碳酸钙、氧化镁、三氧化二铁和氧化铝。复合脱除剂机理是：碳酸钙在燃烧室内的高温条件下，分解生成的活性高的氧化钙附着在三氧化二铁的表面，氧化钙和三氧化二铁发生反应：2CaO+Fe2O3→Ca2Fe2O5提升了氧化钙的抗烧结性能的同时，提高了氧化钙的活性，有利于氧化钙对二氧化硫和三氧化二砷的吸附。同时，碳酸钙在高温分解时，内部产生的二氧化碳逸出形成多孔隙结构物质，增强了脱除剂对污染物的吸附能力。煤中的硫化物形成的二氧化硫在高温条件下与氧气和氧化钙、氧化镁形成硫酸钙和硫酸镁被固定；三氧化二砷与氧化钙、氧化镁和三氧化二铁反应吸附形成砷酸钙、砷酸镁和砷酸铁被固定。煤中的氟化物燃烧形成氟化氢，氟化氢被氧化铝吸附，进而与氧化钙和氧化镁反应形成氟化钙和氟化镁被固定。吸附过程主要的化学反应机理如下：2CaO+2SO2(g)+O2(g)→2CaSO42MgO+2SO2(g)+O2(g)→2MgSO43CaO+O2(g)+As2O3(g)→Ca3(AsO4)23MgO+O2(g)+As2O3(g)→Mg3(AsO4)2Fe2O3+O2(g)+As2O3(g)→2FeAsO4CaO+2HF(g)→CaF2+H2OMgO+2HF(g)→MgF2+H2O优选的，其中，各组分质量比如下：碳酸钙48～59份、氧化镁17～23份、三氧化二铁11～18份、氧化铝7～13份。复合脱除剂中各种脱除剂的比例可根据不同煤种中的硫、砷和氟的含量进行调整，具体的，若烟气中二氧化硫含量较高，则对应提高碳酸钙的比例，若氧化砷含量较高，则对应提高氧化铁的比例。本发公开可根据煤中硫、砷及氟的含量调整各脱除剂的比例，对不同煤种的适应性强。优选的，碳酸钙54份，氧化镁20份，三氧化二铁17份，氧化铝11份；优选的，碳酸钙52份，氧化镁22份，三氧化二铁16份，氧化铝9份；优选的，碳酸钙55份，氧化镁24份，三氧化二铁13份，氧化铝8份。本公开一个或一些实施方式中，提供一种硫砷氟的复合脱除剂的制备方法，将碳酸钙、氧化镁、三氧化二铁以及氧化铝干燥后混合，得到所述的复合脱除剂。优选的，其中，各组分质量比如下：碳酸钙48～59份、氧化镁17～23份、三氧化二铁11～18份、氧化铝7～13份；优选的，碳酸钙54份，氧化镁20份，三氧化二铁17份，氧化铝11份；优选的，碳酸钙52份，氧化镁22份，三氧化二铁16份，氧化铝9份；优选的，碳酸钙55份，氧化镁24份，三氧化二铁13份，氧化铝8份。优选的，混合后的复合脱除剂每种组分的粒径均小于500μm。具体的，可以在混合之前就将所有组分研磨，然后混合，也可以按组分称量后协同混合，研磨。本公开一个或一些实施方式中，提供一种烟气中硫砷氟的协同脱除方法，将上述硫砷氟的复合脱除剂或上述硫砷氟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫砷氟的复合脱除剂，其特征在于，包括碳酸钙、氧化镁、三氧化二铁和氧化铝。/n

【技术特征摘要】
1.一种硫砷氟的复合脱除剂，其特征在于，包括碳酸钙、氧化镁、三氧化二铁和氧化铝。


2.如权利要求1所述的硫砷氟的复合脱除剂，其特征在于，其中，各组分质量比如下：碳酸钙48～59份、氧化镁17～23份、三氧化二铁11～18份、氧化铝7～13份；
优选的，碳酸钙54份，氧化镁20份，三氧化二铁17份，氧化铝11份；
优选的，碳酸钙52份，氧化镁22份，三氧化二铁16份，氧化铝9份；
优选的，碳酸钙55份，氧化镁24份，三氧化二铁13份，氧化铝8份。


3.一种硫砷氟的复合脱除剂的制备方法，其特征在于，将碳酸钙、氧化镁、三氧化二铁以及氧化铝干燥后混合，得到所述的复合脱除剂；
优选的，其中，各组分质量比如下：碳酸钙48～59份、氧化镁17～23份、三氧化二铁11～18份、氧化铝7～13份；
优选的，碳酸钙54份，氧化镁20份，三氧化二铁17份，氧化铝11份；
优选的，碳酸钙52份，氧化镁22份，三氧化二铁16份，氧化铝9份；
优选的，碳酸钙55份，氧化镁24份，三氧化二铁13份，氧化铝8份。


4.如权利要求3所述的硫砷氟的复合脱除剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘维红，伊学刚，董勇，陈娟，杨海霞，谢清申，
申请(专利权)人：山东魏桥铝电有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37