用于制备脱硫剂的组合物、脱硫剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种用于制备脱硫剂的组合物、由该组合物制备的脱硫剂及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的用于制备脱硫剂的组合物包括粉煤灰、氢氧化钙和/或氧化钙、碱性溶液以及粘结剂。本发明专利技术所提供的资源化利用粉煤灰制备的用于烟气处理的成型干法脱硫剂具有良好的抗压强度、对二氧化硫吸附能力强，硫容高、且制备工艺简单，粉煤灰原料来源广泛，并可对其资源化处置利用。

【技术实现步骤摘要】
用于制备脱硫剂的组合物、脱硫剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种用于制备脱硫剂的组合物、脱硫剂及其制备方法和应用。
技术介绍
粉煤灰是火电厂排放的最主要的固体废弃物之一，是煤粉经过高温燃烧后形成的人工火山灰，是燃煤电厂经捕尘装置从烟气中收集而得的细灰，故也称为飞灰(FlyAsh)。粉煤灰作为当前排放量较大的工业废渣，其堆存量随着电力行业的稳步发展而逐年增加，不仅浪费了广阔的土地资源，也对大气、土壤、水资源等造成了严重污染，破坏了人类赖以生存的地球家园，甚至危害着人类的健康。2019年，国家发改委及工信部针对粉煤灰等固体废弃物大量堆积带来的困扰，联合出台了《关于推进大宗固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知》，该通知指出要大力发展粉煤灰的规范化利用和高值化利用，并重点解决粉煤灰综合利用区域瓶颈问题，正所谓“世界上没有真正的垃圾，只有放错地方的资源”。而生态环境部“无废城市”的提出，更加推进粉煤灰等固体废弃物的源头减量及资源化利用，以创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念为引领，促进城市绿色发展。传统用于烟气治理的脱硫剂，主要采用如石灰、消石灰、石灰石、白云石等，这些资源的开采需要开挖上述矿山资源，破坏地表环境，导致不同程度的生态破坏，且石灰矿、白云石矿都等属于不可再生资源。在常规干法脱硫工艺使用钙基脱硫剂过程中，存在钙硫比高、脱硫活性低、脱硫剂用量大、有效钙利用率低等问题，难以较好的达到钙的高效利用以及二氧化硫超低排放的要求。脱硫剂的活性一般由其物理性质和化学性质来共同决定，其中物理性质包括粒径大小、比表面积、孔隙尺寸等，化学性质包括有效钙含量等。不同的工艺条件制备的不同钙基脱硫剂的脱硫活性会有很大的区别。脱硫活性越高，则脱硫剂中有效钙利用率越高，能实现较高的脱硫效果，降低脱硫剂的成本。在实际烟气条件下，因装置规模较大，需要制备的颗粒脱硫剂具有一定的物理强度。因此，解决开发的成型颗粒脱硫剂具有相应的强度也是必须解决的问题。因此，开发原材料来源广泛、易成型、抗压强度较好、脱硫性能高、经济性能好的成型干法脱硫剂是烟气脱硫领域必须要解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种粉煤灰资源化利用制备成型脱硫剂的方法及其制备的成型干法脱硫剂，该脱硫剂脱硫性能较高，且具有良好的抗压强度，主要原料来源广泛，生产成本低，属于固体废物的资源化利用。本专利技术的第一方面提供了一种用于制备脱硫剂的组合物，其包括粉煤灰、氢氧化钙和/或氧化钙、碱溶液以及粘结剂。根据本专利技术的一些实施方式，以重量份计，所述组合物包括：根据本专利技术的一些实施方式，所述粉煤灰与所述氢氧化钙和/或氧化钙的质量比为1:3-5:1，例如可以是1:2、1:1、2:1、3:1或4:1。根据本专利技术的优选实施方式，所述粉煤灰与所述氢氧化钙和/或氧化钙的质量比为1:1-1:3。根据本专利技术的一些实施方式，所述碱性溶液的重量为所述粉煤灰与所述氢氧化钙和/或氧化钙重量之和的2-50倍，例如可以是5倍、6倍、8倍、10倍、12倍、15倍、20倍、30倍、40倍、50倍。根据本专利技术的优选实施方式，所述碱性溶液的重量为所述粉煤灰与所述氢氧化钙和/或氧化钙重量之和的6-12倍。根据本专利技术的一些实施方式，所述粉煤灰的粒径为100目-400目。根据本专利技术的一些实施方式，所述粉煤灰中二氧化硅的质量含量≤60wt％。根据本专利技术的一些实施方式，所述粉煤灰中氧化铝的质量含量≥15％，例如16％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％等。根据本专利技术的优选实施方式，所述粉煤灰中氧化铝的质量含量≥28％。根据本专利技术的一些实施方式，所述氢氧化钙的粒径为100目-300目。根据本专利技术的一些实施方式，所述氧化钙的粒径为120目-380目。根据本专利技术的一些实施方式，所述碱性溶液选自烧碱溶液、氢氧化钾溶液和氨水中的一种或多种。根据本专利技术的一些实施方式，所述碱性溶液的总浓度为5-40wt％。根据本专利技术的一些实施方式，所述碱性溶液的总浓度为5-30wt％。根据本专利技术的优选实施方式，所述烧碱溶液的浓度为12wt％-25wt％。根据本专利技术的优选实施方式，所述氢氧化钾溶液的浓度为12wt％-25wt％。根据本专利技术的一些实施方式，所述粘结剂的种类包括但不限于活性污泥、羧甲基纤维素钠、钙基膨润土、糊化淀粉和胶泥中的一种或多种。本专利技术的第二方面提供了一种由第一方面所述的组合物制备的脱硫剂。本专利技术的第三方面提供了一种第二方面所述的脱硫剂的制备方法，其包括以下步骤：S1：将粉煤灰、氢氧化钙和/或氧化钙以及碱性溶液混合得到浆液，将所述浆液进行水热合成，得到水热合成后的浆液；S2：将S1得到的水热合成后的浆液进行固液分离，分离后的固相进行热处理并粉碎。根据本专利技术的一些实施方式，所述方法还包括S3：将S2得到的粉碎后的固相与含有粘结剂的水溶液进行混合后，进行造粒成型处理，得到成型颗粒；S4：将S3得到的成型颗粒热处理后，进行筛分处理。根据本专利技术的一些实施方式，步骤S1中，所述水热合成的温度为40℃-180℃，时间为2h-20h。根据本专利技术的一些实施方式，步骤S1中，所述水热合成为恒温水热合成。根据本专利技术的一些实施方式，步骤S2中，所述热处理的温度为50℃-200℃。根据本专利技术的优选实施方式，步骤S2中，所述热处理温度为88℃-148℃。根据本专利技术的一些实施方式，步骤S3中，所述造粒成型处理的压力为15MPa-180MPa。根据本专利技术的优选实施方式，步骤S3中，所述造粒成型处理的压力为80MPa-150MPa。根据本专利技术的一些实施方式，步骤S4中，所述干燥后的成型颗粒样品的水分含量≤8％。根据本专利技术的一些实施方式，步骤S4中，所述筛分处理后的成型颗粒样品中，≤1.5mm以下的颗粒少于≤5.0％。根据本专利技术的一些实施方式，所述脱硫剂的外径为3mm-12mm。根据本专利技术的一些实施方式，所述脱硫剂的形状包括圆柱状、圆柱中空、球状、梅花状和桃核状中的一种或多种。根据本专利技术的一些实施方式，所述脱硫剂的水分含量≤8％，4h硫容≥8％，耐压≥120N，钙的有效利用率≥80％，堆积密度550g/L-750g/L，比表面积≥20m2/g，≤1.5mm以下的颗粒少于≤5.0％，不着火。本专利技术的第四方面提供了一种根据第二方面所述的脱硫剂或根据第三方面所述的制备方法得到的脱硫剂在烟气脱硫领域中的应用。本专利技术的有益效果如下：其一，本专利技术采用粉煤灰作为主要制备原料，原料价格低廉，来源广泛，能够将固体废物进行资源化利用，拥有着良好的工业化应用前景。其二，本专利技术充分利用固体废物粉煤灰作为脱硫剂的主要制备原料，由于粉煤灰中含有大量的SiO2、Al2O3和CaO以及其它微量的金属氧化物等物质，在合适的工艺条件下，粉煤灰、Ca(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备脱硫剂的组合物，其包括粉煤灰、氢氧化钙和/或氧化钙、碱性溶液以及粘结剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于制备脱硫剂的组合物，其包括粉煤灰、氢氧化钙和/或氧化钙、碱性溶液以及粘结剂。


2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以重量份计，所述组合物包括：





3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述粉煤灰与所述氢氧化钙和/或氧化钙的重量比为1:3-5:1，优选为1:1-1:3；和/或
所述碱性溶液的重量为所述粉煤灰与所述氢氧化钙和/或氧化钙重量之和的2-50倍，优选为6-12倍。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，所述粉煤灰的粒径为100目-400目，优选地，所述粉煤灰中二氧化硅的含量≤60wt％；和/或所述粉煤灰中氧化铝的含量≥15％，优选≥28％；和/或
所述氢氧化钙的粒径为100目-300目；和/或所述氧化钙的粒径为120目-380目；和/或
所述碱性溶液选自烧碱溶液、氢氧化钾溶液和氨水中的一种或多种，优选地，所述碱性溶液的总浓度为5-30wt％；更优选地，所述烧碱溶液和/或氢氧化钾溶液的浓度为12wt％-25wt％；和/或
所述粘结剂包括活性污泥、羧甲基纤维素钠、钙基膨润土、糊化淀粉和胶泥中的一种或多种。


5.一种由权利要求1-4中任一项所述的组合物制备的脱硫剂。


6.一种权利要求5所述的脱硫剂的制备方法，其包括以下步骤：
S1：将粉煤灰、氢氧化钙和/或氧化钙以及碱性溶液混合得到浆液，将所述浆液进行水热合成，得到水热合成后的浆液；
S2：将S...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚得喜，刘恒恒，昌健，魏艳立，严铭，吕小玲，左文华，张开元，
申请(专利权)人：北京清新环境技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11