一种脱硫剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属脱硫剂制备技术领域，公开了一种脱硫剂及其制备方法和应用，脱硫剂的原料组成包括：氢氧化钙、玻璃纤维粉、灌浆料和羧酸盐。本发明专利技术采用羧酸盐作为造孔剂，造孔剂的利用率更高，从而有效提升了脱硫剂的孔隙利用率，也大幅度增加最终成品脱硫剂的吸附孔道，同时羧酸盐的副产物是碳酸盐，是优良的脱硫产物。较现有的水合物而言，本发明专利技术采用羧酸盐作为造孔剂，不仅造孔剂的利用率更高，同时，制备的脱硫剂的径向抗压强度和孔隙率更高，脱硫性能更优异。同时，本发明专利技术的脱硫剂的制备方法操作简单，原料来源易得，成本低廉，制备的脱硫剂的硫容高达58kg，可有效应用于脱除烟气中的游离硫或硫化合物，应用前景广泛。应用前景广泛。应用前景广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种脱硫剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于脱硫剂制备
，具体涉及一种脱硫剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]脱硫剂一般指脱除燃料、原料或其他物料中的游离硫或硫化合物的药剂；在污染物的控制和处理中主要指能去除废气中硫氧化物（包括SO2和SO3）所用的药剂。干法脱硫剂是指应用在钙基移动床全干式脱硫除尘系统上的脱硫剂。特点是以氢氧化钙为基体的多孔结构，具有无水状态下能够吸附烟气中包括SO2和SO3在内的游离硫或硫化合物等多种污染物。同时，氢氧化钙又可以和二氧化硫等酸性气体进行酸碱中和，从而达到脱硫的目的。其脱硫过程和原理为：(1)首先依靠多孔结构，将污染物吸附到孔道内部进行储存；(2)污染物中的二氧化硫等酸性气体在孔道内缓慢与氢氧化钙进行酸碱中和，形成稳定的副产物硫酸钙；(3)将副产物硫酸钙进行回收利用，如做建材，水泥缓蚀剂等，变废为宝。
[0003]现有脱硫剂的制备主要采用水合盐进行造孔，如水合硫酸盐（例如七水合硫酸亚铁，Fe2SO4·
7H2O）或水合碳酸盐等。用热蒸气或热风在高温下（200
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300℃左右）使水合盐中的结晶水气化，变成气泡逸出的同时冲击周围的固体从而形成气孔。但这种造孔方式一是对水合盐的利用率非常低，例如七水合硫酸亚铁作为羧酸盐时的利用率仅为37.7%；二是脱硫剂内外受热不均，内部水合盐并不能很好地分解失水，导致造孔效率低；并此外，造孔后水蒸发逸出，但是剩下的硫酸亚铁不具有脱硫性能却占用了脱硫剂体积，留在脱硫剂中影响脱硫剂的使用寿命。因此，现有脱硫剂的使用效率低，脱硫剂的硫容仅为25
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28kg（硫容为吸附至饱和时，每100公斤脱硫剂脱除的二氧化硫质量），无法满足实际市场需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出，以解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0005]为了克服上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种脱硫剂，制备所述脱硫剂的原料组分包括：氢氧化钙、玻璃纤维粉、灌浆料和羧酸盐。
[0006]具体地，氢氧化钙作为基体，经造孔后成为一种烟气吸附剂，具有优异的吸附性能，同时氢氧化钙呈碱性，因此使得脱硫剂具有双重脱硫特性；灌浆料是以高强度材料作为骨料，以水泥作为结合剂，辅以高流态、微膨胀、防离析等物质配制而成，例如广州盾基建材有限公司生产的，型号为DJ
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03的高强无收缩灌浆料，其具有加水后自流性好，快硬、早强、高强、无收缩、微膨胀的特点，应用在脱硫剂中作为成型剂，可以使脱硫剂有效成型，避免发生收缩开裂或强度不均的情况。而水泥强度低，干固后会收缩，没有流动性，会导致脱硫剂强度不均匀，干燥时收缩开裂，影响强度无法成型。因此采用灌浆料作为成型剂，不采用水
泥。
[0007]作为成型剂，较水泥的强度更高，可有效保证脱硫剂的抗压和抗磨损性能；玻璃纤维粉是将连续玻璃纤维原丝经短切、研磨筛分而成，本专利技术中采用玻璃纤维粉作为增强剂，通过架桥效应使得孔道和孔道连接处的强度增加，进而增加了脱硫剂成品的强度,同时玻璃纤维具有耐腐蚀性，可以提升脱硫剂对烟气的抗腐蚀能力。
[0008]羧酸盐包括但不仅限于甲酸钙、乙酸钙、草酸钙、甲酸钠、乙酸钠、草酸钠。羧酸盐作为造孔剂，可以极大提高脱硫剂的孔隙率，增加微孔和纳孔结构。并且，羧酸盐的副产物是碳酸盐，而碳酸盐本身也具有脱硫能力，是优良的脱硫产物。具体地，羧酸盐造孔的原理在于，羧酸盐中除金属元素以外，只含有碳氢氧这三种元素，高温（200
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300℃）下碳氢氧转化为二氧化碳和水蒸气逸出的同时冲击周围固体形成气孔。例如，乙酸钙化学式为Ca(CH3COO)2。高温下，乙酸钙分解产生如下反应：在如上反应过程中，生成的二氧化碳和水蒸气都是气体，释放并冲击周围的固体形成更多的气孔。对比水合盐来说，由于在200
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300℃下只能得到水这一种气体，而乙酸钙，即羧酸盐在200
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300℃下产生更多的气体，因此能造出更多的吸附孔道。
[0009]同时，可将水合盐与羧酸盐分别作为造孔剂时的利用率作为对比后发现：采用水合盐的方式造孔，如：七水合硫酸亚铁分子式是Fe2SO4·
7H2O，总分子量为334,但是7个水分子量为126，造孔剂利用率仅为126/334*100%=37.7%；而采用羧酸盐，例如采用乙酸钙造孔，乙酸钙总分子量为158，造孔成分(CH3COO)2分子量为118，造孔剂利用率为118/158*100%=74.7%，远远高于七水合硫酸亚铁的造孔剂利用率37.7%。
[0010]此外，乙酸钙分解的副产物是碳酸钙，而碳酸钙本身具有脱硫能力，是优良的脱硫产物。对比七水合硫酸亚铁，失水后的硫酸亚铁不具有脱硫能力，而是残留在脱硫剂成品中，占用了脱硫剂的体积，影响脱硫剂的使用寿命。
[0011]作为上述方案的进一步改进，按重量份计，制备所述脱硫剂的原料组分包括：氢氧化钙70
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88份、玻璃纤维粉3
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7份、灌浆料3
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10份和羧酸盐3
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7份。
[0012]具体地，氢氧化钙作为基体材料，是脱硫剂中唯一能与二氧化硫或三氧化硫气体起化学反应作用的，因此在脱硫剂中的量必然最多。玻璃纤维作为增强剂，可有效增强脱硫剂的韧性和耐腐蚀性，但添加量太少无法起作用，添加量太多容易导致脱硫剂软化。灌浆料作为成型剂，添加量太少无法起作用，添加量太多容易导致脱硫剂的硬度过高，无法形成大量气孔，最终影响脱硫效果。羧酸盐作为造孔剂，添加量太少会使得造孔效率低，添加量太多容易导致造孔太多，从而影响脱硫剂的硬度。
[0013]作为上述方案的进一步改进，制备所述脱硫剂的原料组分还包括金属氧化物。具体地，采用金属氧化物作为催化剂，可有效提升脱硫剂的脱硫效率。这主要是由于，现有技术通常是在在干燥无水状态下二氧化硫和氢氧化钙结合形成硫酸钙的反应效果差，反应速率缓慢。本专利技术在脱硫剂中添加金属氧化物作为催化剂，可以有效增加二氧化硫和氢氧化钙结合的效率，如铁的氧化物、氧化锰、氧化锌等；优选地，所述铁的氧化物包括氧化铁（三氧化二铁）和四氧化三铁。
[0014]具体原理如下（以铁的氧化物为氧化铁进行举例）：
氧化铁对二氧化硫气体的亲合能较高，因此二氧化硫优先选择吸附在氧化铁粉末表面，并与氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫再与氢氧化钙反应生成硫酸钙。相比现有的采用二氧化硫直接和氢氧化钙生成亚硫酸钙，再氧化变为硫酸钙的反应来说，本专利技术的脱硫剂在经氧化铁粉末等催化剂催化后的反应活化能更低，反应迅速，效率更高。催化反应过程为：为：从上述催化反应过程可以看出，氧化铁作为反应物参与了第一步的反应，消耗后又由第二步反应生成了氧化铁，也就是说，氧化铁实质上并没有消耗，其在整个反应体系中充当了催化剂的角色，降低了反应活化能，有效提升了反应效率。
[0015]作为上述方案的进一步改进，所述金属氧化物选自铁的氧化物、氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱硫剂，其特征在于，制备所述脱硫剂的原料组分包括：氢氧化钙、玻璃纤维粉、灌浆料和羧酸盐。2.根据权利要求1所述的脱硫剂，其特征在于，按重量份计，制备所述脱硫剂的原料组分包括：氢氧化钙70
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88份、玻璃纤维粉3
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7份、灌浆料3
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10份和羧酸盐3
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7份。3.根据权利要求1或2所述的脱硫剂，其特征在于，制备所述脱硫剂的原料组分还包括金属氧化物。4.根据权利要求3所述的脱硫剂，其特征在于，所述金属氧化物选自铁的氧化物、氧化锰或氧化锌中的至少一种。5.根据权利要求3所述的脱硫剂，其特征在于，按重量份计，所述金属氧化物为1
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3份。6.根据权利要求3所述的脱硫剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄逸，黄建起，梁汝俏，
申请(专利权)人：佛山赛因迪环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：