一种水泥脱硫剂制造技术

本发明专利技术公开了一种水泥脱硫剂，包括脱硫剂和催化剂，所述脱硫剂为氢氧化钙粉末，所述催化剂制备步骤包括：(1)制备沸石型脱硫剂基体；(2)获得铱氧化物层包覆基体；(3)双氧水溶液和臭氧处理所述铱氧化物层包覆基体，获得催化剂组分I；(4)催化剂组分II的合成；(5)将所述催化剂组分I和所述催化剂组分II混合均匀，获得所述催化剂。本发明专利技术所述水泥脱硫剂具有良好的脱硫效果，相比于未添加脱硫剂的情况二氧化硫排放浓度大幅度地下降，使得水泥生产加工环节更加环保。加环保。

【技术实现步骤摘要】
一种水泥脱硫剂


[0001]本专利技术涉及水泥生产用添加剂
，特别涉及一种水泥脱硫剂。

技术介绍

[0002]近年来，随着国家对生态环境保护的日益重视，水泥企业对水泥窑功能定位逐渐发生变化，工业废渣、尾矿等工业固废资源化利用逐年递增，受限于固废中硫形态以及水泥窑工艺特性影响，在停磨期间，水泥窑尾烟气SO2排放浓度时有超标现象发生，严重影响和制约生产线的正常运行。水泥原料中硫的存在形式主要有硫酸盐、硫化物、有机硫组成，原料经过粉磨生成生料，经过预热器逐级加热升温，最终在分解炉分解后进入回转窑煅烧，在此过程中，原料中硫酸盐在低于烧成带温度下很稳定，大体上都会进行窑系统进行循环反应。但硫化物不同，比如硫铁矿在400～600℃即二、三级旋风筒附近发生氧化反应生成SO2气体，会直接跟随烟气经窑尾烟囱排入大气中，造成水泥窑尾烟气SO2超标。

技术实现思路

[0003]为此，本专利技术提供了一种水泥脱硫剂，包括脱硫剂和催化剂，所述脱硫剂为氢氧化钙粉末，所述催化剂制备步骤包括：
[0004](1)配置氯化铈的水溶液；将LiX沸石分子筛加热至200～220℃，保温2～3h后空冷至常温，然后将LiX沸石分子筛浸泡在所述氯化铈的水溶液中，搅拌溶液，水浴恒温至90
±
2℃，保温1h后停止搅拌，固液分离，固相置于100℃干燥箱中烘干20min以上，然后固相再次浸泡在所述氯化铈的水溶液中，搅拌状态下90
±
2℃恒温1h后固液分离，固相再置于100℃干燥箱中烘干2h以上，最后在430～450℃环境下煅烧4～5h，空冷至常温，获得脱硫剂基体；
[0005](2)配置氯铱酸的水溶液，将所述脱硫剂基体浸泡在所述氯铱酸的水溶液中，置于真空箱内，将箱内的气压降低至0.01个标准大气压以下，保压6min以上，然后平衡真空箱内外气压，固液分离，固相置于100～150℃烘干10min以上，烘干后在400～420℃环境下煅烧15min以上，然后再次浸泡到所述氯铱酸的水溶液中，0.01个标准大气压以下环境中保压6min以上，再固液分离，固相100～150℃烘干10min以上，400～420℃煅烧15min以上，重复上述浸泡、低压保压、固液分离、烘干、煅烧步骤共8组以上，最后一次400～420℃煅烧1h以上，然后空冷至常温，获得铱氧化物层包覆基体；
[0006](3)配置双氧水溶液，将所述铱氧化物层包覆基体浸泡在所述双氧水溶液中，浸泡过程中超声波辅助，浸泡30min以上后固液分离，固相在95
±
5℃环境下烘干，烘干后的固相分散在去离子水中形成悬浊液，30r/min缓慢搅拌所述悬浊液，然后在搅拌状态下向悬浊液中通入臭氧处理30～60min，然后停止通气，固液分离，固相烘干，获得催化剂组分I；
[0007](4)催化剂组分II的合成：在反应釜中配置硝酸铈的水溶液，向所述硝酸铈的水溶液中加入乙二醇，加料完成后密封所述反应釜，然后加热至200
±
5℃保温24h以上，然后空冷至常温，打开反应釜，固液分离去除液相，固相用去离子水洗涤后加入氯化钡的水溶液中，加料完成后搅拌溶液2h以上，然后将混合液放入0.01个标准大气压以下的真空箱内保
压静置10h以上，静置结束后固液分离，固相直接烘干，再转到500℃环境下煅烧2h，空冷至常温即获得所述催化剂组分II；
[0008](5)将所述催化剂组分I和所述催化剂组分II混合均匀，获得所述催化剂。
[0009]进一步地，所述脱硫剂和催化剂混合质量比为脱硫剂：催化剂＝90～95:5～10。
[0010]进一步地，所述步骤(1)中，氯化铈的水溶液中，氯化铈的浓度为0.04～0.06mol/L，所述LiX沸石分子筛浸泡在所述氯化铈的水溶液中的固液质量比为固/液＝1:30。
[0011]进一步地，所述步骤(2)中，所述氯铱酸的水溶液中，氯铱酸的浓度为20～25g/L，所述脱硫剂基体浸泡在所述氯铱酸的水溶液中的固液质量比为固/液＝1:30。
[0012]进一步地，所述步骤(3)中，所述双氧水溶液中溶质的质量百分含量为15％～25％，溶剂为水；所述铱氧化物层包覆基体浸泡在所述双氧水溶液中的固液质量比为固/液＝1:30；所述超声波功率为40～50kHz；所述烘干后的固相分散在去离子水中形成悬浊液的固液质量比为固/液＝1:20，所述臭氧的通量为15～20mg/min。
[0013]进一步地，所述步骤(4)中，所述硝酸铈的水溶液中硝酸铈的浓度为150～200g/L，溶剂为水；所述乙二醇的加入体积与所述硝酸铈的水溶液体积比为乙二醇：硝酸铈的水溶液＝5～6:1；所述氯化钡的水溶液中氯化钡的浓度为70～80g/L，固相加入氯化钡的水溶液中的固液质量比为固/液＝1:30。
[0014]进一步地，所述催化剂组分I和所述催化剂组分II混合质量比为催化剂组分I：催化剂组分II＝1:1～2。
[0015]本专利技术技术方案的原理是：采用稀土改性的沸石作为脱硫剂的基体，一方面利用了沸石的多孔结构，增加了催化剂的活性表面积；另一方面通过稀土改性，使得沸石孔径分布均匀，增加沸石的比表面积，提高吸附性，增加催化剂与二氧化硫的接触，同时可实现基体对氧气的选择性吸附，吸附的氧气有利于脱硫过程中二氧化硫的氧化转化，促进脱硫剂氢氧化钙对二氧化硫的吸收。在基体表面包覆贵金属铱氧化物层对基体表面活性点位进行活化，起到了强化催化剂催化效率的作用；随后用双氧水处理基体，在基体表面形成大量的
‑
OH基团，后续臭氧处理过程中，溶解的臭氧吸附到催化剂表面与
‑
OH基团结合，在上述基体表面活性点位引发自由基反应生成羟基自由基(
·
OH)和超氧自由基(O2·
‑
)，脱硫时二氧化硫就十分容易在这些自由基团上被氧化脱除，极大地提高了脱硫的效率。本专利技术所述的催化剂组分II利用表面氧空位缺陷吸附氧气，作为一种储氧组分，窑炉内局部氧气不足时储氧组分提供适当的氧气参与脱硫反应，当该局部氧气含量回升时重新吸附氧气供缺氧时刻脱硫暂用。
[0016]本专利技术的有益效果在于：本专利技术所述水泥脱硫剂具有良好的脱硫效果，相比于未添加脱硫剂的情况二氧化硫排放浓度大幅度地下降，使得水泥生产加工环节更加环保。
附图说明
[0017]图1为各实施例和对比例所述水泥脱硫剂脱硫效果的对比图。
具体实施方式
[0018]下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。
[0019]实施例1
[0020]一种水泥脱硫剂，包括脱硫剂和催化剂，所述脱硫剂和催化剂混合质量比为脱硫剂：催化剂＝90:10；所述脱硫剂为氢氧化钙粉末，所述催化剂制备步骤包括：
[0021](1)配置氯化铈的水溶液，所述氯化铈的水溶液中，氯化铈的浓度为0.04mol/L；将LiX沸石分子筛加热至200℃，保温3h后空冷至常温，然后将LiX沸石分子筛浸泡在所述氯化铈的水溶液中，LiX沸石分子筛浸泡在所述氯化铈的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥脱硫剂，其特征在于，包括脱硫剂和催化剂，所述脱硫剂为氢氧化钙粉末，所述催化剂制备步骤包括：(1)配置氯化铈的水溶液；将LiX沸石分子筛加热至200～220℃，保温2～3h后空冷至常温，然后将LiX沸石分子筛浸泡在所述氯化铈的水溶液中，搅拌溶液，水浴恒温至90
±
2℃，保温1h后停止搅拌，固液分离，固相置于100℃干燥箱中烘干20min以上，然后固相再次浸泡在所述氯化铈的水溶液中，搅拌状态下90
±
2℃恒温1h后固液分离，固相再置于100℃干燥箱中烘干2h以上，最后在430～450℃环境下煅烧4～5h，空冷至常温，获得脱硫剂基体；(2)配置氯铱酸的水溶液，将所述脱硫剂基体浸泡在所述氯铱酸的水溶液中，置于真空箱内，将箱内的气压降低至0.01个标准大气压以下，保压6min以上，然后平衡真空箱内外气压，固液分离，固相置于100～150℃烘干10min以上，烘干后在400～420℃环境下煅烧15min以上，然后再次浸泡到所述氯铱酸的水溶液中，0.01个标准大气压以下环境中保压6min以上，再固液分离，固相100～150℃烘干10min以上，400～420℃煅烧15min以上，重复上述浸泡、低压保压、固液分离、烘干、煅烧步骤共8组以上，最后一次400～420℃煅烧1h以上，然后空冷至常温，获得铱氧化物层包覆基体；(3)配置双氧水溶液，将所述铱氧化物层包覆基体浸泡在所述双氧水溶液中，浸泡过程中超声波辅助，浸泡30min以上后固液分离，固相在95
±
5℃环境下烘干，烘干后的固相分散在去离子水中形成悬浊液，30r/min缓慢搅拌所述悬浊液，然后在搅拌状态下向悬浊液中通入臭氧处理30～60min，然后停止通气，固液分离，固相烘干，获得催化剂组分I；(4)催化剂组分II的合成：在反应釜中配置硝酸铈的水溶液，向所述硝酸铈的水溶液中加入乙二醇，加料完成后密封所述反应釜，然后加热至200
±
5℃保温24h以上，然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁昌宝，邓程鸿，孙岩，沈才荣，陶珍东，唐智荣，刘花，宁云云，
申请(专利权)人：株洲宏信科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：