【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于大气污染净化，更具体的说是涉及一种改性电石渣及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着全球气候变暖的趋势日益明显，温室效应越来越受到人们的关注。温室气体排放是导致气候变暖的重要原因，而人类活动排放的温室气体又主要是由于燃烧化石燃料(煤、石油、天然气)产生的co2等气体。要缓解温室效应造成的环境危害，减少co2气体的排放已经成为当务之急。基于我国的“双碳”目标，研究和开发有效的co2减排技术势在必行。
2、目前co2减排技术日新月异，但能投入到实际生产经营中的技术却不多，大部分技术都在发展阶段。碱金属基吸收剂干法脱除co2技术，具有原料成本低、反应能耗低、循环利用效率高、对设备无腐蚀、无二次污染以及不需改动电厂原设备等优点，成为目前的研究热点。
3、电石渣是氯碱工厂制备聚氯乙烯(pvc)产生的废渣。2021年，中国pvc产量约3750万吨。电石渣初步统计约2900万吨，主要用于生产水泥、漂白剂，以及生产cac2的原料，大多数企业只是对其进行部分回收，或将其堆放干燥后再处置，造成土地占用、资源浪费、土壤污染和环境污染。事实上，电石渣具有以下优点：粒径小，硬度低故预处理成本低，组成简单，ca(oh)2的含量在95％以上。电石渣不仅可以作为脱除co2的优良原料，还可以制备高附加值的caco3产品。
4、目前，电石渣干法脱碳主要采用钙循环技术，该技术基本原理是在温度为650-700℃的矿化炉内，cao与烟气中的co2发生矿化反应，从而实现co2固定；而生成的caco3进入温度>900℃
5、尽管采用电石渣作为低成本吸附剂用于高温co2捕集已得到广泛研究；然而，煅烧温度过高烧结后往往导致co2捕集性能明显衰减限制其了钙循环技术中的应用。此外，该方法存在运行成本高、工艺流程复杂、项目投资大等方面的问题。
6、因此，如何提供一种改性电石渣并将其应用于干法烟气脱碳，实现经济效益高能量消耗少的co2脱除技术是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中的缺点和不足，本专利技术提供了一种改性电石渣及其制备方法和应用，吸附容量大，脱碳效果好，且成本低廉，简单易操作，实现了以废治废的可持续发展目标，易于推广使用。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种改性电石渣的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)将电石渣用蒸馏水洗涤，干燥，研磨；
5、(2)将步骤(1)处理过的电石渣置于金属溶液中进行超声波浸渍，得到电石渣浆液；
6、(3)将步骤(2)处理过的电石渣浆液置于预冻装置中进行预冻，然后置于真空干燥机中进行冷冻干燥，研磨，筛分，得到改性电石渣。
7、优选的，步骤(2)中，所述金属溶液为碱性溶液、金属离子溶液中的一种或多种按任意比例混合的溶液。
8、优选的，所述碱性溶液为koh溶液、khco3溶液、k2co3溶液、naoh溶液中的一种；所述金属离子溶液为铜、铁、锌、锰、钴、银、钠、钙、铬、铈、镧中的一种或者一种以上。
9、上述技术方案的有益效果是：通过负载金属离子，提高材料的脱碳效率。
10、优选的，步骤(2)中，所述金属溶液的金属负载量为1～50wt％，固液比为1：1～20。
11、上述技术方案的有益效果是：优化金属负载量和固液比，筛选出最佳脱除co2的金属负载量和固液比。
12、优选的，步骤(2)中，浸渍温度为10～50℃，超声功率为200w～800w，超声波频率为20～60khz，浸渍时间为0.5～8h。
13、上述技术方案的有益效果是：超声提高金属分散程度，提高负载效率。
14、优选的，步骤(3)中，预冻温度为-200～0℃，预冻时间为0.5min～24h。
15、上述技术方案的有益效果是：优化预冻温度和时间，调节生成冰晶的大小，筛选出材料最佳的孔道结构和平均孔径。
16、优选的，步骤(3)中，冷冻干燥温度为-120～-15℃，真空度≤10pa，干燥时间为5h～72h。
17、上述技术方案的有益效果是：将材料生成的冰晶完全升华，产生定向孔道结构，使材料充分干燥。
18、本专利技术还提供了根据上述方法制备得到的一种改性电石渣。
19、本专利技术还提供了上述的一种改性电石渣的应用，所述改性电石渣应用于干法烟气脱碳。
20、优选的，所述改性电石渣应用于干法烟气脱碳，应用过程为：将1～30g改性电石渣加入到烟气脱碳设备中，设置温度为0～900℃，烟气流速量为50～700ml/min，co2浓度为1～15％，进行脱碳。
21、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术提供了一种改性电石渣及其制备方法和应用，具有以下有益效果：
22、1、本专利技术原料为廉价易得的钙基材料，并且制备方法简单，冷冻干燥能够较好的保持电石渣冷冻前的状态和活性，同时也能最大程度保护负载金属的活性，通过简单的金属改性后能够实现对co2的脱除。
23、2、利用冷冻干燥工艺制备出具有较高强度孔道和冰晶体形貌的钙基脱碳材料。可以通过改变制备条件，控制冰晶生长大小和方向，实现对材料孔隙形貌、孔隙率、孔径的调节，制备定向孔道结构的脱碳剂。
24、3、本专利技术以工业固废电石渣为原料，采用超声浸渍结合冷冻干燥法制备得到改性电石渣脱碳剂，所得改性电石渣吸附容量大，脱碳效果好，且成本低廉，简单易操作，实现了以废治废的可持续发展目标，易于推广使用。
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1.一种改性电石渣的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种改性电石渣的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述金属溶液为碱性溶液、金属离子溶液中的一种或多种按任意比例混合的溶液。
3.根据权利要求2所述的一种改性电石渣的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液为KOH溶液、KHCO3溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液中的一种；所述金属离子溶液为铜、铁、锌、锰、钴、银、钠、钙、铬、铈、镧中的一种或者一种以上。
4.根据权利要求1所述的一种改性电石渣的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述金属溶液的金属负载量为1～50wt％，固液比为1：1～20。
5.根据权利要求1所述的一种改性电石渣的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，浸渍温度为10～50℃，超声功率为200～800W，超声波频率为20～60KHz，浸渍时间为0.5～8h。
6.根据权利要求1所述的一种改性电石渣的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，预冻温度为-200～0℃，预冻时间为0.5min～24h。
7.根据权利要求1所述的一
8.根据权利要求1-7任一项所述方法制备得到的一种改性电石渣。
9.根据权利要求8所述的一种改性电石渣的应用，其特征在于，所述改性电石渣应用于干法烟气脱碳。
10.根据权利要求9所述的一种改性电石渣的应用，其特征在于，应用过程为：将1～30g改性电石渣加入到烟气脱碳设备中，设置温度为0～900℃，烟气流速量为50～700mL/min，CO2浓度为1～50％，进行脱碳。
...【技术特征摘要】
1.一种改性电石渣的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种改性电石渣的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述金属溶液为碱性溶液、金属离子溶液中的一种或多种按任意比例混合的溶液。
3.根据权利要求2所述的一种改性电石渣的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液为koh溶液、khco3溶液、k2co3溶液、naoh溶液中的一种；所述金属离子溶液为铜、铁、锌、锰、钴、银、钠、钙、铬、铈、镧中的一种或者一种以上。
4.根据权利要求1所述的一种改性电石渣的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述金属溶液的金属负载量为1～50wt％，固液比为1：1～20。
5.根据权利要求1所述的一种改性电石渣的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，浸渍温度为10～50℃，超声功率为200～800w，超声波频率为...
【专利技术属性】
技术研发人员：王访，贾丽娟，董意，冯嘉予，夏福婷，宁平，黄小凤，崔硕，宋晓双，
申请(专利权)人：云南民族大学，
类型：发明
国别省市：
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