一种粉煤灰脱硫剂的制备方法技术

一种粉煤灰脱硫剂的制备方法，包括质量比为1∶10-1∶25的粉煤灰与蒸馏水的混合而成的反应液，用饱和Ca(OH)2溶液调节反应液的pH值至10-12，然后将反应液进行搅拌、加热，待反应液连续反应1-3h后加入复合激发剂，将反应液的pH值调至12-14，继续反应5-10h，最后取出反应液冷却、过滤、干燥至恒重得到产品即粉煤灰脱硫剂。本发明专利技术制得的粉煤灰脱硫剂具有空间网状结构，表面孔洞较多，从而增大了脱硫剂的比表面积，增大了烟气与脱硫剂的接触机率，大幅度提高了烟气脱硫效果和效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烟气脱硫剂的制备方法，尤其涉及一种煤灰脱硫剂的制备方法。
技术介绍
我国是一个以煤炭作为主要能源的国家，燃煤所产生的SO2是我国大气污染中的主要气态污染物，我国对的污染控制主要集中在以Ca的化合物为脱硫剂的烟气脱硫。 在各种烟气脱硫工艺中，脱硫剂的利用率都是影响脱硫系统可操作性的重要指标。SO2与脱硫剂的反应过程主要为气固界面反应及气液固界面反应，脱硫反应的影响因素之一为气相在固相或液相表面的扩散以及气相与固相或液相的表面接触机率。目前工业上常用的脱硫剂为Ca(OH)2, Ca(OH)2脱硫的原理如下S02+Ca (OH) 2 — CaS03+H202CaS03+02 — 2CaS04因Ca(OH)2的比表面积较小，脱硫反应主要集中在表面进行，生成的产物CaSO4易覆盖在反应物表面，从而抑制了脱硫反应的进一步进行，这也是目前烟气脱硫工艺脱硫效率不高的原因。粉煤灰的主要成分为SiA和Al2O3，其在有Ca (OH) 2存在的条件下，粉煤灰中的S^2 和Al2O3可以与Ca(OH)2S生火山灰反应，生成以水化硅酸钙、水化硅铝酸钙为主的一系列水化产物Ca (OH) 2+Si02+H20 — (CaO) x (SiO2) y (H2O) zCa (OH) 2+Α1203+Η20 — (CaO) x (Al2O3) y (H2O) z这些水化产物为大纤维状凝胶体，相互交叉构成空间网状结构，不仅可以增大气固反应的动力，且可与发生化学反应 (CaO) x (SiO2) y (H2O) Z+S02 — (CaO) x (SiO2) y (CaSO3) z (H2O)w0
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种煤灰脱硫剂的制备方法，不仅生产成本低、简单易行，而且制得的煤灰脱硫剂脱硫效果极好。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，包括以下步骤步骤1 将粉煤灰与蒸馏水按1 10-1 25的质量配比进行混合以构成反应液， 接着加入饱和Ca(OH)2溶液将反应液的pH值调至10-12 ；步骤2 将经过步骤1处理所得的反应液置于恒温搅拌器中进行搅拌加热，其中搅拌速率为400-600r/min，加热温度为40-80°C，当反应液的温度达到设定的加热温度时开始计时，连续反应1- ;步骤3 在经过步骤2处理所得的反应液中加入复合激发剂，直至将反应液的pH 值调节至12-14后继续反应5-10h ；3步骤4 将经过步骤3处理所得的反应液取出进行冷却过滤，接着将过滤所得物置于105-120°C条件下恒温干燥至恒重。进一步地，所述步骤3中的复合激发剂为Na2SiO3 · 9H20的水溶液。进一步地，所述步骤3中的复合激发剂为Na2SiO3 · 9H20和NaOH混合物的水溶液， 其中Na2Si03 · 9H20和NaOH的物质的量比为5:1。进一步地，所述步骤2中的恒温搅拌器为集热式恒温磁力搅拌器。本专利技术的优点在于本专利技术采用循环流化床高钙粉煤灰作原料，不仅生产成本低， 以废治废节约资源，简单易行，且制得的粉煤灰脱硫剂具有空间网状结构，表面孔洞较多， 从而增大了粉煤灰脱硫剂的比表面积，增大了烟气与脱硫剂的接触机率，在一定程度上解决了 CaSO4在脱硫过程中对脱硫剂表面的覆盖而阻碍脱硫反应进一步进行的问题，大幅度地提高了烟气脱硫效果和效率。附图说明下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的描述。图1为本专利技术中的粉煤灰脱硫剂的脱硫模拟装置示意图。具体实施方式本专利技术利用粉煤灰的火山灰反应的产物的特性，将其应用于烟气脱硫，制备出一种新型的脱硫剂，具体实施方式如下实施例一步骤1:称取质量比为1 10的粉煤灰与蒸馏水混合均勻以构成反应液，接着加入饱和Ca(OH)2溶液将反应液的pH值调至10，其中粉煤灰为循环流化床高钙粉煤灰。步骤2 将经过步骤1处理所得的反应液置于集热式恒温磁力搅拌器中进行搅拌、 加热，其中恒温磁力搅拌器设定的温度为40°C，搅拌速率为400r/min，当反应液的温度达到40°C时开始计时，连续反应lh。步骤3 在经过步骤2处理所得的反应液中加入复合激发剂，直至将反应液的pH 值调节至14后继续反应证，其中复合激发剂为Na2SiO3 · 9H20的水溶液。步骤4 将经过步骤3处理所得的反应液取出进行冷却过滤，接着将过滤所得物置于105 °C条件下恒温干燥至恒重，所得产品即为粉煤灰脱硫剂。实施例二步骤1:称取质量比为1 25的粉煤灰与蒸馏水混合均勻以构成反应液，接着加入饱和Ca(OH)2溶液将反应液的pH值调至12。步骤2 将经过步骤1处理所得的反应液置于集热式恒温磁力搅拌器中进行搅拌、 加热，其中恒温磁力搅拌器设定的温度为80°C，搅拌速率为600r/min，当反应液的温度达到80°C时开始计时，连续反应池。步骤3 在经过步骤2处理所得的反应液中加入复合激发剂，直至将反应液的pH 值调节至12后继续反应10h，其中复合激发剂组分为Na2SiO3 · 9H20和NaOH混合物的水溶液，且Na2Si03 · 9H20和NaOH的物质的量比为5:1。步骤4 将经过步骤3处理所得的反应液取出进行冷却过滤，接着将过滤所得物置于120°C条件下恒温干燥至恒重，所得产品即为粉煤灰脱硫剂。实施例三步骤1 称取质量比为1 :17的粉煤灰与蒸馏水混合均勻以构成反应液，接着加入饱和Ca (OH) 2溶液将反应液的pH值调至11。步骤2 将经过步骤1处理所得的反应液置于集热式恒温磁力搅拌器中进行搅拌、 加热，其中恒温磁力搅拌器设定的温度为60°C，搅拌速率为500r/min，当反应液的温度达到60°C时开始计时，连续反应池。步骤3 在经过步骤2处理所得的反应液中加入复合激发剂，直至将反应液的pH 值调节至13后继续反应7.证，其中复合激发剂的组分为Na2SiO3 · 9H20的水溶液。步骤4 将经过步骤3处理所得的反应液取出进行冷却过滤，接着将过滤所得物置于115 °C条件下恒温干燥至恒重，所得产品即为粉煤灰脱硫剂。以上实施例制得的粉煤灰脱硫剂的性能均采用下述方法测定经SEM扫描后证明，本专利技术制得的粉煤灰脱硫剂呈空间网状结构明显，表面孔洞较多，此外，经测定粉煤灰脱硫剂的比表面积为100-130m2/g，比Ca (OH) 2脱硫剂的比表面积 15-30m2/g 近 3-9 倍。因为本专利技术制得的粉煤灰脱硫剂的比表面积较大，并且呈空间网状结构，SO2与脱硫剂的接触面增大，脱硫反应不仅仅集中在表面进行，且粉煤灰脱硫剂与反应的产物主要为水化硅酸钙或水化铝酸钙Ca (OH) 2+Si02+H20 — (CaO) x (SiO2) y (H2O) zCa (OH) 2+Α1203+Η20 — (CaO) x (Al2O3) y (H2O) z(CaO) x (SiO2) y (H2O) Z+S02 — (CaO) x (SiO2) y (CaSO3) z (H2O) w而CaSO4只是副反应产物，含量微乎其微，所以本专利技术制得的粉煤灰脱硫剂在一定程度上解决CaSO4在脱硫过程中对脱硫剂表面的覆盖而导致的阻碍脱硫反应进一步进行的问题。在固定床吸附实验中，脱硫剂的脱硫性能常用脱硫穿透时间和对的吸附量来表征，因而本专利技术亦采用脱硫穿透本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种粉煤灰脱硫剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤１：将粉煤灰与蒸馏水按１∶１０－１∶２５的质量配比进行混合以构成反应液，接着加入饱和Ｃａ（ＯＨ）２溶液将反应液的ｐＨ值调至１０－１２；步骤２：将经过步骤１处理所得的反应液置于恒温搅拌器中进行搅拌加热，其中搅拌速率为：４００－６００ｒ／ｍｉｎ，加热温度为：４０－８０℃，当反应液的温度达到设定的加热温度时开始计时，连续反应１－３ｈ；步骤３：在经过步骤２处理所得的反应液中加入复合激发剂，直至将反应液的ｐＨ值调节至１２－１４后继续反应５－１０ｈ；步骤４：将经过步骤３处理所得的反应液取出进行冷却过滤，接着将过滤所得物置于１０５－１２０℃条件下恒温干燥至恒重。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘心中，彭蕾，翁仁贵，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：35