用于从气流中除去氧化硫的组合物粘土材料制造技术

公开了一种用于制备和使用组合物的方法，该组合物包括一种蒙脱石粘土和一种碱性物质或碱性物质的先质，这些碱性物质或其先质能与热的烟道气流中的ＳＯ↑［Ｘ］反应，这些碱性物质或其先质最好是分散于粘土主体相中的一种分散相。将该组合物加热以形成一种能与烟道气中的ＳＯ↓［Ｘ］反应的碱性物质。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种载带于粘土上的碱金属氧化物和碱土金属氧化物或碳酸盐，其中作为宿主的粘土属于蒙脱石类，本专利技术还涉及这些组合粘土材料的制备方法。更具体地说，本专利技术涉及开发用于从烟道气中除去SOx(SO2和SO3)的改进的组合物的方法。1933年在英国伦敦首次采用了通过洗涤烟道气控制SO2含量的方法。然而，在美国，直至70年代才开始将这种技术应用于烧煤的锅炉装置中。1964年，在苏联第一次大规模地应用石灰或石灰石来洗涤烟道气。紧接其后的是在1966年建于日本的大型硫酸工厂中的该装置。在1970年通过了净化空气法律修正案(Clean Air ActAmendments)。这一法律是由美国联邦环境保护局〔UnitedStates Environmental Protection Agency(EPA)〕强制实施的，该法律的条文规定，在1971年8月17日以后建造的或改建的发电厂都必须限制SOx的排放量。该法律推动了广泛的有关烟道气脱硫(FGD)的研究。至1984年1月钙基的湿法废气处理系统(包括石灰、石灰石以及碱灰系统)总计共占现有的和计划建造的FGD设备能力的84％。净化空气法律在1977年进行了修改，其目的是要进一步控制SOx的排放量。愈来愈多的联邦政府的法律条文以及现在的湿法FGD装置的高额基建费用和运行费用鼓励人们继续研究一些新的或改进的烟道气净化工艺。由于SOx与“酸雨”的形成有关，所以控制发电厂的SOx的排放量是一个世界范围的问题。因此，研究对SOx的控制需要全球的努力。有关应用钙基系统来降低SOx排放量的最新的专利文件是Thompson和Nuzio的美国专利US4,731,233。在大多数情况下之所以采用石灰石或石灰作为工业原料是由于它们价格低廉并有足够的供应量。有很多的控制SOx排放量的方法可用于现有的发电厂或正在建造的新动力装置中。这些方法可以根据所用装置在实现控制污染的燃烧系统中所处的位置来分类。燃烧前控制法是在燃烧之前从燃料中除去硫、氮和灰分的化合物。在大多数情况下，这种控制法包括应用煤的净化技术。燃烧过程控制法包括采用分阶段的燃烧过程，即在锅炉燃烧室中喷入石灰石和加入石灰石的流化床燃烧。燃烧后控制法是在污染物形成之后而尚未释放到大气之前将其除去。该方法应该包括输送管道内喷入干燥的吸着剂、输送管道内喷入干燥的并混有静电除尘器(ESP)/纤维过滤器的吸着剂(Jozewicz，W。，Chang，J。C.S.，Sedman，C。B.and Brna，T。G。，React。Solids，6，243(1988))。烟道气处理系统可以分为湿法和干法两种，这要取决于被处理的烟道气和废吸着剂中的水分含量。湿法系统是用水蒸汽将烟道气完全饱和。使烟道气与一种液体或浆液流接触。干法系统是使烟道气与一种干的或湿的吸着剂接触，但其用水量决不能使烟道气完全饱和。干法系统最终生成的是一种干的产品或废的吸着剂物料，而湿法系统最终生成的是浆液或泥浆。虽然钙基系统是控制SOx的主要手段，但这些系统并不是没有问题的。颗粒的聚结可能存在的严重问题是转化为CaSOx(CaSO3和CaSO4)的转化率低于最佳值。钙成分的活性随着其颗粒度的增大而降低。还有是CaSO4所占据的体积要大于通常作为活性成分的CaO的体积。因此，随着反应过程的进展，体积也不断地增大，这样就会使CaO失去了它原先具有的多孔特征。其结果造成对SOx和O2的阻塞，使它们不能进入活性的CaO中心区〔(Gullett，B。K.andBlom，J。A。，React.SOlids，3 337(1978)；Gullett，B。K。，Blom，J。A.and Cunningham，R。T。，React.Solids，6 263(1988)；Chang，E.Y。and Thodes，G。，AIChEJ。，30 450(1984)；Thibault，J。D。，Steward，F。R。and Ruthven，D。M。，Can.J。Chem.Eng。，60 796(1982)〕。在该领域的先有技术使用石灰石、石灰或消石灰作为形成活性CaO成分的先质或者利用Ca(OH)2作为活性成分。通常，活性成分被用作主体相而不是用作分散相〔(Chang，J。C。S。andKaplan，N.，Envir.Prog。，3 267(1984)；Gullett，B。K。，Blom，J.A.and Cunningem，R。T。，React.Solids，6 263(1988)；Chang，E.Y。and Thodes，G。，AIChE J。，30 450(1984)；Fuller，E.L.andYOOS，T。R。，Langmuir，3 753(1987))。〕最近的研究工作集中于在Ca(OH)2中添加一种飞灰以提高它在控制SOx方面的活性〔(Jozewicz，W.and Rochelle，G。T。，Envir.Prog。5 219(1986)；Jozewicz，W。，Chang，J。C。S。，Sedman，C.B.and Brna，T。G。，JAPCA，38 1027(1988)；Jozewicz，W.，Jorgensen，C.，Chang，J。C.S。，Sedman，C.B.and Brna，T.G.，JAPCA，38796(1988)；Jozewicz，W。，Chang，J。G。S.，Sedman，C.B.and Brna，T。G。，React.Solids，6243(1988)；Jozewlcz，W。，Chang，J.C.S。，Sedman，C.B。and Brna，T.G。，EPA/600/D-87/095，(NTIS PB87-175857/AS)；Jozewicz，W。，Chang，J。C。S。，Sedman，C.B。and Brna，T。G。，EPA/600/D-87/135，(NTIS PB87-182663))。〕所说的飞灰是一种含硅的物质，它能与钙形成各种不同的硅酸钙。某些硅藻土、蒙脱石粘土和高岭土也被认为是一种含活性SiO2的物质〔(Jozewicz，W。，Chang，J.C。S.，Sedman，C.B。and Brna。T。G。React，Solids，6 243(1988)〕。因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于制备改进的吸着剂组合物的方法，所说的吸着剂组合物包括作为主体相的蒙脱石粘土和作为活性成分的相对较少量的碱性化合物。另外，本专利技术还有一个目的是提供一种改进的组合物，这种组合物应在整个使用时间内都具有较大的活性，因此可以较有效地除去SOx。再有，本专利技术还有一个目的是提供一种其制备和使用皆较为经济的组合物。通过下面的解释和附图将可使本专利技术的各个目的变得越来越清楚。附图说明图1是一个曲线图，它表示被称为样品1的组合物所具有的CuKαX-射线衍射图形(XRPD)，所说的组合物为CaCO3∶Na-蒙脱石，当以A∶Z表示时，A＝1和Z＝1。图2是一个曲线图，它示出了样品1的热重分析(TGA)曲线。图3是一个曲线图，它示出了样品1、3和沉淀的CaCO3对SO2的初始吸收情况。图4是一个曲线图；它示出了样品17(Ca(CH3CO2)2∶Na-蒙脱石＝1.5∶1)所具有的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从气体混合物中除去氧化硫的方法，该方法包括：（ａ）提供一种分散于蒙脱石粘土中的碱性化合物的干燥组合物，所说碱性化合物选自碱金属盐、碱土金属盐和碱性物质，以及（ｂ）在含氧化硫的气体存在下加热该混合物以除去氧化硫。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：TJ平纳怀亚，CA波兰斯基，J阿马拉塞克拉，
申请(专利权)人：密歇根州州立大学托管委员会，
类型：发明
国别省市：US[美国]