烟气脱硫剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于化学分离技术领域及环境保护领域．本发明专利技术是一种烟气催化脱硫剂及制备方法．以一种廉价含铁矿渣和烟泥等工业废料为主要原料，以活性炭或粮食面粉、氨水作为造孔剂．无须负于载体，只将烟泥，含铁矿渣混合，加适量水，并加少许造孔剂．经碾磨、达膏状，剂压成条形，经干燥、煅烧即可．从而代替了价昂、资源紧缺的铜系及活性炭脱硫剂原料，不仅成本低，可脱除烟气中９０％以上的二氧化硫，且再生性能优良，可回收硫资源，无二次性污染，社会、经济效益明显．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学催化分离
及环境保护领域。二氧化硫是一种大气污染源，它已成为当前一大公害。目前国内外脱除废气中的二氧化硫，大都采用固体吸着剂或溶液吸收剂。干法固体吸着剂脱除烟气中二氧化硫所用脱硫剂主要为活性碳脱硫剂及加碘活性碳脱硫剂。缺点是价昂、硫容低、再生频繁、工艺过程复杂，回收硫资源需消耗大量能源。用溶液吸收剂同样也存在上述某些缺点。金属氧化物作干法脱硫剂仍处于开发研究阶段。其中研究较多的为氧化铜脱硫剂。如美国专利〔19〕4001·376专利技术者，Nevillel，Cull，Bakcr，WarrenM，Smith Bat-on Rouge。(纳维尔，L柯尔·培根等)。其中主要叙述了以γ-氧化铝为载体，用一种难熔氧化物作涂层，并浸渍了活性金属或金属氧化物(氧化铜)而形成的多孔固体吸附剂。其制备过程第一，氧化铝载体的制备，氧化铝载体是由0.5英寸的氧化铝马鞍形颗粒组成的，具有美国专利2，639·909所示的形状。予先在1000°F下锻烧3小时，具有303米2/克的表面积(BET)和0.59立方厘米/克的孔体积，这种材料称为A-1。第二，金属氧化物即氧化铜的制备，将上述粒子在硝酸铜水溶液〔Cu(NO3)23H2O重量浓度为27%〕中浸渍10分钟，然后移出浸渍液，装瓶以除去多余的液体，空气干燥20小时，再在800°F下锻烧3小时。这种材料称为A-2。第三，一种难熔氧化物涂层的制备，取上述氧化铝马鞍形颗粒三份，每份约25克，依照下述过程涂以不同重量的二氧化钛涂层。A份称重后装入一反应器中，加纯的液体四异丙基钛烷或其50%(重量)的己烷溶液于该反应器中，将氧化铝鞍形物完全覆盖住。改变溶液的浓度以获得不同重量的二氧化钛涂层。将反应器及其内容物加热到50～60℃左右，并在此温度下保持大约30分钟。然后冷却到室温，除去溶液。在室温下让鞍形物在空气中水解16小时，然后在17℃下鼓风干燥6小时，再在590℃(1100°F)下锻烧过夜。这种处理过程将四异丙基钛烷冷凝产品转变成了二氧化钛。再次将鞍形物称重，计算处理后的鞍形物相对于未处理氧化铝的增重。这些吸附剂称为A-3、A-4和A-5。第四，吸附剂的完成制备，将A-5的一部分用27%(重量)的硝酸铜水溶液浸渍10分钟，取出颗粒，用吸湿纸吸去表面溶液，空气干燥20小时，然后在800°F下锻烧3小时，这些鞍形颗粒称为吸附剂A-6，用和上述同样的方法在用不同的氧化物涂层可得到一系列氧化铜吸附剂。这种氧化铜系吸附剂除仍存在干法固体脱硫剂的缺点外，其主要缺点所负载体必须经过严格的加工过程，而且过程极其繁杂，代之而来价格昂贵，不易推广使用。另外日本专利“公开特许公报”昭和53-17591中曾提到用钛-铁氧化物制成的脱硫剂，用来脱除烟气中的二氧化硫，其成份是以氧化钛为主体，加入氧化铁，其组成比为(原子比)钛∶铁≈7～9∶1～3，故这种以氧化钛为主体结构的脱硫剂，其缺点是需使用纯净的化学物质，通过各种化学方法如溶解过程，沉淀的形成及处理过程等，制备过程复杂，成本也高，而制成的产品脱硫剂硫容量提，再生次数频繁。同样也不易推广使用。本专利技术克服了上述干法固体脱硫剂与金属氧化物脱硫剂的缺点，以一种廉价效高的工业废物含铁矿渣和烟泥为原料。代替价昂，资源紧缺的铜系脱硫剂和活性碳脱硫剂原料，其制备方法简单，无须负于载体，主要用来脱除化学、电力及其它工业废气中的二氧化硫。不仅成本低，易推广，且脱硫性能及再生性能优良，可回收硫资源，无二次性污染产生，环境效益、经济效益极为明显。本专利技术主要以工业废物烟泥，以及硫铁矿矿渣为原料，以活性碳或面粉、氨水作为造孔剂。其所述烟气催化脱硫剂的烟泥和含硫铁矿渣配料比(按重量百分数计算)烟泥含70～95%，硫铁矿矿渣含5～30%。二者总和为100%。造孔剂所加入的量，一般是主要原料重量的1-5%。配成的烟气催化脱硫剂，其组成保持三氧化二铁的含量不低于总重量的50%，氧化钙含量为5～25%，氧化铝、氧化镁的含量均不超过10%，其余为酸不溶物及微量元素。最佳组成为三氧化二铁 60～70%氧化铝 2～3%氧化钙 10～20%氧化镁 2～4%其余酸不溶物及微量元素主要是指铅、钡、镍、锰等含量均在0.003%～0.4%之间。按上述配比制成的烟气催化脱硫剂在350～450℃温度范围内，对烟气中SO2的脱除率可达90%以上。本专利技术制备过程如下取烟泥，凉干或低温下烘干，过100目筛，筛面下的作为原料放置待用，筛面上的烟泥进碾磨机粉碎二小时取出，过100目筛，筛下面的与第一次取得的细粒合并，筛面上如仍有大量粗烟泥，则再进碾磨机研磨1小时，总之取出来的烟泥使80～90%以上，过100目筛即可备用。其余粗粒仍与下次烟泥一起研磨，过100目筛，留作下次配料之用。另取硫铁矿渣或矿灰测PH，当PH在2～3即为合适，如PH＞7，则滴加稀硫酸少许混合，使PH达到要求为止。此矿渣(灰)过100目筛备用。取所述烟气催化脱硫剂总重量的备用的70～95%的烟泥，5～30%的备用硫铁矿矿渣(灰)混合，加适量水，1～5%重量的面粉，氨水和活性碳粉末，放碾子中碾磨，当碾子中物料达到膏状时取出。在成型机中挤条成型，于105～120℃下烘2-5小时，取出冷却后，再放在锻烧炉中于500～650℃锻烧2～4小时即可得到所需的烟气催化脱硫剂。烟气催化脱硫剂即本专利技术脱硫剂性能经实测表明，在气体组成为SO20.5～2%，H2O6～9%，CO20～10%，空速从200-1～500-1时，400℃时在30～80目的脱硫剂上通过进行气体脱硫，脱硫率可达90%以上，每100克脱硫剂每一次能达到的硫容量大于30克。当所述烟气催化脱硫剂硫酸盐化后，可以在热空气中再生，再生后的脱硫剂的一次硫容仍在30克以上。再生时放出的二氧化硫可以作为制造硫酸、硫磺、液体二氧化硫的原料，从而提高了所述烟气催化脱硫剂的经济效益。下表为所述烟气催化脱硫剂八次脱硫再生循环数据。(用热重法测定单位重量烟气催化脱硫剂对SO2的吸附增重及脱附情况)烟气催化脱硫剂再生能力测定表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以氧化铁为主体组成的，主要用于脱除工业废气中二氧化硫的烟气催化脱硫剂及制备方法。其特征在于所述的以氧化铁为主体的烟气催化脱硫剂的原料是工业废物烟泥及硫铁矿矿渣，并以活性碳或氨水、面粉作为造孔剂，所述烟气催化脱硫剂的制备方法为，取烟泥、硫铁矿渣混合，加入适量水及活性碳或氨水、面粉，经研磨成膏状，剂压成条型，然后干燥，锻烧即可制成，成品便可在一定温度下脱硫，盐化后可在空气中再生。

【技术特征摘要】
1.一种以氧化铁为主体组成的，主要用于脱除工业废气中二氧化硫的烟气催化脱硫剂及制备方法。其特征在于所述的以氧化铁为主体的烟气催化脱硫剂的原料是工业废物烟泥及硫铁矿矿渣，并以活性碳或氨水、面粉作为造孔剂，所述烟气催化脱硫剂的制备方法为，取烟泥、硫铁矿渣混合，加入适量水及活性碳或氨水、面粉，经研磨成膏状，剂压成条型，然后干燥，锻烧即可制成，成品便可在一定温度下脱硫，盐化后可在空气中再生。2.根据权利要求1，所述的烟气催化脱硫剂，其特征在于所述的烟泥和硫铁矿渣。其配料重量比为烟泥70～95%，硫铁矿渣5～30%，造孔剂加入量是烟泥和硫铁矿渣重量的1～5%。3.根据权利要求2，所述的烟泥和硫铁矿渣，其特征在于经配料后三氧化二铁含量不低于总重量的50%，氧化钙含量在5～25%，氧化铝、氧化镁的含量均不超过10%，其余为酸不溶物及微量元素。4.根据权利要求1、3，所述的烟气催化脱硫剂，其特征在于其最佳组成为三氧化二铁 60～70%氧化铝 2～3%氧化钙 10～20%氧化镁 2～4%...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴菊贤，王沛丰，韩镇海，
申请(专利权)人：太原工业大学，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]