用于海水烟气脱硫的贝基规整催化填料及其制备方法技术

技术编号:7660007 阅读:214 留言:0更新日期:2012-08-09 03:09
本发明专利技术公开了一种用于海水烟气脱硫的贝基规整催化填料,其特征在于它包括以下步骤:将贝类基材料破碎研磨至20-300目;再与粘结剂、造孔剂和润滑剂按照(40-80):(15-40):(0.3-10):(0.5-2)的质量份数加水混合,在成型机上制成波纹型形状;于60-150℃下水蒸气养护1-4周,得到具有一定强度的规整填料;将规整填料按照每克8-10ml的比例加入到金属离子浓度为0.7mol/L-1.5mol/L的活性组分盐溶液中浸渍1-24h,浸渍次数为1~8次,再按照每克规整填料7-10ml的比例加入饱和沉淀剂溶液,陈化3-18h,过滤、洗涤、干燥,放置在烘箱内以10℃/min的升温速率升温,在焙烧温度250~650℃下,升温及恒温过程中保持空气流动,恒温焙烧时间为2-4h,即制得用于海水烟气脱硫的负载型贝基规整催化填料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于海水烟气脱硫エ艺使用的催化填料及其制备方法,特别涉及ー种利用废弃天然贝类制备的贝壳基规整催化填料及其制备方法。
技术介绍
我国是SO2排放大国,SO2年排放量超过2. O X 107t,居世界之首,由SO2污染造成的酸雨面积已占国土面积的30%。煤炭燃烧是我国大气SO2的主要来源,其排放量占总排放量的85%以上,导致我国酸雨面积不断扩大,现以从西南局部地区扩展到西南、华中、华南和华东的大部分地区,我国也成为继西欧、北美之后的另ー世界酸雨区。SO2和酸雨不仅破坏环境和生态系统,更重要的是严重危害人民健康,已成为制约我国经济发展和社会和谐的重要因素。据国家环境保护总局2008年公布的最新环境资料显示,全国的SO2排放量连续多年超过2000万吨,80%以上来源于エ业排放,因此控制和治理ニ氧化硫的工作不能停顿。烟气脱硫(FGD)是目前世界上控制SO2污染、防治酸雨危害的主要和有效的脱硫方式。其中海水脱硫技术属于湿法脱硫技术中的ー种,该技术起始于20世纪70年代,并很快在欧洲、美洲、亚洲等沿海电厂推广应用。目前在国外火电厂大型机组海水烟气脱硫技术已基本成熟,其海水脱硫技术可分为两类ー是不添加任何化学物质,用纯海水作为SO2吸收液的エ艺,该技术以挪威ABB公司开发的Flakt-Hydroエ艺为代表,应用广泛;另一个是在海水中添加一定量石灰或含石灰的物质,以调节吸收液的碱度,強化吸收效果,该技术以美国Bechte公司和中国海洋大学王庆璋教授开发的白泥脱硫エ艺为代表。目前多采用前者,即不添加任何化学物质的方法。目前现有海水脱硫エ艺对含硫量大于2%的燃煤脱硫效果并不理想,如果在吸收塔下段装填能够氧化SO2的催化剂,在海水吸收SO2的同时进行SO2的催化氧化,则可显著提高吸收塔的脱硫效率。目前海水SO2氧化的催化剂主要分为两大类金属氧化物和活性炭。活性炭尽管在酸性条件下仍然保持较高的催化氧化活性,但是由于催化氧化过程的决速步骤为海水中溶解氧气在活性位的吸附,整个脱硫过程在非均相体系中发生,此条件下非均相催化氧化SO2反应几乎不可能发生。而金属氧化物可以很好的与SO2结合,可以快速高效的脱除烟气中的so2。并且负载型金属氧化催化剂因其可反复使用,后处理简单等优点已被广泛应用到很多エ艺过程中。目前被广泛研究和应用的金属氧化物催化剂为五氧化ニ钒催化剂、氧化铜催化剂、氧化锰催化剂、氧化铁催化剂。载体的选择对于催化剂活性和选择性、寿命、机械强度、成本具有至关重要的作用,因贝基材料来源广泛,价格低廉,属于废物利用,特性像陶瓷,耐海水腐蚀,可反复再生循环使用,无二次污染,可逐步取代陶瓷或者塑料规整填料等优点在海水烟气脱硫エ艺中具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种利用废弃贝类制备用于海水烟气脱硫的规整催化填料。本专利技术的另ー个目的是提供上述贝基规整催化填料的制备方法。本专利技术的技术方案如下一种用于海水烟气脱硫的贝基规整催化填料,其特征在于它包括以下步骤①将贝类基材料破碎研磨至20-300目;②将步骤①得到的贝基材料与粘结剂、造孔剂和润滑剂按照(40-80) : (15-40) (O. 3-10) (O. 5-2)的质量份数加水混合,在成型机上制成波纹型形状;③将步骤②得到的成型产品于60-150°C下水蒸气养护1-4周,得到具有一定強度的规整填料;④将步骤③得到的规整填料按照每克8-lOml的比例加入到金属离子浓度为O. 7mol/L-l. 5mol/L的活性组分盐溶液中浸溃l_24h,浸溃次数为f 8次,再按照每克规整填料7-10ml的比例加入饱和沉淀剂溶液,陈化3-18h,过滤、洗涤、干燥,放置在烘箱内以10°C/min的升温速率升温,在焙烧温度25(T650°C下,升温及恒温过程中保持空气流动,恒温焙烧时间为2-4h,即制得用于海水烟气脱硫的负载型贝基规整催化填料。所述的贝基材料为淡水贝贝壳、海螺贝类贝壳中的ー种或几种的混合物。所述的粘结剂为水玻璃+CaCl2、铝溶胶、硅溶胶、糖蜜、树胶、干淀粉、皂土、动物胶、淀粉糊中的ー种或几种的混合物和/或浙青、树脂、聚こ烯醇、甲基纤维素、脱硫石膏、水泥、石蜡、黏土中的ー种或几种的混合物。所述的造孔剂为炭黑、活性炭、活性焦、羧甲基纤维素、聚こ烯醇、聚丙烯酰胺、聚こニ醇、糖蜜、聚丙烯醇中的ー种或几种的混合物。所述的润滑剂为水、甘油、润滑油、可溶性油及水、硅树脂、聚丙烯酰胺、和/或滑石粉、石墨、硬脂酸镁或其它硬脂酸盐、ニ硫化钥、干淀粉、田菁粉、石蜡中的ー种或几种的混合物。所述的活性组分盐溶液为锰、铁的可溶性盐溶液中的ー种或几种的混合物,如ニ价铁和~■价猛的硫酸盐等。所述沉淀剂为碳酸铵、碳酸钠、碳酸钾中的ー种或几种的混合物。本专利技术利用海洋天然贝类制备的用于海水烟气脱硫的贝基规整催化填料具有以下优点较之前海水脱硫エ艺使用的陶瓷或者塑料规整填料,该类型填料使用贝壳基材料,来源广,价格低廉,可反复再生循环使用,无二次污染;贝基材料抗海水腐蚀,具有较长寿命;外形设计为波纹型形状,因而可大通量的通过海水,利于气液交換,提高脱硫效率;选择铁锰氧化物作为活性组分,由于其均为海水中的微量元素并且流失量微小,不会造成海洋重金属污染,并且与烟气中SO2有较强的结合能力,可快速脱除烟气中SO2并且后处理简单可反复再生利用,对烟气中SO2具有较高的脱除效率。具体实施例方式下面通过具体实施例来详细说明本专利技术。实施例I : 将总质量为45g的40-100目贝壳粉、水泥(粘结剂)、糖蜜(造孔剂)、滑石粉(润滑剤)按60:24.5:4.9:0.5的质量比加水混合均匀后,放入模具中于28Mpa下加压30min成型;在120°C的水蒸气条件下进行养护3周,制得具有一定強度的规整填料;将其浸入400ml浓度为O. 9mol/L的MnSO4溶液中,60°C搅拌条件下浸溃8小时,浸溃次数为I次,再滴加饱和硫酸铵溶液共360ml ;从沉淀溶液中取出并在40°C陈化6小时,用去离子水洗涤,于120°C干燥4小时,350°C焙烧3小时而制得负载5. 8%(wt%)Mn02的贝基规整催化填料。催化剂脱硫活性评价实验如下将上述规整填料装入填料塔内,进行海水烟气脱硫实验;入塔海水温度30°C,海水流量分别为20、40、60、80L/h,分别对应液气比为4.0,6.0,7.0,8. OL/Nm3 ;入塔模拟烟气流量为10Nm3/h,烟气SO2浓度为2100mg/m3,其中模拟烟气由空气和高浓度SO2气体混合而成。负载MnO2催化填料SO2脱除反应效果如表I。表I负载MnO2前后贝基规整催化填料SO2脱除率权利要求1.一种用于海水烟气脱硫的贝基规整催化填料的制备方法,其特征在于它包括以下步骤①将贝基材料破碎研磨至20-300目将步骤①得到的贝基材料与粘结剂、造孔剂和润滑剂按照(40-80) : (15-40) : (O. 3-10) (O. 5-2)的质量份数加水混合,在成型机上制成波纹型形状将步骤②得到的成型产品于60-150°C下水蒸气养护1-4周,得到具有一定强度的规整填料将步骤③得到的规整填料按照每克8-lOml的比例加入到金属离子浓度为O. 7mol/L-l. 5mol/L的活性组分盐溶液中浸溃本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李春虎王群李秀芹李子真王亮王文娟刘云卞俊杰冯丽娟
申请(专利权)人:中国海洋大学
类型:发明
国别省市:

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