[发明专利]一种复合材料二氧化硫脱硫剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于燃煤电厂、燃煤锅炉和燃煤窑炉等烟气脱硫行业的脱硫剂及其制备方法，更具体地说是一种利用碱厂白泥和钢厂赤泥制备的SO₂脱硫剂及其制备方法。

背景技术

据报道，2005年中国SO₂的排放总量高达2550万吨，居世界第一位。比2000年增加了27％，而2006年又比2005年上升了1.8％。我国大气SO₂容量指标为474吨/年，至2006年实际超出4.6倍。SO₂的大量排放造成了酸雨等日趋严重的环境问题，2005年1月27日，国家环保总局要求酸雨控制区和SO₂控制区的46家未脱硫火电厂限期整改。2005年2月17日，一部遏制全球气候变暖纳入法规的国际公约——《京都议定书》正式生效，我国政府积极响应并掀起了“环保风暴”。然而如何对SO₂进行有效治理已经成为我国污染治理的一个刻不容缓、亟待解决的问题。据统计，我国SO₂排放总量的90％来自燃煤过程，其中，燃煤发电厂的排放量占据首位。烟气脱硫(Flue Gas Desulfurization)是目前世界上控制SO₂污染、防治酸雨危害的主要脱硫方式，因此控制燃煤发电厂SO₂的排放是我国烟气脱硫事业的重中之重。

烟气脱硫的方法按吸收剂和脱硫产物含水量的多少可分为湿法和干法。湿法脱硫技术成熟，脱硫效率高，但存在废水后处理问题，操作复杂，设备庞大，能耗大，成本高，且洗涤后烟气温度低，不利于净化烟气的排放。干法脱硫工艺过程简单，投资和操作费用低，能耗小，无二次污染，净化后烟气温度高，有利于烟囱排气的扩散。尽管脱硫效率稍低，但也足以满足环保要求，所以近几年来干法烟气脱硫的研究和开发受到国内外普遍重视。干法脱硫主要有炉膛干粉喷射脱硫法、高能电子活化氧化法、荷电干粉喷射脱硫法、金属氧化物脱硫法和活性炭或粉煤灰脱硫法。由于不需高能电子发生装置，减少了荷电干粉喷射脱硫有固体废弃物处理的麻烦，又继承了活性炭吸附法的可吸附性能与自身催化性能，金属氧化物脱硫在干法脱硫中异军突起，备受人们关注。脱除方法也从单一金属氧化物发展到复合金属氧化物，从一般吸附到催化吸附或催化氧化，发展势头迅猛，前景无限。

随着我国钢产量的扩大，炼钢转炉副产品的赤泥将会日益增多，各种炼钢工业废气的排放也将随之增加，这势必给环境造成一定压力。另外，炼钢废气热值低，硫和其它杂质(如粉尘)含量高，不适于长距离输送，而通过对废气净化后进行联合循环发电是一条炼钢企业提高经济效益，降低环境污染的好路子。赤泥是转炉炼钢时产生的废渣，其成分主要含有Fe、Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、CaCO₃等。青岛碱厂每年产生制碱废渣白泥超过18万吨(干基)，其成分主要含有CaCO₃、Mg(OH)₂、CaSO₄、NaCl、CaCl₂、金属氧化物R₂O₃等。由于白泥所含Cl离子对生产墙面涂料等产品有影响，产品的市场容量有限，而无法大量消耗掉白泥，以至于无法找到有效治理白泥的好方法。铁基、钙基氧化物烟气脱硫均已被证实效果良好，因此使用含丰富钙基、镁基氧化物的“废物”白泥可制成高效价廉的烟气脱硫剂。但由于白泥中氯化钠、氯化钙吸水膨胀，并产生腐蚀设备等危害。且生成产物CaSO₄易堵塞反应孔道，使得单独使用白泥制备的脱硫剂脱硫效果不够理想。白泥海水脱硫效果良好，但使用温度低，造成白泥中有效成分Ca²⁺、Mg²⁺无法起到脱硫作用，且存在排烟困难、能耗大、二次污染、Cl^-腐蚀设备等缺点。

发明内容

针对上述单一使用白泥脱硫的缺点，本发明的目的是提供一种高效、价廉、制备简便的复合材料SO₂脱硫剂及其制备方法。

一种利用碱厂白泥和钢厂赤泥制备的复合材料SO₂脱硫剂，其特征是包含如下成分(均是质量百分比)：碱厂白泥50～80％，钢厂赤泥10-40％，粘结剂5.0～8.0％，造孔剂3.0％～8.0％，润滑剂0.1～1.0％。

其中所述的钢厂赤泥中总铁的氧化物含量大于50％，碱厂白泥中CaCO₃含量大于50％；