[发明专利]一种脱硫剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由粉煤灰负载的钙基脱硫剂及其制备方法，涉及烟气净化技术领域。

背景技术

目前，我国已成为世界SO₂排放的主要国家之一。据《中国环境状况公报》报道，2002年，我国城市空气质量仍处在较严重的污染水平，SO₂浓度年均值在3～248μg/m³范围之间，全国年均值为66μg/m³；北方城市为72μg/m³；南方城市为60μg/m³。SO₂排放所造成的酸雨在我国几呈燎原之势，危害面积已占全国国土面积的29％左右，并呈逐年加重的趋势。酸雨每年造成的直接经济损失仅南方8省就高达140亿元。而我国的电力供应主要是依靠使用化石燃料的火电厂，而且又是以燃煤电厂为主的。为了控制环境污染，保证国民经济可持续发展，火电厂必须进行相应的脱硫建设，以贯彻国家控制SO₂和酸雨的环保政策。在脱硫工程中，脱硫剂的费用占了烟气脱硫设备运行总费用的很大一部分，开发低成本、高效率、来源广的脱硫剂已成为烟气脱硫研究的热点之一，其使用必将具有很强的经济竞争力。

目前，烟气脱硫按脱硫过程是否有水参加和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫分为湿式、干式工艺和半干式三类。其中，半干式脱硫工艺利用热烟气在Ca(OH)₂吸收烟气中SO₂的反应生成CaSO₃·1/2H₂O过程的同时进行干燥过程，使最终产物为干粉状产物，融合了湿式、干式脱硫工艺的优点，运行成本和基建投资均相对较低，具有广阔的应用前景。但存在但其脱硫效率不高、钙基脱硫剂利用率低的缺点。为了充分发挥半干式脱硫工艺的优点，高效脱硫剂的开发对于提高半干法烟气脱硫工艺的脱硫效率与单位脱硫剂的脱硫容量非常关键。对于钙基脱硫剂，由于SO₂与Ca(OH)₂的脱硫反应是在Ca(OH)₂固体表面上，而Ca(OH)₂颗粒的最外表面转化为CaSO₄阻塞内微孔，使其内表面的Ca(OH)₂反应不完全，脱硫效率低。因此，本项目根据粉煤灰组成特点，通过改进其三维结构特征，改善载体的微孔结构，提高粉煤灰对钙基脱硫剂的负载量和负载强度。通过固相水热反应，使粉煤灰载体与氢氧化钙复合制备出比表面积大、孔径分布合理，较高的持水性、对SO₂反应吸收性能力强的烟气脱硫剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种由粉煤灰负载的高效钙基脱硫剂及其制备方法。其制备工艺流程简单，成本低，制得的脱硫剂脱硫效率高。

本发明的目的是通过以下方式实现的。

一种脱硫剂是在粉煤灰颗粒表面的呈纤维状桥联的水合硅铝酸盐层上负载有Ca(OH)₂。

所述的粉煤灰颗粒大小为100目-200目。Ca(OH)₂负载率为40-50wt％。

脱硫剂的制备方法：

A、对粉煤灰进行球磨2-3h，选颗粒粒径在100目-200目之间的粉煤灰；

B、将上述筛选的粉煤灰加入3-15wt％Ca(OH)₂石灰水，在110-150℃下进行水热处理3-10小时，得到粉煤灰载体；

C、将粉煤灰载体在25-50wt％的石灰水搅拌6-8小时，熟化8-16小时后，350-450℃干燥脱水，即得脱硫剂。

粉煤灰主要由SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和CaO等组成，其总量占粉煤灰的85％左右，含有大量非晶态的SiO₂和Al₂O₃，而粉煤灰的细度和三维结构对钙基脱硫剂的脱硫效果影响很大。因此本专利首先采用研磨、筛分等物理手段初步控制粉煤灰一定的粒度分布，然后通过化学处理和修饰，来改善粉煤灰的微孔结构，提高其对钙基脱硫剂的负载量和负载强度。

水热条件下，将粉煤灰与碱金属氢氧化物(如NaOH)和碱土金属的氢氧化物(如Ca(OH)₂)发生凝聚反应，使粉煤灰中的二氧化硅和氧化铝形成硅铝酸钙的核心，充分成长后，沉积在粉煤灰的表面，生成不完全结晶的水合硅铝酸盐，控制固相水热反应过程，使水合硅铝酸盐呈纤维状并使它具有很大的比表面积和高持水性。