[发明专利]一种活性焦及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种活性焦的制备方法和以此方法制备的活性焦及其在烟气脱硫中的应用。

背景技术

煤炭是我国的主要能源，也是重要的化工原料。我国不仅煤炭资源丰富，而且品种齐全，性质各异。目前我国煤炭的开采量和消费量均居世界第一位。随着我国经济的高速增长，以煤为原料生产的煤基吸附材料如活性焦、活性炭等的市场需求量越来越大。由于不同煤种制得活性炭、活性焦的性能各异，但均具有独特的孔隙结构和优良的吸附性能，因此被广泛应用于国防、航天、医药卫生、环境保护及人们日常生活等各个领域，特别是近年来随着世界经济的飞速发展，煤基活性炭、活性焦在环境保护领域发挥着越来越重要的作用，国内外需求量越来越大，是人类改善自身生存环境不可缺少的吸附材料。

我国是二氧化硫排放大国，随着我国经济的高速发展和经济总量的不断增长，酸雨污染日益严重，已经成为制约我国经济和社会发展的重要因素，因此国家对二氧化硫污染的控制力度日渐增大，并连续出台了一系列环保法规和标准。在国家环境保护“十一五”计划中就明确提出把削减二氧化硫排放总量作为大气污染防治的主线，并开始严格实施工业污染物排放全面达标工程。

据世界卫生组织的监测报告，全球污染最严重的10个城市中我国占据8个，主要为大气中SO₂和总悬浮微粒浓度超标，并且中国是仅次于欧洲和北美的第三大酸雨区，酸雨面积占国土面积的40％，每年因酸雨和SO₂污染造成的直接经济损失高达上千亿元。另外，大气污染还严重破坏生态环境和严重危害人体健康，甚至影响人类基因并造成遗传疾病。我国政府对SO₂和酸雨污染控制十分重视，早在上世纪就规划提出并开始实施了控制并逐步减少SO₂排放浓度和排放总量的具体目标。为了达到“两控区”的控制目标，逐步削减二氧化硫排放总量，控制大气二氧化硫污染，保护大气环境质量，是我国目前乃至未来相当长时期内环境保护的重要课题。

同时，SO₂又是宝贵的硫资源，是生产硫酸的主要原料，而硫酸是我国最重要的化工基础原料之一，近年来为弥补硫资源不足，我国每年进口大量硫磺。因此如能在治理SO₂污染的同时回收部分硫资源，可在一定程度上缓解目前我国硫资源紧缺的局面。

我国煤基活性炭的大规模工业生产起步于20世纪80年代初期，当时年产量约4000t，至20世纪80年代末期，年产量超过2万t，2000年达到10万t以上，2007年我国煤基活性炭产量约25万t，发展速度十分迅猛，已成为世界最大的煤基活性炭生产国。同时，由于得天独厚的煤炭资源优势和活性炭产品价格优势，我国煤基活性炭产品在国际市场上的竞争力很强，目前国内80％左右的煤基活性炭产品出口，是世界最大的煤基活性炭出口国，并且随着我国加入WTO后产品出口贸易障碍的逐步取消，中国活性炭产品出口量预计还将大幅度增加。因此，在我国煤基活性炭生产原料资源丰富地区，生产煤基活性炭产品前景广阔，并可取得良好的经济效益。

无论从生产工艺还是从应用领域来说，活性焦都可以归结为活性炭产品的一类。作为一种专门用于烟气脱硫的煤基吸附材料，活性焦于20世纪60年代开始作为SO₂的高效吸附剂应用于干法烟气脱硫技术，随着活性焦干法脱硫技术应用领域的不断扩展和其使用量的不断增加，使得活性焦的生产工艺不断改进，产品性能不断提高，煤基活性焦已经成为是活性炭的主要产品品种之一。由于目前活性焦干法脱硫反应装置为错流移动床形式，因此要求脱硫专用活性焦不但脱硫性能要好，强度和燃点要高，有较好的抗氧化性能，而且对其经济性的要求也会越来越高。

根据国家节能减排政策，在今后相当长一段时间内，我国电力供应仍将以燃煤发电为主，但将逐步关闭小型发电设备，发展高效低耗的大型发电装置，因此燃煤发电厂排放的烟气量将越来越大；同时，根据国家污染物排放控制政策规划，尤其是对SO₂排放的严格控制措施，预计今后几年燃煤电厂的烟气脱硫反应装置会越来越大型化。因此，可资源化、节水效果明显、采用模块化设计因而适应各种烟气负荷的活性焦干法烟气脱硫技术将在国内得到大规模的推广应用，尤其是在我国缺水严重而电力资源丰富的西部地区，这样势必造成脱硫用活性焦需求量的不断增加。

随着活性焦越来越广泛的应用和市场需求的不断扩大，研究开发可用于生产活性焦的新的原料煤已越来越迫切。由于原料煤的性质在很大程度上决定了活性焦、活性炭的质量，因此，如何根据不同的原料煤制备出不同规格和用途的活性焦、活性炭已成为当前研究的重点领域。

发明内容