[发明专利]一种脱硫剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声协同制备负载型脱硫剂的方法，属于材料化学、气体分离或净化等领域。

背景技术

大气中SO₂的排放主要来自化石燃料的燃烧。煤燃烧释放出的SO₂占总排放量的三分之二，因而在燃煤过程中，SO₂控制是能源工业中非常重要的问题。

烟气脱硫(FGD)作为燃烧后脱硫的最主要方式是目前世界上应用得最广和最有效的控制SO₂排放的技术。使用可再生吸附剂不但可将硫回收成硫酸或硫磺等易出售产品，而且具有高脱硫效率和同时脱除氮氧化物的性能。

       目前，燃煤锅炉安装烟气脱硫装置是降低SO₂排放最有效的途径之一，脱硫装置可分为干法、半干法、湿法。

干法烟气脱硫是指应用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂来脱除烟气中的SO₂。它的优点是工艺过程简单，无污水、污酸处理问题，能耗低，特别是净化后烟气温度较高，有利于烟囱排气扩散，不会产生“白烟”现象，净化后的烟气不需要二次加热，腐蚀性小；其缺点是脱硫效率较低，设备庞大、投资大、占地面积大，操作技术要求高，现行工艺中较为广泛采用的能同时脱硫脱氮的可再生吸附剂体系主要有活性焦碳、Na₂CO₃/Al₂O₃和CuO/Al₂O₃等三种。以Na₂CO₃为吸附剂，可同时高效脱除烟气中的SO₂污染物，国外已经实现了工业化应用。同国内普遍采用的湿法脱硫技术相比，该过程具有无需处理淤泥和废水、对多种燃料具有良好兼容性等优点。

超声波是一种在媒介中传播的弹性机械波，频率一般为20 kHz ~ 2 MHz。超声对有机化学的促进作用越来越受到人们的关注，它为化学工作者提供了一条能够把能量引人到分子中的不同寻常的途径和方法，它能改进化学反应条件，缩短反应时间，改变化合物晶体的表面形貌，并能够提高反应产率和选择性。

CN201110304936.X介绍了将丙氨酸溶液负载在γ-Al₂O₃上，浸渍后，静置干燥，得到高效吸附脱硫剂。CN200510047541.0介绍了一种负载活性炭的制备方法，以活性炭为载体，添加组分用浸渍法负载到活性炭载体上，添加的组分分布在活性炭绝大部分孔道表面上。“MgAlFe复合氧化物氧化吸附SO₂的性质”研究发现该吸附剂可循环利用10次，是一种循环利用脱除SO₂的催化材料。

发明内容

本发明的目的是针对目前固体脱硫剂比表面积小，吸附效果差，循环利用次数少，造成原料浪费，增加脱硫剂成本等问题，旨在制备具有高吸附能力、脱硫性能优异、且可以循环多次使用的脱硫催化剂。

本发明的主要技术方案：高效脱硫剂的新型制备方法，其特征是包括以下步骤：

（1）将正硅酸乙酯溶于醇类的混合溶液中，搅拌并加热，加热温度在50 ℃~100 ℃；

（2）加入Na₂CO₃于上述溶液中，继续机械搅拌；

（3）开启超声辐照装置，再加入蒸馏水。

（4）温度为50 ℃~100 ℃下反应1~10 h，生成透明的胶状物，此时，关闭超声，胶状物在室温下老化后，即得目标脱硫剂。

一般地，本发明方法步骤（1）中正硅酸乙酯与醇类的混合溶液质量比在0.1~1：1，加热温度60 ℃~80 ℃。

所述的醇类的混合溶液为乙醇、丙醇、乙二醇中的任意两种或三种。

所述步骤（2）中机械搅拌为桨式或磁力搅拌。

所述步骤（3）中所用的超声辐照装置包括超声发生器和超声换能器；所述的超声发生器为探头式或者槽式，超声换能器为压电陶瓷超声波换能器或磁致伸缩超声波换能器。

所述步骤（3）所用的超声频率为频率10～100 kHz的任一低频超声；超声声强为0.01 W·cm^-2~10 W·m^-2，优选超声频率为10 kHz～40 kHz，超声辐照时间为3~10 h；超声连续处理过程，采用超声声强0.01 W·m^-2~10.0 W·m^-2。

所述步骤（4）中优选反应温度60 ℃~80 ℃。