[发明专利]用于燃煤氟污染治理的固氟剂及其制备方法和应用方法

说明书

技术领域

本发明属于环境污染防治技术领域，具体涉及一种用于燃煤氟污染治理的固氟剂，其制备方法，以及应用该固氟剂在煤燃烧过程中固化氟的方法。

背景技术

氟是煤中含量较高的微量元素，大多在20～500mg/kg，平均值约150mg/kg。煤燃烧过程中，随着燃烧温度的升高，氟的析出率逐渐增加，280℃时开始析出，300℃时析出率为0.8％，900℃时析出率为75.8％，1200℃时析出率为97.3％。氟化物在高温下生成HF、SiF₄、CF₄等气体污染物。这些污染物一部分被除尘器俘获后赋存在飞灰中，极小部分残留在灰渣中，剩余的大部分被排入大气中，不仅严重腐蚀锅炉和烟气净化设备，而且造成大气氟污染和生态环境的破坏。

燃煤污染型氟中毒在我国已成为地方病，长期摄入过量的氟元素会导致慢性氟中毒，主要表现为氟斑牙和氟骨症。研究表明，引起世界关注的温室效应与全球气候变暖问题、南极上空臭氧空洞问题、酸雨问题等，都与人为排放氟化物有关。针对日益突出的燃煤氟排放问题，电站及工业锅炉、窑炉燃煤氟污染的治理已开始起步。

目前，高温烟气中洗脱氟污染物技术和煤燃烧过程中固化氟元素技术是解决燃煤氟污染问题的两个主要研究方向。高温烟气中洗脱氟污染物技术是指在除尘器前的烟道中利用碱液淋洗或喷射碱性固氟剂等方法脱除氟污染物；煤燃烧过程中固化氟元素技术则是指预先在煤中掺入固氟剂或向燃烧室中喷射固氟剂，从而在煤燃烧过程中将氟固化在煤渣中。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种用于燃煤氟污染治理的固氟剂，在煤燃烧过程中能够高效固化氟元素；目的之二在于提供该固氟剂的制备方法，原料价格低廉，制备简便，成本低；目的之三在于提供一种应用该固氟剂在煤燃烧过程中固化氟的方法，操作简便。

经研究，本发明提供如下技术方案：

1.用于燃煤氟污染治理的固氟剂的制备方法，包括以下步骤：按Ca²⁺、Al³⁺、Na⁺、K⁺离子的摩尔比为30:1.5:3:2-4.5分别称取一定量的醋酸钙镁盐CaMg₂(CH₃COO₆)、硫酸铝Al₂(SO₄)₃、碳酸钠Na₂CO₃和碳酸钾K₂CO₃，均匀混合，研磨过180-300目筛，再加入相当于混合物重量6-12倍量的水，70-90℃加热搅拌2-6小时，最后100-120℃干燥，研磨过180-300目筛，即得固氟剂。

优选的，所述制备方法包括以下步骤：按Ca²⁺、Al³⁺、Na⁺、K⁺离子的摩尔比为30:1.5:3:2分别称取一定量的醋酸钙镁盐、硫酸铝、碳酸钠和碳酸钾，均匀混合，研磨过300目筛，再加入相当于混合物重量6-12倍量的水，70-90℃加热搅拌2-6小时，最后100-120℃干燥，研磨过300目筛，即得固氟剂。

更优选的，所述制备方法包括以下步骤：按Ca²⁺、Al³⁺、Na⁺、K⁺离子的摩尔比为30:1.5:3:2分别称取一定量的醋酸钙镁盐、硫酸铝、碳酸钠和碳酸钾，均匀混合，研磨过300目筛，再加入相当于混合物重量10倍量的水，80℃加热搅拌2小时，最后120℃干燥，研磨过300目筛，即得固氟剂。

2.采用所述制备方法制得的固氟剂。

3.应用所述固氟剂在煤燃烧过程中固化氟的方法，包括以下步骤：将原煤干燥，研磨过180-300目筛，所得煤粉与固氟剂按质量比为100:1-10均匀混合后，在900-1200℃进行高温燃烧。

优选的，所述应用固氟剂在煤燃烧过程中固化氟的的方法，包括以下步骤：将原煤干燥，研磨过300目筛，所得煤粉与固氟剂按质量比为100:1均匀混合后，在1100℃进行高温燃烧。