[发明专利]负载氧化镁的秸秆生物炭二氧化硫吸附剂、制备和使用

说明书

本发明公开了负载氧化镁的秸秆生物炭二氧化硫吸附剂、制备和使用；所述负载氧化镁的秸秆生物炭二氧化硫吸附剂由秸秆生物炭作为基体，在秸秆生物炭上负载有粉末状氧化镁。其制备方法为：包括以下步骤：S1、将秸秆洗涤、烘干；S2、将秸秆置于管式炉中炭化活化，冷却、研磨，过20目筛得到秸秆生物炭；S3、将MgCl₂·6H₂O溶于水中制得MgCl₂溶液；S4、将秸秆生物炭浸泡于MgCl₂溶液中；S5、滴加NaOH溶液，水浴、沉淀，将沉淀物冲洗、过滤后烘干，得到改性生物炭；S6、将改性生物炭放入管式炉中，在灼烧，冷却后即得。其使用方法为：在使用时先用水进行湿润，之后在25℃的温度中进行二氧化硫吸附操作。

技术领域

本发明涉及气体吸附净化领域，尤其涉及负载氧化镁的秸秆生物炭二氧化硫吸附剂、制备和使用。

背景技术

我国作为一个农业大国，农作物秸秆资源量大面广，秸秆来源丰富、种类繁多，秸秆年总产量可达10亿吨，单就稻草秸秆而言，据估计每年产量接近3亿吨。但就废弃秸秆的资源综合利用现状而言，有部分秸秆用于还田、饲料、工业原料以及农民生活燃料等，总体利用方式还是较为粗犷，与发达国家相比，在有效利用率及普及程度上还有较大差距。如何以较低成本处理秸秆废弃物及多元化利用方式是今后处理各类秸秆资源的关键。

全球性大气污染问题严重，而二氧化硫(SO₂)是大气中主要的气态污染物。SO₂是无色气体，且具有刺激性气味，浓度较低时，对人体无害，但在空气中达到一定浓度时，便会威胁到人类的健康。当空气中的SO₂浓度值在30ppm以上时，多数人身体会出现不适的症状，长期直接接触城市空气中的污染性气体SO2，会增加患肺癌乃至死亡的风险。另一方面，SO₂的大量排放是形成酸雨的主要因素。硫酸型污染仍然是我国酸雨的主要类型，酸雨会腐蚀人的皮肤，从而影响免疫系统；酸雨也会造成水体污染，破坏生态系统；酸雨也会腐蚀建筑物，从而影响使用寿命并造成潜在危机。

我国以煤炭为主的能源结构在短时间内是无法改变的，2015年我国能源消费总量折合标准煤为43万吨，其中煤炭占能源消费总量为64.0％。火力发电厂的原料供给物主要是煤炭。随着煤炭量的不断消耗，使得全国的SO₂排放总量一直呈上升态势。近年来，随着国家对大气污染治理的重视并实施了许多有效的举措，使得SO₂的排放量下降明显，但排放总量数据依旧庞大。随着国家“大气十条”措施的出台，今后对环境治理的要求会更高。大力推广清洁能源的使用，减少煤炭等消耗性能源的使用，应是今后的主要努力方向；同时，经济协同、高效性的污染控制技术也应该不断推陈出新，为完善良好的生活环境营造有利条件。

控制SO₂污染的途径可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和烟气脱硫三种，烟气脱硫(FGD)作为燃烧后脱硫的主要方法，技术成熟、应用较为普及。活性炭吸附法烟气脱硫属于干法(或半干法)烟气脱硫，一般来说，活性炭对SO₂气体吸附过程是物理吸附与化学吸附两者兼有之。物理吸附一般发生在活性炭的表面，通常吸附量很小。而化学吸附是在烟气中水蒸气、氧气共存条件下，催化烟气中的SO₂生成H₂SO₄的过程，通常吸附量较大。与传统的脱硫方法相比，具有吸附剂稳定性高、脱硫效率高、再生温度低、可循环利用、不产生二次污染等优点，符合绿色化学的要求，有着非常广阔的前景。但是该方法和干法烟气脱硫技术一样，存在活性炭微孔磨蚀、运行费用高等缺点，制约了活性炭脱硫的大规模应用。为克服上述不足，研究者不断寻找新的解决方案。

发明内容

本发明目的是针对上述问题，提供一种制备简单、吸附效果更好的负载氧化镁的秸秆生物炭二氧化硫吸附剂、制备和使用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：