一种复合脱硫脱汞剂及其制备方法与流程

文档序号:11100459阅读:511来源:国知局

本发明涉及脱硫脱汞技术领域,尤其是一种复合脱硫脱汞剂及其制备方法。



背景技术:

煤碳为我国主要的能源资源;煤碳燃烧伴随着废气的排放,而煤碳中,含有大量的硫化物和汞,汞具有剧毒,容易挥发,在煤碳燃烧过程中,伴随着烟气挥发进入环境中,造成大气环境的污染;不仅如此,汞还会对生物体的造成严重影响,尤其是破坏生物细胞的代谢功能;硫化物在煤碳燃烧过程中,将以二氧化硫气体的形态进入环境中,造成在空气中含有大量的二氧化硫,随着雨水的降落,二氧化硫、氧气和水形成酸雨,降落到地表,造成地表农作物、植被、工业厂矿等损坏,给生产生活带来了极大程度的影响,因此,对于煤碳燃烧排放烟气的脱硫脱汞处理成为了必要。

目前,对于烟气脱硫脱汞的处理技术较多,但大多数采用的是单独的脱硫或者脱汞处理剂进行分步脱硫脱汞,不仅造成了脱硫脱汞周期较长,而且脱硫脱汞成本较高;基于此,现有技术中又出现了将脱硫脱汞同时进行的处理方法,并且对脱硫脱汞原料的选取,使得其脱硫脱汞的成本降低,如专利申请号为201610149557,采用低品位软锰矿作为原料,使得其与烟气接触反应的过程中,实现对烟气中二氧化硫和汞的脱除,降低烟气排放过程二氧化硫、汞等的含量,降低了成本;但是,该处理方法仅仅只能将二氧化硫脱除率提高到70%左右,将汞的脱除率提高到64%左右,使得在烟气中依然含有大量的硫化物成分和汞成分,在排放入环境中后,严重超出环境的自我净化能力,依然会造成环境的极大程度的污染。



技术实现要素:

为了解决现有技术中存在的上述技术问题,本发明提供一种复合脱硫脱汞剂及其制备方法。

具体是通过以下技术方案得以实现的:

一种复合脱硫脱汞剂,原料成分以重量份计为软锰矿20-30份、铬酸钾1-3份、锰酸钙0.2-1.8份、氧化钴0.1-0.7份、乙二胺1-5份。

所述的原料成分以重量份计为软锰矿25份、铬酸钾2份、锰酸钙1.3份、氧化钴0.5份、乙二胺3份。

所述的软锰矿经过微波辐射处理后,研磨成20-80目的粉末。

所述的微波辐射功率为80-170W,微波辐射时间为3-50min。

所述的软锰矿是经过粉碎成8-15目的颗粒后,加热到300-600℃,加水,使得发生水热化反应,粉化,得到软锰矿粉末。

上述的复合脱硫脱汞剂制备方法,包括以下步骤:

(1)将铬酸钾、锰酸钙、氧化钴混合均匀,加水,使得含水率为15-27%,在真空条件下,采用温度为100-120℃处理20-40min;

(2)将软锰矿制备成粉末,并将步骤(1)的物料加入到软锰矿粉中,并加水揉捏成泥,将泥制备成直径为0.04-1.7mm的颗粒,置于氮气存在条件下,在150-240℃处理0.8-1.3h,加入乙二胺,即可。

所述的步骤(1)、(2),水中含有质量浓度为3-7%的氢氧化钾或氢氧化锂。

上述复合脱硫脱汞剂,用于处理温度为60-180℃的含硫、含汞烟气。

在固定床反应器中,将脱硫脱汞剂填充在烟气过滤床层中,将烟气以流速为8-11L/min通入固定床反应器中,在该流速下,脱硫脱汞剂填充的高度使得与烟气接触反应的时间为20-30min。

与现有技术相比,本发明创造的技术效果体现在:

通过铬酸钾、锰酸钙、氧化钴、乙二胺、软锰矿进行配制成脱硫脱汞剂,使得该脱硫脱汞剂能够将含硫、汞成分的烟气中硫、汞成分脱除,并且其脱除率达到了93%以上,能够有效的降低烟气中的硫、汞成分含量,而且原料易得,制备成本较低,降低了烟气脱硫脱汞成本。

尤其在制备过程中的铬酸钾、锰酸钙、氧化钴混合后的真空条件下升温处理,使得在高温条件下,三种成分相互作用,使得有效成分得到活化;并将活化后的混合物料加入到软锰矿粉中,促进软锰矿中有效成分的活性提高,并且结合对加入揉捏成泥,并制备成球状颗粒后,加入乙二胺混合,使得其球型颗粒表面得到了改性,提高了球型颗粒的吸附能力,提高了对烟气中的硫。汞成分的脱除率。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定,但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

在某些实施例中,复合脱硫脱汞剂,原料成分以重量份计为软锰矿20-30份、铬酸钾1-3份、锰酸钙0.2-1.8份、氧化钴0.1-0.7份、乙二胺1-5份。

在某些实施例中,所述的原料成分以重量份计为软锰矿25份、铬酸钾2份、锰酸钙1.3份、氧化钴0.5份、乙二胺3份。

在某些实施例中,所述的软锰矿经过微波辐射处理后,研磨成20-80目的粉末。提高了软锰矿的活性,改善脱硫脱汞效率。

在某些实施例中,所述的微波辐射功率为80-170W,微波辐射时间为3-50min。

在某些实施例中,所述的软锰矿是经过粉碎成8-15目的颗粒后,加热到300-600℃,加水,使得发生水热化反应,粉化,得到软锰矿粉末。活化软锰矿中未活化成分,提高脱硫脱汞剂加入后的反应率,提高脱除率,降低成本。

在某些实施例中,复合脱硫脱汞剂制备方法,包括以下步骤:

(1)将铬酸钾、锰酸钙、氧化钴混合均匀,加水,使得含水率为15-27%,在真空条件下,采用温度为100-120℃处理20-40min;

(2)将软锰矿制备成粉末,并将步骤(1)的物料加入到软锰矿粉中,并加水揉捏成泥,将泥制备成直径为0.04-1.7mm的颗粒,置于氮气存在条件下,在150-240℃处理0.8-1.3h,加入乙二胺,即可。

在某些实施例中,所述的步骤(1)、(2),水中含有质量浓度为3-7%的氢氧化钾或氢氧化锂。使得碱金属活化锰基脱硫脱汞剂中锰成分,提高脱硫脱汞率。

在采用上述复合脱硫脱汞剂处理烟气的过程中,烟气优选为60-180℃的含硫、含汞烟气。

具体在进行烟气脱硫脱汞处理过程中,是在固定床反应器或流化床反应器中,将脱硫脱汞剂填充在烟气过滤床层中,将烟气以流速为8-11L/min通入固定床反应器或者流化床反应器中,在该流速下,脱硫脱汞剂填充的高度使得与烟气接触反应的时间为20-30min。

实施例1

复合脱硫脱汞剂,原料成分以重量计为软锰矿20kg、铬酸钾1kg、锰酸钙0.2kg、氧化钴0.1kg、乙二胺1kg。

制备方法,包括以下步骤:

(1)将铬酸钾、锰酸钙、氧化钴混合均匀,加水,使得含水率为15%,在真空条件下,采用温度为100℃处理20min;

(2)将软锰矿制备成粉末,并将步骤(1)的物料加入到软锰矿粉中,并加水揉捏成泥,将泥制备成直径为0.04mm的颗粒,置于氮气存在条件下,在150℃处理0.8h,加入乙二胺,即可。

将上述脱硫脱汞剂按照以下应用方式处理烟气:在固定床反应器中,将脱硫脱汞剂填充在烟气过滤床层中,将烟气以流速为8L/min通入固定床反应器中,在该流速下,脱硫脱汞剂填充的高度使得与烟气接触反应的时间为30min。

检测对烟气中的硫脱除率为97.5%,汞脱除率为94.3%。

实施例2

复合脱硫脱汞剂,原料成分以重量计为软锰矿30kg、铬酸钾3kg、锰酸钙1.8kg、氧化钴0.7kg、乙二胺5kg。

制备方法,包括以下步骤:

(1)将铬酸钾、锰酸钙、氧化钴混合均匀,加水,使得含水率为27%,在真空条件下,采用温度为120℃处理40min;

(2)将软锰矿经过微波辐射处理后,研磨成80目的粉末,微波辐射功率为170W,微波辐射时间为50min,并将步骤(1)的物料加入到软锰矿粉中,并加水揉捏成泥,将泥制备成直径为1.7mm的颗粒,置于氮气存在条件下,在240℃处理1.3h,加入乙二胺,即可。

将上述脱硫脱汞剂按照以下应用方式处理烟气:在流化床反应器中,将脱硫脱汞剂填充在烟气过滤床层中,将烟气以流速为11L/min通入流化床反应器中,在该流速下,脱硫脱汞剂填充的高度使得与烟气接触反应的时间为20min。

检测对烟气中的硫脱除率为98.4%,汞脱除率为95.1%。

实施例3

复合脱硫脱汞剂,原料成分以重量计为软锰矿25kg、铬酸钾2kg、锰酸钙1.3kg、氧化钴0.5kg、乙二胺3kg。

制备方法,包括以下步骤:

(1)将铬酸钾、锰酸钙、氧化钴混合均匀,加水,使得含水率为19%,在真空条件下,采用温度为110℃处理30min;

(2)将软锰矿经过粉碎成13目的颗粒后,加热到400℃,加水,使得发生水热化反应,粉化,得到软锰矿粉末,并将步骤(1)的物料加入到软锰矿粉中,并加水揉捏成泥,将泥制备成直径为0.8mm的颗粒,置于氮气存在条件下,在170℃处理1.1h,加入乙二胺,即可。

将上述脱硫脱汞剂按照以下应用方式处理烟气:在固定床反应器中,将脱硫脱汞剂填充在烟气过滤床层中,将烟气以流速为10L/min通入固定床反应器中,在该流速下,脱硫脱汞剂填充的高度使得与烟气接触反应的时间为25min。

检测对烟气中的硫脱除率为96.3%,汞脱除率为97.1%。

实施例4

复合脱硫脱汞剂,原料成分以重量计为软锰矿20kg、铬酸钾3kg、锰酸钙0.6kg、氧化钴0.3kg、乙二胺4kg。

制备方法,包括以下步骤:

(1)将铬酸钾、锰酸钙、氧化钴混合均匀,加水,水中含有质量浓度为3%的氢氧化钾,使得含水率为27%,在真空条件下,采用温度为100℃处理30min;

(2)将软锰矿经过微波辐射处理后,研磨成60目的粉末,微波辐射功率为130W,微波辐射时间为20min,并将步骤(1)的物料加入到软锰矿粉中,并加水揉捏成泥,水中含有质量浓度为5%的氢氧化钾,将泥制备成直径为1.1mm的颗粒,置于氮气存在条件下,在150℃处理1.3h,加入乙二胺,即可。

将上述脱硫脱汞剂按照以下应用方式处理烟气:在流化床反应器中,将脱硫脱汞剂填充在烟气过滤床层中,将烟气以流速为8L/min通入流化床反应器中,在该流速下,脱硫脱汞剂填充的高度使得与烟气接触反应的时间为30min。

检测对烟气中的硫脱除率为96.9%,汞脱除率为95.7%。

实施例5

复合脱硫脱汞剂,原料成分以重量计为软锰矿20kg、铬酸钾2kg、锰酸钙0.9kg、氧化钴0.6kg、乙二胺2kg。

制备方法,包括以下步骤:

(1)将铬酸钾、锰酸钙、氧化钴混合均匀,加水,水中含有质量浓度为7%的氢氧化锂,使得含水率为24%,在真空条件下,采用温度为120℃处理20min;

(2)将软锰矿经过粉碎成15目的颗粒后,加热到500℃,加水,使得发生水热化反应,粉化,得到软锰矿粉末,并将步骤(1)的物料加入到软锰矿粉中,并加水揉捏成泥,将泥制备成直径为0.5mm的颗粒,置于氮气存在条件下,在240℃处理1.3h,加入乙二胺,即可。

将上述脱硫脱汞剂按照以下应用方式处理烟气:在流化床反应器中,将脱硫脱汞剂填充在烟气过滤床层中,将烟气以流速为9L/min通入流化床反应器中,在该流速下,脱硫脱汞剂填充的高度使得与烟气接触反应的时间为27min。

检测对烟气中的硫脱除率为98.7%,汞脱除率为97.6%。

对于本发明创造的脱硫脱汞剂在对烟气脱硫脱汞处理后,将其直接采用温水浸泡处理,过滤,将滤液浓缩结晶,可以获得纯度为63.7%以上的硫酸锰产品。

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