一种净化工业废气的新物质的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种能够有效清除工业废气中污染物的 新物质，尤其具备优异的吸收二氧化碳的能力。这种新物质以城市生活固体垃圾为原材料 制备得到。
【背景技术】
[0002] 煤热电厂的废气污染是最主要的环境污染源，主要包含氧化硫、氮氧化合物、粉 尘、汞、绸环芳烃等。由于当前的能够彻底进行废气处理的技术的使用成本很高，而电价无 法大幅上涨，绝大多数煤热电厂的废气处理技术都存在大量的污染物排废。根据文件报道， 中国2012年的二氧化硫排放总量是2117. 6万吨（美国1500万吨）、氮氧化合物排放总量 是2337. 8万吨（美国1877. 5万吨）、汞的排放量是825. 2吨（美国118. 4吨）、绸环芳烃 (PAHs，使用美国环保总署排放系数计算：0? 0684公斤/吨煤）的排放量是23. 9万吨（美国 6. 8万吨）、粉尘排放量448万吨等。这些污染物不仅严重污染环境，而且严重威胁人类的生 命与健康。例如仅粉尘污染物导致的死亡，2010年是320万人[参阅Environ.Res.Lett.， 9, 2014年，104009 (10pp)]。尽快减少这些污染物的排放，对人类的益处非常大。美国的研 宄结果显示，仅空气粉尘的水平下降1微克/立方米，就可以减少3万4千人的过早死亡。
[0003] 市场成熟的空气污染控制设备，无法高效清除这些污染物。最近这些年新开发成 功的技术，由于使用成本太高，而很少单位愿意使用。例如，活性炭注入技术，清除一镑的汞 成本，超过16万美元（EnvironSciTechnol，2001年，35,4367)，每年清除几百吨采的成本 可以说是天文数字；使用贵金属吸附剂（NobelMetalSorbents)，包括金、钮等，也是使用 成本高昂。氧化反应法，被近年来作为重点在开发，因为，一旦汞被氧化为二价的汞，它的水 溶性很高，并且和氢氧化钙形成非常稳定的沉淀。这些氧化法有很多，例如Ce02/HZSM-5催 化氧化法、氯酸钠（NaC102)氧化法、卤素自由基氧化法、尿素/高锰酸钾氧化法、S2C12,SC12 和S2Br2氧化法、光催化氧化法、双氧水氧化法、过氧酸氧化法或者这些方法的组合等。这 些方法或受限于催化剂的活性、或受限于试剂的高价格、或受限于燃烧炉内的高含水量等， 它们的使用成本仍然过于高昂，迄今为止未见实际生产线的应用。试图通过改变煤炭的燃 烧状态或燃烧环境、或者通过添加特殊试剂都未能有效减少采的排放（参阅文献：Energy Fuels，2014, 28, 123-135)。
[0004] 对于氧化硫、氧化氮这两大类环境污染物，一般都是通过最高稳定氧化态的衍生 物来脱除。例如氧化硫中的三氧化硫，常规使用石灰吸收转化为粗石膏；氧化氮中的二氧化 氮，亦可同时被石灰吸收。但是二氧化硫、一氧化氮等低价的氧化物，它们被吸收的系数极 小。采用催化降解的方法，对于煤热电厂废气这种复杂的体系，催化剂的活性下降很快，所 以这类方法当前还仅限于研宄领域。当前的主要研宄方向是利用氧化方法，同时与汞一起 被氧化，进而可以被清除。但是由于所有已知的氧化方法，应用成本太高而无法使用，氧化 硫和氧化氣的排放一直很尚。
[0005]绸环芳径（PAHs:PolycyclicAromaticHydrocarbons)是严重的致癌物，如 肺癌、皮肤癌、膀胱癌等等，迄今为止，没有可靠的方法将它们从废气内清除。采用芬顿 (Fenton)氧化法，成本太高且存在安全隐患；采用电子光束催化技术，虽然可以同时清除 大多数的氧化硫和氧化氮，但是PAHs的清除率只有20%左右（RadiationPhysicsand Chemistry,Volume77,Issue4,April2008,Pages490-496)，应用成本实在太高。
[0006] 二氧化碳的排放，专家公认已经导致全球暖化，为节制二氧化碳的排放，回收煤热 电厂产生的二氧化碳成为主攻目标。当前常见的氨水捕集法和低温甲醇捕集法都包含高温 气体的冷却步骤，能量损耗太大。氧化钙吸收法的缺陷是氧化钙的结构是实心状态，只有氧 化钙表面能够反应，单位重量的氧化钙吸收量太少。
[0007]当前，亟需发明出制造成本低、使用成本低并能够有效清除工业废气的新物质。如 果这种物质能够同时清除工业废气中的所有污染物，包括汞、二氧化硫、氧化氮、绸环芳烃、 一氧化碳、二氧化碳、和粉尘就会更加理想。
【发明内容】
[0008] 本发明提供一种净化工业废气的新物质，以解决现有空气污染控制设备技术，使 用成本太高的技术问题。
[0009] 为了解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是：
[0010] 一种净化工业废气的新物质，所述新物质在常温下是一种棕灰色固体；水中的溶 解度低于1%，甲醇中的溶解度大于10%;所述新物质的功效成分由脂肪酸的钙盐和小分子 芳烃组成，无效成分为灰分和塑料；所述脂肪酸的钙盐含量为0. 5% -6%，所述小分子芳烃 的含量为94% -99.5%;所述脂肪酸包括蜡酸、二十四烷酸、山嵛酸、花生酸、硬脂酸、棕榈 酸、肉豆蔻酸、月桂酸、癸酸、芥酸、亚油酸、异油酸、反油酸、油酸、棕榈油酸和肉豆蔻酸，所 述小分子芳烃的每个分子内含有2-5个苯环，所述小分子芳烃的分子内至少有一个碳原子 直接和氧原子连接。
[0011] 一种制造净化工业废气的新物质的方法，所述方法包括以下步骤：
[0012] (1)城市生活固体垃圾作为原材料；
[0013] (2)通过催化剂和辅剂对生活固体垃圾进行以水为溶剂的水解反应，固体垃圾水 解反应的温度介于150-280°C之间，反应压力大于对应温度水的饱和蒸气压；
[0014] (3)城市生活固体垃圾水解反应结束后，将目标产物分离。
[0015] 优选为，所述步骤（1)中的生活固体垃圾为纸、纸板、食物、面包、米饭、花园废物、 草、树枝、塑料、金属、橡胶、皮物、纺织品、木头、玻璃、石头等混合物。
[0016] 优选为，所述步骤（2)中水解反应的反应压力大于3个大气压。
[0017]优选为，所述步骤（2)中水解反应的条件：选用千分之一的催化剂重量比例用量、 温度为250摄氏度、压力为50个大气压，城市生活固体垃圾的干重与水之间的重量比为1: 7,反应时间为50-60分钟。
[0018] 优选为，所述步骤（3)中目标产物的分离方法选择压滤方式。
[0019] 优选为，所述步骤（3)中固体垃圾水解反应后的分离温度控制在50°C以上。
[0020] 优选为，所述催化剂为9, 10-二羟基-2, 6-二磺酸钠蒽。
[0021] 优选为，所述辅剂为生石灰或熟石灰。
[0022] 本发明揭示的净化工业废气的新物质，甲基化反应后，反应产物是一种亮棕色到 亮黑色的粘稠状液体，能够溶解在甲醇中，产物分子中的芳香氢是烷基氢的10-25 %之间。
[0023] 在采用上述技术方案后，本发明公开了一种能够同时有效去除工业废气中各种污 染物的新物质，工业废气中的污染物诸如金属汞、绸环芳烃、二氧化硫、氮氧化合物、一氧化 碳等，还能同时吸收二氧化碳。这种新物质去除绸环芳烃是通过化学键和新物质结合在一 起，而不是结合不紧密的物理吸附。
[0024] 本发明公开的一种能够同时有效去除工业废气中的各种污染物的新物质，它吸收 废气中污染物的能力受垃圾原料的组成影响。它吸收二氧化碳的量，不影