本发明涉及脱硫脱汞剂技术领域,尤其是一种以La2O2CO3为原料制备烟气脱硫脱汞剂及其制备方法。
背景技术:
煤碳在我国的能源生产和消费结构占据着主导地位,其产量占全国一次能源产量的70%左右,可以有效的预见在几十年内,我国以煤碳为主的能源结构不会改变,其仍然是我国能源的重要组成部分;但由于煤碳中含有大量的硫氧化物和汞,在燃烧过程中,排放在环境中,造成环境的污染,而且在燃煤燃烧过程中,硫氧化物和汞带来的污染占其他各类污染的87%,极大程度的影响了生态环境的质量,为此,对于燃煤过程中的脱硫脱汞成为了必要。
当前,在各大燃煤电厂都安装了石灰石-石膏湿法脱硫装置,通过该装置来实现对燃煤烟气中的硫氧化物进行脱除,但是其仅仅能够少量脱除烟气中的硫氧化物,并在液体喷淋过程中,实现对少量汞的吸收脱除,使得烟气排放在环境中的硫氧化物和汞的含量依然较高,依然容易对环境造成污染。
现有技术中,为了能够将燃煤电厂产生的烟气中的硫氧化物、汞成分尽量的脱除,并且在脱除的同时,降低脱硫脱汞剂的成本,有研究人员采用软锰矿置于反应器中,使得烟气与软锰矿相互接触作用,使得烟气中的硫氧化物、汞被脱除,降低烟气脱硫脱汞成本,如专利申请号为201610149557.0。但是该法只能将烟气中的脱硫脱汞率分别维持在脱硫率70%左右,脱汞率提高到64%左右,可见,在烟气中还依然含有大量的硫氧化物和汞成分,随着烟气的排放进入到了环境中,造成生态环境的破坏,污染环境。
技术实现要素:
为了解决现有技术中存在的上述技术问题,本发明提供一种以La2O2CO3为原料制备烟气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:
一种以La2O2CO3为原料制备烟气脱硫脱汞剂,原料成分以重量份计为MnAlO41-3份,MnFe2O40.3-0.7份,La2O2CO35-11份、软锰矿20-40份。
所述的原料成分以重量份计为MnAlO42份,MnFe2O40.5份,La2O2CO38份、软锰矿30份。
所述的软锰矿是经过微波辐射处理0.5-3h,微波辐射功率为40-80W。
所述的软锰矿为处理至温度为300-600℃后,加水使得其发生水热化反应,粉化后,得到的软锰矿粉。
上述的以La2O2CO3为原料制备烟气脱硫脱汞剂制备方法,包括以下步骤:
(1)将软锰矿制备成粉末,得到矿粉;
(2)将MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3混合后,将其置于温度为80-100℃预热处理20-30min,并加水研磨成浆,得到混合浆;
(3)将矿粉加入到混合浆中,搅拌均匀,置于温度为200-400℃下处理10-15min,加水研磨,过20-40目筛,并调整液固比为5-8:1,得到烟气脱硫脱汞剂。
所述的软锰矿制备成粉末是将软锰矿升温至300-600℃,加水,使得软锰矿表面发生水热化反应,粉化后,获得软锰矿粉。
所述的加水研磨,该水中含有质量浓度为3-7%的高锰酸钾。
所述的软锰矿制备成粉末,在制备粉末过程中,向其中加入有占软锰矿粉质量3-9%的氧化铜粉末。
与现有技术相比,本发明创造的技术效果体现在:
通过MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3、软锰矿配制,使得该脱硫脱汞剂能够将燃煤烟气中的硫氧化物、单质汞的脱除率提高至96%以上,并且以软锰矿、La2O2CO3为主要原料,在La过渡元素的作用,增强了软锰矿中二氧化锰的活性,提高对二氧化硫、单质汞的氧化,提高了脱除率。
基于此,本发明创造的研究者为了能够更好的说明本发明创造的技术效果,将实施例1-6得到脱硫脱汞剂按照以下使用方法,将其用于烟气脱硫脱汞的试验研究,在试验过程中,采用的烟气主要为模拟烟气,即就是采用氮气,将氮气温度控制在80-130℃之间,向其中加入二氧化硫和单质汞,获得试验用未净化烟气。
在喷淋吸收塔中,将实施例1-6中的脱硫脱汞剂分别从喷淋吸收塔顶部喷淋下来,将未净化烟气从喷淋吸收塔底部通入,使得脱硫脱汞剂通过喷淋在吸收塔中接触反应,对未净化烟气中的二氧化硫和单质汞的含量以及从喷淋吸收塔顶部出来的净化烟气中的二氧化硫和单质汞的含量进行检测,其结果如表1所示:
表1
由表中的数据显示结果可以看出,本发明创造的脱硫脱汞剂能够将烟气中的二氧化硫、单质汞大部分脱除,其脱除率达到96%以上。
上述在喷淋吸收塔中进行喷淋脱除烟气中的二氧化硫和单质汞后,将喷淋吸收塔底部的料浆进行过滤,将滤液浓缩结晶,即可制备硫酸锰。
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,以La2O2CO3为原料制备烟气脱硫脱汞剂,原料成分以重量份计为MnAlO41-3份,MnFe2O40.3-0.7份,La2O2CO35-11份、软锰矿20-40份。
在某些实施例中,所述的原料成分以重量份计为MnAlO42份,MnFe2O40.5份,La2O2CO38份、软锰矿30份。
在某些实施例中,所述的软锰矿是经过微波辐射处理0.5-3h,微波辐射功率为40-80W。微波辐射提高软锰矿中有效成分二氧化锰的活性,有利于改善脱除率。
在某些实施例中,以La2O2CO3为原料制备烟气脱硫脱汞剂制备方法,包括以下步骤:
(1)将软锰矿制备成粉末,得到矿粉;
(2)将MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3混合后,将其置于温度为80-100℃预热处理20-30min,并加水研磨成浆,得到混合浆;
(3)将矿粉加入到混合浆中,搅拌均匀,置于温度为200-400℃下处理10-15min,加水研磨,过20-40目筛,并调整液固比为5-8:1,得到烟气脱硫脱汞剂。
在某些实施例中,所述的软锰矿制备成粉末是将软锰矿升温至300-600℃,加水,使得软锰矿表面发生水热化反应,粉化后,获得软锰矿粉。水热化作用,使得软锰矿粉末均匀化,活性增强。
在某些实施例中,所述的加水研磨,该水中含有质量浓度为3-7%的高锰酸钾。在研磨过程中,加入高锰酸钾,使得高锰酸钾发生歧化反应,改善脱硫脱汞剂的活性,有利于改善脱除率。
在某些实施例中,所述的软锰矿制备成粉末,在制备粉末过程中,向其中加入有占软锰矿粉质量3-9%的氧化铜粉末。氧化铜粉末提高软锰矿对烟气中硫氧化物、单质汞的脱除精度,有利于提高脱除率。
实施例1
以La2O2CO3为原料制备烟气脱硫脱汞剂,原料成分以重量计为MnAlO41kg,MnFe2O40.3kg,La2O2CO35kg、软锰矿20kg。
制备方法,包括以下步骤:
(1)将软锰矿制备成粉末,得到矿粉;
(2)将MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3混合后,将其置于温度为80℃预热处理20min,并加水研磨成浆,得到混合浆;
(3)将矿粉加入到混合浆中,搅拌均匀,置于温度为200℃下处理10min,加水研磨,过20目筛,并调整液固比为5:1,得到烟气脱硫脱汞剂。
实施例2
以La2O2CO3为原料制备烟气脱硫脱汞剂,原料成分以重量计为MnAlO43kg,MnFe2O40.7kg,La2O2CO311kg、软锰矿40kg。
制备方法,包括以下步骤:
(1)将软锰矿经过微波辐射处理0.5h,微波辐射功率为40W,制备成粉末,得到矿粉;
(2)将MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3混合后,将其置于温度为100℃预热处理30min,并加水研磨成浆,得到混合浆;
(3)将矿粉加入到混合浆中,搅拌均匀,置于温度为400℃下处理15min,加水研磨,过40目筛,并调整液固比为8:1,得到烟气脱硫脱汞剂。
实施例3
以La2O2CO3为原料制备烟气脱硫脱汞剂,原料成分以重量计为MnAlO42kg,MnFe2O40.5kg,La2O2CO38kg、软锰矿30kg。
制备方法,包括以下步骤:
(1)将软锰矿升温至300℃,加水,使得软锰矿表面发生水热化反应,粉化后,获得矿粉;
(2)将MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3混合后,将其置于温度为90℃预热处理25min,并加水研磨成浆,得到混合浆;
(3)将矿粉加入到混合浆中,搅拌均匀,置于温度为300℃下处理13min,加水研磨,过30目筛,并调整液固比为7:1,得到烟气脱硫脱汞剂。
实施例4
以La2O2CO3为原料制备烟气脱硫脱汞剂,原料成分以重量计为MnAlO41kg,MnFe2O40.7kg,La2O2CO39kg、软锰矿35kg。
制备方法,包括以下步骤:
(1)将软锰矿经过微波辐射处理3h,微波辐射功率为80W,升温至600℃,加水,使得软锰矿表面发生水热化反应,粉化后,得到矿粉;
(2)将MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3混合后,将其置于温度为80℃预热处理30min,并加水研磨成浆,得到混合浆;
(3)将矿粉加入到混合浆中,搅拌均匀,置于温度为250℃下处理14min,加水研磨,过40目筛,并调整液固比为6:1,得到烟气脱硫脱汞剂。
实施例5
以La2O2CO3为原料制备烟气脱硫脱汞剂,原料成分以重量份计为MnAlO43kg,MnFe2O40.4kg,La2O2CO37kg、软锰矿35kg。
制备方法,包括以下步骤:
(1)将软锰矿经过微波辐射处理2h,微波辐射功率为70W,升温至400℃,加水,使得软锰矿表面发生水热化反应,粉化后,得到矿粉;
(2)将MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3混合后,将其置于温度为95℃预热处理25min,并加水研磨成浆,水中含有质量浓度为3%的高锰酸钾,得到混合浆;
(3)将矿粉加入到混合浆中,搅拌均匀,置于温度为400℃下处理13min,加水研磨,水中含有质量浓度为7%的高锰酸钾,过25目筛,并调整液固比为5:1,得到烟气脱硫脱汞剂。
实施例6
以La2O2CO3为原料制备烟气脱硫脱汞剂,原料成分以重量计为MnAlO42kg,MnFe2O40.6kg,La2O2CO310kg、软锰矿30kg。
制备方法,包括以下步骤:
(1)将软锰矿经过微波辐射处理2h,微波辐射功率为70W,升温至400℃,加水,使得软锰矿表面发生水热化反应,粉化后,加入占软锰矿粉质量6%的氧化铜粉末,得到矿粉;
(2)将MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3混合后,将其置于温度为100℃预热处理20min,并加水研磨成浆,水中含有质量浓度为5%的高锰酸钾,得到混合浆;
(3)将矿粉加入到混合浆中,搅拌均匀,置于温度为300℃下处理14min,加水研磨,水中含有质量浓度为3%的高锰酸钾,过30目筛,并调整液固比为7:1,得到烟气脱硫脱汞剂。