本發明涉及脫硫脫汞劑技術領域,尤其是一種以La2O2CO3為原料制備煙氣脫硫脫汞劑及其制備方法。
背景技術:
煤碳在我國的能源生產和消費結構占據著主導地位,其產量占全國一次能源產量的70%左右,可以有效的預見在幾十年內,我國以煤碳為主的能源結構不會改變,其仍然是我國能源的重要組成部分;但由于煤碳中含有大量的硫氧化物和汞,在燃燒過程中,排放在環境中,造成環境的污染,而且在燃煤燃燒過程中,硫氧化物和汞帶來的污染占其他各類污染的87%,極大程度的影響了生態環境的質量,為此,對于燃煤過程中的脫硫脫汞成為了必要。
當前,在各大燃煤電廠都安裝了石灰石-石膏濕法脫硫裝置,通過該裝置來實現對燃煤煙氣中的硫氧化物進行脫除,但是其僅僅能夠少量脫除煙氣中的硫氧化物,并在液體噴淋過程中,實現對少量汞的吸收脫除,使得煙氣排放在環境中的硫氧化物和汞的含量依然較高,依然容易對環境造成污染。
現有技術中,為了能夠將燃煤電廠產生的煙氣中的硫氧化物、汞成分盡量的脫除,并且在脫除的同時,降低脫硫脫汞劑的成本,有研究人員采用軟錳礦置于反應器中,使得煙氣與軟錳礦相互接觸作用,使得煙氣中的硫氧化物、汞被脫除,降低煙氣脫硫脫汞成本,如專利申請號為201610149557.0。但是該法只能將煙氣中的脫硫脫汞率分別維持在脫硫率70%左右,脫汞率提高到64%左右,可見,在煙氣中還依然含有大量的硫氧化物和汞成分,隨著煙氣的排放進入到了環境中,造成生態環境的破壞,污染環境。
技術實現要素:
為了解決現有技術中存在的上述技術問題,本發明提供一種以La2O2CO3為原料制備煙氣脫硫脫汞劑及其制備方法。
具體是通過以下技術方案得以實現的:
一種以La2O2CO3為原料制備煙氣脫硫脫汞劑,原料成分以重量份計為MnAlO41-3份,MnFe2O40.3-0.7份,La2O2CO35-11份、軟錳礦20-40份。
所述的原料成分以重量份計為MnAlO42份,MnFe2O40.5份,La2O2CO38份、軟錳礦30份。
所述的軟錳礦是經過微波輻射處理0.5-3h,微波輻射功率為40-80W。
所述的軟錳礦為處理至溫度為300-600℃后,加水使得其發生水熱化反應,粉化后,得到的軟錳礦粉。
上述的以La2O2CO3為原料制備煙氣脫硫脫汞劑制備方法,包括以下步驟:
(1)將軟錳礦制備成粉末,得到礦粉;
(2)將MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3混合后,將其置于溫度為80-100℃預熱處理20-30min,并加水研磨成漿,得到混合漿;
(3)將礦粉加入到混合漿中,攪拌均勻,置于溫度為200-400℃下處理10-15min,加水研磨,過20-40目篩,并調整液固比為5-8:1,得到煙氣脫硫脫汞劑。
所述的軟錳礦制備成粉末是將軟錳礦升溫至300-600℃,加水,使得軟錳礦表面發生水熱化反應,粉化后,獲得軟錳礦粉。
所述的加水研磨,該水中含有質量濃度為3-7%的高錳酸鉀。
所述的軟錳礦制備成粉末,在制備粉末過程中,向其中加入有占軟錳礦粉質量3-9%的氧化銅粉末。
與現有技術相比,本發明創造的技術效果體現在:
通過MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3、軟錳礦配制,使得該脫硫脫汞劑能夠將燃煤煙氣中的硫氧化物、單質汞的脫除率提高至96%以上,并且以軟錳礦、La2O2CO3為主要原料,在La過渡元素的作用,增強了軟錳礦中二氧化錳的活性,提高對二氧化硫、單質汞的氧化,提高了脫除率。
基于此,本發明創造的研究者為了能夠更好的說明本發明創造的技術效果,將實施例1-6得到脫硫脫汞劑按照以下使用方法,將其用于煙氣脫硫脫汞的試驗研究,在試驗過程中,采用的煙氣主要為模擬煙氣,即就是采用氮氣,將氮氣溫度控制在80-130℃之間,向其中加入二氧化硫和單質汞,獲得試驗用未凈化煙氣。
在噴淋吸收塔中,將實施例1-6中的脫硫脫汞劑分別從噴淋吸收塔頂部噴淋下來,將未凈化煙氣從噴淋吸收塔底部通入,使得脫硫脫汞劑通過噴淋在吸收塔中接觸反應,對未凈化煙氣中的二氧化硫和單質汞的含量以及從噴淋吸收塔頂部出來的凈化煙氣中的二氧化硫和單質汞的含量進行檢測,其結果如表1所示:
表1
由表中的數據顯示結果可以看出,本發明創造的脫硫脫汞劑能夠將煙氣中的二氧化硫、單質汞大部分脫除,其脫除率達到96%以上。
上述在噴淋吸收塔中進行噴淋脫除煙氣中的二氧化硫和單質汞后,將噴淋吸收塔底部的料漿進行過濾,將濾液濃縮結晶,即可制備硫酸錳。
具體實施方式
下面結合具體的實施方式來對本發明的技術方案做進一步的限定,但要求保護的范圍不僅局限于所作的描述。
在某些實施例中,以La2O2CO3為原料制備煙氣脫硫脫汞劑,原料成分以重量份計為MnAlO41-3份,MnFe2O40.3-0.7份,La2O2CO35-11份、軟錳礦20-40份。
在某些實施例中,所述的原料成分以重量份計為MnAlO42份,MnFe2O40.5份,La2O2CO38份、軟錳礦30份。
在某些實施例中,所述的軟錳礦是經過微波輻射處理0.5-3h,微波輻射功率為40-80W。微波輻射提高軟錳礦中有效成分二氧化錳的活性,有利于改善脫除率。
在某些實施例中,以La2O2CO3為原料制備煙氣脫硫脫汞劑制備方法,包括以下步驟:
(1)將軟錳礦制備成粉末,得到礦粉;
(2)將MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3混合后,將其置于溫度為80-100℃預熱處理20-30min,并加水研磨成漿,得到混合漿;
(3)將礦粉加入到混合漿中,攪拌均勻,置于溫度為200-400℃下處理10-15min,加水研磨,過20-40目篩,并調整液固比為5-8:1,得到煙氣脫硫脫汞劑。
在某些實施例中,所述的軟錳礦制備成粉末是將軟錳礦升溫至300-600℃,加水,使得軟錳礦表面發生水熱化反應,粉化后,獲得軟錳礦粉。水熱化作用,使得軟錳礦粉末均勻化,活性增強。
在某些實施例中,所述的加水研磨,該水中含有質量濃度為3-7%的高錳酸鉀。在研磨過程中,加入高錳酸鉀,使得高錳酸鉀發生歧化反應,改善脫硫脫汞劑的活性,有利于改善脫除率。
在某些實施例中,所述的軟錳礦制備成粉末,在制備粉末過程中,向其中加入有占軟錳礦粉質量3-9%的氧化銅粉末。氧化銅粉末提高軟錳礦對煙氣中硫氧化物、單質汞的脫除精度,有利于提高脫除率。
實施例1
以La2O2CO3為原料制備煙氣脫硫脫汞劑,原料成分以重量計為MnAlO41kg,MnFe2O40.3kg,La2O2CO35kg、軟錳礦20kg。
制備方法,包括以下步驟:
(1)將軟錳礦制備成粉末,得到礦粉;
(2)將MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3混合后,將其置于溫度為80℃預熱處理20min,并加水研磨成漿,得到混合漿;
(3)將礦粉加入到混合漿中,攪拌均勻,置于溫度為200℃下處理10min,加水研磨,過20目篩,并調整液固比為5:1,得到煙氣脫硫脫汞劑。
實施例2
以La2O2CO3為原料制備煙氣脫硫脫汞劑,原料成分以重量計為MnAlO43kg,MnFe2O40.7kg,La2O2CO311kg、軟錳礦40kg。
制備方法,包括以下步驟:
(1)將軟錳礦經過微波輻射處理0.5h,微波輻射功率為40W,制備成粉末,得到礦粉;
(2)將MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3混合后,將其置于溫度為100℃預熱處理30min,并加水研磨成漿,得到混合漿;
(3)將礦粉加入到混合漿中,攪拌均勻,置于溫度為400℃下處理15min,加水研磨,過40目篩,并調整液固比為8:1,得到煙氣脫硫脫汞劑。
實施例3
以La2O2CO3為原料制備煙氣脫硫脫汞劑,原料成分以重量計為MnAlO42kg,MnFe2O40.5kg,La2O2CO38kg、軟錳礦30kg。
制備方法,包括以下步驟:
(1)將軟錳礦升溫至300℃,加水,使得軟錳礦表面發生水熱化反應,粉化后,獲得礦粉;
(2)將MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3混合后,將其置于溫度為90℃預熱處理25min,并加水研磨成漿,得到混合漿;
(3)將礦粉加入到混合漿中,攪拌均勻,置于溫度為300℃下處理13min,加水研磨,過30目篩,并調整液固比為7:1,得到煙氣脫硫脫汞劑。
實施例4
以La2O2CO3為原料制備煙氣脫硫脫汞劑,原料成分以重量計為MnAlO41kg,MnFe2O40.7kg,La2O2CO39kg、軟錳礦35kg。
制備方法,包括以下步驟:
(1)將軟錳礦經過微波輻射處理3h,微波輻射功率為80W,升溫至600℃,加水,使得軟錳礦表面發生水熱化反應,粉化后,得到礦粉;
(2)將MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3混合后,將其置于溫度為80℃預熱處理30min,并加水研磨成漿,得到混合漿;
(3)將礦粉加入到混合漿中,攪拌均勻,置于溫度為250℃下處理14min,加水研磨,過40目篩,并調整液固比為6:1,得到煙氣脫硫脫汞劑。
實施例5
以La2O2CO3為原料制備煙氣脫硫脫汞劑,原料成分以重量份計為MnAlO43kg,MnFe2O40.4kg,La2O2CO37kg、軟錳礦35kg。
制備方法,包括以下步驟:
(1)將軟錳礦經過微波輻射處理2h,微波輻射功率為70W,升溫至400℃,加水,使得軟錳礦表面發生水熱化反應,粉化后,得到礦粉;
(2)將MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3混合后,將其置于溫度為95℃預熱處理25min,并加水研磨成漿,水中含有質量濃度為3%的高錳酸鉀,得到混合漿;
(3)將礦粉加入到混合漿中,攪拌均勻,置于溫度為400℃下處理13min,加水研磨,水中含有質量濃度為7%的高錳酸鉀,過25目篩,并調整液固比為5:1,得到煙氣脫硫脫汞劑。
實施例6
以La2O2CO3為原料制備煙氣脫硫脫汞劑,原料成分以重量計為MnAlO42kg,MnFe2O40.6kg,La2O2CO310kg、軟錳礦30kg。
制備方法,包括以下步驟:
(1)將軟錳礦經過微波輻射處理2h,微波輻射功率為70W,升溫至400℃,加水,使得軟錳礦表面發生水熱化反應,粉化后,加入占軟錳礦粉質量6%的氧化銅粉末,得到礦粉;
(2)將MnAlO4、MnFe2O4、La2O2CO3混合后,將其置于溫度為100℃預熱處理20min,并加水研磨成漿,水中含有質量濃度為5%的高錳酸鉀,得到混合漿;
(3)將礦粉加入到混合漿中,攪拌均勻,置于溫度為300℃下處理14min,加水研磨,水中含有質量濃度為3%的高錳酸鉀,過30目篩,并調整液固比為7:1,得到煙氣脫硫脫汞劑。