本發明屬于干法煙氣脫硫，尤其涉及一種片狀高比表面積氫氧化鈣煙氣脫硫劑及其制備方法與應用。

背景技術：

1、對燃煤電廠、工業鍋爐、化工廠、冶煉廠等排放的含硫尾氣進行煙氣脫硫已成為工業企業必須面對的重要任務。它作為減少大氣污染物排放的關鍵手段，對于改善空氣質量、保護生態環境具有重要意義。通過煙氣脫硫，可以有效降低二氧化硫等污染物的排放，減輕對大氣的污染程度，不僅有助于環境保護，還能推動工業的可持續發展。

2、煙氣脫硫技術是控制二氧化硫排放的關鍵手段，根據脫硫過程是否加水和脫硫產物的干濕形態，煙氣脫硫主要分為濕法、半干法和干法三大類。其中干法技術利用粉狀或粒狀吸收劑脫除煙氣中的so，其顯著的優點主要包括工藝過程簡單、無污水、污酸處理問題、能耗低、腐蝕性小等。干法煙氣脫硫方法中，鈉法和鈣法煙氣脫硫應用范圍最廣。鈉法雖然脫硫效率高、系統靈活性強，但鈉基脫硫劑小蘇打成本較高、存在溫度限制(小蘇打脫硫需要較高的活化溫度，低于此溫度時脫硫效率低)等缺點，對當前干法煙氣脫硫的推行構成挑戰。鈣法具有成本低廉、脫硫效率高(高比表面積的氫氧化鈣脫硫劑能夠顯著提高脫硫效率)、副產物利用價值高、環境影響小等優點，但氫氧化鈣脫硫過程中生成的caso3和caso4會堵塞脫硫劑孔隙，阻礙其與so2進一步反應，造成其脫硫性能失活。目前，高比表面積氫氧化鈣的制備往往需要添加對環境帶來負面效應或價格昂貴的助劑。例如，專利cn116903270b公開了一種高反應性和高比表面積氫氧化鈣粉體的制備方法，在消化過程加入鹽酸、氨水和碳酸銨溶液等，對環境污染較嚴重。專利cn117865513a公開了一種基于功能化石墨烯改性氫氧化鈣脫硫劑的制備方法，需要先使用硅烷對石墨烯改性后制備功能化石墨烯，硅烷與石墨烯價格較為昂貴。

3、因此，如何提供一種簡單、低成本的高比表面積氫氧化鈣煙氣脫硫劑的制備方法具有重要意義。

技術實現思路

1、為解決上述技術問題，本發明提出了一種片狀高比表面積氫氧化鈣煙氣脫硫劑及其制備方法與應用。

2、為實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：

3、一種片狀高比表面積氫氧化鈣煙氣脫硫劑，其制備方法包括以下步驟：

4、將生石灰與含叔胺基的醇胺水溶液混合后進行一次消化，反應結束后經干燥、研磨、焙燒，得到前驅體，將所述前驅體加入至木質素磺酸鹽水溶液中進行二次消化，再經離心、洗滌、干燥，即得到所述高比表面積氫氧化鈣脫硫劑。

5、有益效果：適量的含叔胺基的醇胺與木質素磺酸鹽的添加有效提升了鈣基脫硫劑的比表面積和延長了脫硫劑的穿透時間，顯著增強了脫硫效率。其原因在于具有一定空間構型的含叔胺基的醇胺的羥基基團吸附在氫氧化鈣晶體表面，降低了氫氧化鈣晶粒間的結合能，有效阻止氫氧化鈣顆粒團聚的傾向。進一步，木質素磺酸根離子可在競爭反應中替代掉部分醇胺分子，同氫氧化鈣中鈣離子的絡合，降低了溶液中可用于氫氧化鈣成核的自由鈣離子濃度，控制了氫氧化鈣晶體的生長方向，抑制了氫氧化鈣晶體的成核，從而增大了氫氧化鈣的比表面積，為脫硫反應提供更多的反應位點。

6、優選的，所述一次消化過程中含叔胺基的醇胺與生石灰中cao的摩爾比為0.01～5：1。

7、優選的，所述一次消化過程中含叔胺基的醇胺包括三甲醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺中的至少一種。

8、優選的，所述二次消化過程中木質素磺酸鹽與生石灰中cao的質量比為0.005～2：1，二次消化過程中木質素磺酸鹽與一次消化過程中含叔胺基的醇胺的質量比為0.0005～0.5：1。

9、優選的，所述二次消化過程中木質素磺酸鹽包括木質素磺酸鈉、木質素磺酸鎂、木質素磺酸鈣中的至少一種。

10、有益效果：本發明所得氫氧化鈣比表面積的增大，是通過改變前驅體中含叔胺基的醇胺與木質素磺酸鹽對生石灰中cao的相對摩爾比和質量比實現。含叔胺基的醇胺添加量過高，造成消化溶液中局部粘度過高，易引起氫氧化鈣顆粒的團聚；木質素磺酸鹽添加量過高，會絡合過多鈣離子，影響氫氧化鈣晶體的生長方向，形成雜亂的晶體結構，甚至破壞消化產物中氫氧化鈣物相的含量，降低了脫硫劑的脫硫效率。

11、優選的，所述一次消化反應中含叔胺基的醇胺水溶液的摩爾濃度為0.1～10mol/l。

12、優選的，所述二次消化反應中木質素磺酸鹽水溶液的質量濃度為0.01～20g/l。

13、有益效果：添加適宜濃度的含叔胺基的醇胺和木質素磺酸鹽溶液可保證消化過程中氫氧化鈣晶粒的生成速率，調控溶液的粘度和傳質阻力，有效抑制氫氧化鈣顆粒的團聚。

14、優選的，一次消化過程中所述消化溫度為30～120℃，消化時間15分鐘～3小時。

15、優選的，二次消化過程中所述消化溫度為30～120℃，消化時間15分鐘～3小時。

16、有益效果：一次和二次消化溫度直接決定了氫氧化鈣對含叔胺基的醇胺的吸附速率和對木質素磺酸根離子的絡合速率，消化時間決定了氫氧化鈣的消化程度。適宜的一次和二次消化溫度可有效避免cao在消化過程中產生大量熱量致體系局部溫度驟增，使氫氧化鈣晶粒生長時避免出現顆粒團聚；適宜的消化時間既能保證消化反應和氫氧化鈣晶粒生長的充分進行，有利于優化氫氧化鈣晶體生長方向，提高其比表面積。

17、優選的，一次消化反應結束后產物的所述焙燒溫度為100～350℃，煅燒30分鐘～6小時。

18、有益效果：以適宜的焙燒溫度和焙燒時間對一次消化產物進行熱處理，能夠使殘留在氫氧化鈣晶體表面的、未被氫氧化鈣晶體牢固吸附的含叔胺基的醇胺分子被揮發或分解，也能使已被氫氧化鈣晶體化學吸附的含叔胺基的醇胺分子進一步嵌入氫氧化鈣晶格結構中，有利于降低了氫氧化鈣晶粒間的結合能，有效抑制氫氧化鈣顆粒的團聚。

19、一種片狀高比表面積氫氧化鈣煙氣脫硫劑及其制備方法制備得到的高比表面積氫氧化鈣煙氣脫硫劑。

20、有益效果：本發明所得脫硫劑中的大量氫氧化鈣顆粒呈片狀或板狀，具有較大的比表面積，提供了較多的so2吸附位點，可穩定而有效脫除煙氣中的so2，促進干法脫硫反應的進行。

21、一種片狀高比表面積氫氧化鈣煙氣脫硫劑在煙氣脫硫中的應用

22、有益效果：本發明所得脫硫劑提供了較多的so2吸附位點，延長了脫硫劑的穿透時間，具有優異的煙氣脫硫能力。

23、與現有技術相比，本發明具有如下優點和技術效果：

24、本發明基于一次消化和二次消化分別實現含叔胺基的醇胺與木質素磺酸鹽在氫氧化鈣成粒和生長過程中與氫氧化鈣晶粒的作用和反應，不僅降低了氫氧化鈣晶粒間的結合能，有效阻止了氫氧化鈣顆粒團聚的傾向，也控制了氫氧化鈣晶體的生長方向，抑制了氫氧化鈣晶體的成核，從而顯著增大了氫氧化鈣的比表面積。本發明制備的片狀高比表面積氫氧化鈣煙氣脫硫劑粒徑較小，大部分顆粒呈片狀結構，比表面積達45m2/g以上，可普遍適用于中低濃度so2的高效脫除。與其它煙氣凈化方式相比，本發明提供的制備方法簡單高效、經濟可行，所使用的設備及儀器要求簡單、產量高，可有效降低投資和運營成本。