一種新型固硫劑的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種新型固硫劑，由以下重量份配比的各組分制成：由以下重量份配比的各組分制成：高嶺土2～5份、膨潤土3～6份、沸石4～8份、硅藻土5～8份、珍珠巖2～4份、堇青石10～15份、滑石粉1～3份、氧化鈣6～8份、氧化鐵4～8份、氧化鋅3～5份、過氧化鈣0.2～0.4份、碳酸鍶6～8份、氫氧化鋇4～7份、硫酸鉀0.2～0.5份、五氧化二釩0.3～0.7份、五氧化二鈮6～9份、鋁粉0.1～0.3份、乙醇20～25份、納米二氧化鈦5～9份、納米碳酸鈣6～8份。本發明所公開的固硫劑具有配方合理、耐高溫度，且高溫固硫效果好，在煤固硫方面具有良好的發展前景。
【專利說明】
一種新型固硫劑
技術領域
[0001] 本發明涉及一種新型固硫劑，屬于控制大氣污染技術領域。
【背景技術】
[0002] 煤炭是我國的主要能源之一，也是現代工業中應用最普遍的能源原料，但是其的 主要利用方式是燃燒，而燃燒會產生煙塵、二氧化硫(so 2)、nox等大氣污染物。這些大氣污染 物容易形成的酸雨等，對大氣環境造成了極大的危害，嚴重影響了人類生存環境的質量，破 壞了生態平衡。為解決這個技術難題，我國采用燃煤固硫技術來控制二氧化硫(so 2)排放， 減少大氣污染。
[0003] 目前，國內燃煤電廠的固硫技術有:燃前脫硫、燃中固硫和煙氣脫硫。其中，燃前脫 硫能脫除40%~60%的無機硫;燃后脫硫雖脫硫效果好，脫硫率可達80%以上，但由于投資 大，運行成本高，以及脫硫后廢石膏的出路問題，在一定程度上限制其在國內企業的應用； 燃中脫硫，在燃煤中增加固硫劑即可控制二氧化硫(S0 2)排放，方便易行、投資少、且運行費 用低。其中，鈣基固硫劑是最常用的固硫劑，這是由于鈣基固硫劑廉價易得。常見的鈣基固 硫劑有石灰石、白云石、生石灰等，其主要是利用氧化鈣(CaO)吸收二氧化硫(S0 2 )，生成硫 酸鈣(CaS04)，實現控制二氧化硫(S02)排放的目的。但是在高溫的條件下，固硫產物硫酸鈣 (CaS0 4)容易二次分解，降低固硫率。
[0004] 為了解決這個技術難題，人們對固硫劑進行深入的研究。近年來，人們在固硫劑上 取得一定的研究成就，如中國專利CN 1252229 C公開了《燃煤復合固硫劑及其制備方法》， 該固硫劑是由粉碎成粒度小于1mm的復式碳酸鹽、碳酸鈣、氧化鈣和碳酸鎂均勻混合組成， 可分別在不同燃燒溫度區段充分吸收燃煤爐內產生的二氧化硫，從而達到減少燃煤排放煙 氣中的二氧化硫含量，降低環境污染的目的。盡管該固硫劑組分原料易得，制備工藝簡便， 生產成本低廉，但是在高溫條件下其固硫率不是那么理想，這在某種程度上阻礙了固硫劑 的推廣與應用。因此，繼續探索與研究固硫劑是非常有價值的。

【發明內容】

[0005] 針對上述現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提出了一種能耐高溫 度，且固硫率高的新型固硫劑。
[0006] -種新型固硫劑，由以下重量份配比的各組分制成：高嶺土2~5份、膨潤土3~6 份、沸石4~8份、硅藻土5~8份、珍珠巖2~4份、堇青石10~15份、滑石粉1~3份、氧化鈣6~ 8份、氧化鐵4~8份、氧化鋅3~5份、過氧化|丐0.2~0.4份、碳酸鎖6~8份、氫氧化鋇4~7份、 硫酸鉀0.2~0.5份、五氧化二釩0.3~0.7份、五氧化二鈮6~9份、鋁粉0.1~0.3份、乙醇20 ~25份、納米二氧化鈦5~9份、納米碳酸|丐6~8份。
[0007] 進一步，
[0008] -種新型固硫劑，由以下重量份配比的各組分制成：高嶺土2~4份、膨潤土3~5 份、沸石4~6份、硅藻土5~7份、珍珠巖2~4份、堇青石10~12份、滑石粉1~3份、氧化鈣6~ 8份、氧化鐵4~6份、氧化鋅3~5份、過氧化鈣0.2~0.4份、碳酸鍶6~8份、氫氧化鋇4~6份、 硫酸鉀0.2~0.4份、五氧化二釩0.3~0.6份、五氧化二鈮6~8份、鋁粉0.1~0.3份、乙醇20 ~24份、納米二氧化鈦5~8份、納米碳酸媽6~8份。
[0009] 更進一步，
[0010] 一種新型固硫劑，由以下重量份配比的各組分制成:高嶺土 3份、膨潤土 4份、沸石6 份、硅藻土 6份、珍珠巖3份、堇青石13份、滑石粉2份、氧化鈣7份、氧化鐵6份、氧化鋅4份、過 氧化鈣0.3份、碳酸鍶7份、氫氧化鋇5份、硫酸鉀0.3份、五氧化二釩0.5份、五氧化二鈮7份、 鋁粉0.2份、乙醇23份、納米二氧化鈦7份、納米碳酸鈣7份。
[0011]其中，所述的高嶺土、膨潤土、沸石、硅藻土、珍珠巖、堇青石、滑石粉、氧化鈣、氧化 鐵、氧化鋅、過氧化鈣、碳酸鍶、氫氧化鋇、硫酸鉀、五氧化二釩、五氧化二鈮、鋁粉的目數為 100~200目；所述的納米二氧化鈦、納米碳酸|丐的粒徑為50~100nm。
[0012]本發明的新型固硫劑原理如下：當固化劑與煤充分混合后，加入爐膛中進行燃燒， 燃燒過程中：
[0013] 1、在溫度低于300°C時，乙醇能夠促進煤燃燒，提高燃燒熱量，同時，膨潤土、沸石、 硅藻土具有良好的吸附性，可以吸附燃燒過程中釋放大氣污染物；
[0014] 2、在溫度300~500°C時，過氧化鈣在燃燒過程中可以釋放出氧氣生成氧化鈣，氧 氣可以把煤中脂肪硫分解形成的H 2s、cos等氣體氧化成s〇2,然后與生成的氧化鈣和原料中 的氧化鈣進行反應，生成CaS〇4;
[0015] 3、在溫度500~950 °C時，首先，滑石粉形成硅酸鹽熔融體，并包覆在表面，與珍珠 巖因熱膨脹在燃煤內部營造的的富氧氣氛相互促進，從而實現固硫目的。其次，氧化鐵可以 促進煤灰中固硫成分的固硫作用，氧化鋅在還原氣氛中固硫作用，并以ZnS的形式固硫，在 氧化氣氛中，氧化鈣起著固硫作用，并以CaS0 4的形式固硫，同時，氧化鐵、氧化鋅還起到催 化作用。然后，氫氧化鋇能與硫氧化物形成BaS04，BaS0 4可以與其他硫酸鹽形成共晶，使燃煤 結構發生改變，孔隙增大，增大了硫氧化物與固硫劑的接觸面積，從而提高固硫率。最后，五 氧化二釩、硫酸鉀與硅藻土發生協調作用，使二氧化硫變成三氧化硫，從而使其與固化劑形 成穩定的化合物，進而提尚固硫率；
[0016] 4、在溫度大于1100°C時，首先，高嶺土、堇青石能與氧化鈣、氧化鐵等成分發生固 相反應，形成 3CaO. 3Al2〇3. CaS〇4、2CaO. Al2〇3. Si02、CaFe3( Si〇4)OH 等高溫相，從而提高高溫 固硫率；同時，高嶺土、膨潤土、珍珠巖、堇青石中Na+、K+、Mg2+等離子，能夠造成更多的晶體 缺陷，有利于Ca 2+擴散，提高固硫率。其次，碳酸鍶分解成氧化鍶，與S0X反應生成SrS04，進一 步提高固硫率。再次，五氧化二鈮在不同的溫度呈現不同的相，在800~900 °C是α相，1000~ 1150 °C是β相，1200~1250 °C是γ相。不同的相變，改變煤結構，增加晶體缺陷，提高固硫率； 然后，鋁粉在煤燃燒過程中，受高溫作用下易引起微爆，在微爆力的作用下使煤開裂，使煤 表面更易于固硫劑進行化學反應，從而提高了固硫率。最后，納米二氧化鈦、納米碳酸鈣使 煤的比表面積變大，防止產物CaS〇4堵塞CaO表面的孔道，提高固硫率。
[0017] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0018] 1、一般固硫劑是將硫化物氧化成CaS〇4，該產物在高溫時容易二次分解。本發明固 硫劑是將硫化物3Ca0.3Al 203.CaS04、2Ca0.Al203.Si0 2、CaFe3(Si04)0H等高溫相，這些產物高 溫下物相穩定，從而提尚尚溫固硫率。
[0019] 2、高嶺土、膨潤土、珍珠巖、堇青石中Na+、K+、Mg2+等離子，能夠造成更多的晶體缺 陷，有利于Ca2+擴散，提尚固硫率。
[0020] 3、五氧化二鈮在不同的溫度呈現不同的相，在800~900°C是α相，1000~1150°c是 β相，1200~1250 °C是γ相。不同的相變，改變煤結構，增加晶體缺陷，提高固硫率。
[0021] 4、鋁粉在煤燃燒過程中，受高溫作用下易引起微爆，在微爆力的作用下使煤開裂， 使煤表面更易于固硫劑進行化學反應，從而提高了固硫率。
[0022] 5、提高固硫率，減少S02的排放，減少了大氣污染，同時，也減少能源的消耗。這是 由于本發明的固硫劑在燃燒過程中，不僅控制了S0 2的排放，而且逐步進行放熱反應的固相 反應，降低耗熱，提尚煤的效率。
【具體實施方式】
[0023]使用時，固硫劑的摻入量為1~4%。
[0024] 實施例1
[0025]本實施中，高嶺土、膨潤土、沸石、硅藻土、珍珠巖、堇青石、滑石粉、氧化鈣、氧化 鐵、氧化鋅、過氧化鈣、碳酸鍶、氫氧化鋇、硫酸鉀、五氧化二釩、五氧化二鈮、鋁粉的目數為 120目；納米二氧化鈦、納米碳酸鈣的粒徑為80nm。
[0026] 一種新型固硫劑，由以下重量份配比的各組分制成:高嶺土 3份、膨潤土 4份、沸石6 份、硅藻土 6份、珍珠巖3份、堇青石13份、滑石粉2份、氧化鈣7份、氧化鐵6份、氧化鋅4份、過 氧化鈣0.3份、碳酸鍶7份、氫氧化鋇5份、硫酸鉀0.3份、五氧化二釩0.5份、五氧化二鈮7份、 鋁粉0.2份、乙醇23份、納米二氧化鈦7份、納米碳酸鈣7份。
[0027] 實施例2
[0028]本實施中，高嶺土、膨潤土、沸石、硅藻土、珍珠巖、堇青石、滑石粉、氧化鈣、氧化 鐵、氧化鋅、過氧化鈣、碳酸鍶、氫氧化鋇、硫酸鉀、五氧化二釩、五氧化二鈮、鋁粉的目數為 100目；納米二氧化鈦、納米碳酸鈣的粒徑為50nm。
[0029] 一種新型固硫劑，由以下重量份配比的各組分制成:高嶺土 2份、膨潤土 3份、沸石4 份、硅藻土 5份、珍珠巖2份、堇青石10份、滑石粉1份、氧化鈣6份、氧化鐵4份、氧化鋅3份、過 氧化鈣0.2份、碳酸鍶6份、氫氧化鋇4份、硫酸鉀0.2份、五氧化二釩0.3份、五氧化二鈮6份、 鋁粉0.1份、乙醇20份、納米二氧化鈦5份、納米碳酸鈣6份。
[0030] 實施例3
[0031]本實施中，高嶺土、膨潤土、沸石、硅藻土、珍珠巖、堇青石、滑石粉、氧化鈣、氧化 鐵、氧化鋅、過氧化鈣、碳酸鍶、氫氧化鋇、硫酸鉀、五氧化二釩、五氧化二鈮、鋁粉的目數為 200目；納米二氧化鈦、納米碳酸鈣的粒徑為100nm。
[0032] 一種新型固硫劑，由以下重量份配比的各組分制成:高嶺土 5份、膨潤土 6份、沸石8 份、硅藻土 8份、珍珠巖4份、堇青石15份、滑石粉3份、氧化鈣8份、氧化鐵8份、氧化鋅5份、過 氧化鈣0.4份、碳酸鍶8份、氫氧化鋇7份、硫酸鉀0.5份、五氧化二釩0.7份、五氧化二鈮9份、 鋁粉0.3份、乙醇25份、納米二氧化鈦9份、納米碳酸鈣8份。
[0033] 實施例4
[0034]本實施中，高嶺土、膨潤土、沸石、硅藻土、珍珠巖、堇青石、滑石粉、氧化鈣、氧化 鐵、氧化鋅、過氧化鈣、碳酸鍶、氫氧化鋇、硫酸鉀、五氧化二釩、五氧化二鈮、鋁粉的目數為 200目；納米二氧化鈦、納米碳酸鈣的粒徑為lOOnm。
[0035] 一種新型固硫劑，由以下重量份配比的各組分制成:高嶺土 4份、膨潤土 5份、沸石6 份、硅藻土 7份、珍珠巖4份、堇青石12份、滑石粉3份、氧化鈣8份、氧化鐵6份、氧化鋅5份、過 氧化鈣0.4份、碳酸鍶8份、氫氧化鋇6份、硫酸鉀0.4份、五氧化二釩0.6份、五氧化二鈮8份、 鋁粉0.3份、乙醇24份、納米二氧化鈦8份、納米碳酸鈣8份。
[0036]另外，為了說明本發明固硫劑的效果，
【申請人】進行了試驗，試驗結果如表1所示： [0037]表1固硫劑試驗結果
[0038]
[0039] 從表1可知，與本發明【背景技術】相比\本發明在高溫下具有高的固硫率，這表明了 本發明所提供的固硫劑具有顯著的固硫效果。
[0040] 當然，上面只是本發明優選的【具體實施方式】作了詳細描述，并非以此限制本發明 的實施范圍，凡依本發明的原理、構造以及結構所作的等效變化，均應涵蓋于本發明的保護 范圍內。
【主權項】
1. 一種新型固硫劑，其特征在于：由以下重量份配比的各組分制成：高嶺土2~5份、膨 潤土3~6份、沸石4~8份、硅藻土5~8份、珍珠巖2~4份、堇青石10~15份、滑石粉1~3份、 氧化鈣6~8份、氧化鐵4~8份、氧化鋅3~5份、過氧化鈣0.2~0.4份、碳酸鍶6~8份、氫氧化 鋇4~7份、硫酸鉀0.2~0.5份、五氧化二釩0.3~0.7份、五氧化二鈮6~9份、鋁粉0.1~0.3 份、乙醇20~25份、納米二氧化鈦5~9份、納米碳酸|丐6~8份。2. 根據權利要求1所述的新型固硫劑，其特征在于：由以下重量份配比的各組分制成： 高嶺土2~4份、膨潤土3~5份、沸石4~6份、娃藻土5~7份、珍珠巖2~4份、堇青石10~12 份、滑石粉1~3份、氧化鈣6~8份、氧化鐵4~6份、氧化鋅3~5份、過氧化鈣0.2~0.4份、碳 酸鎖6~8份、氫氧化鋇4~6份、硫酸鉀0.2~0.4份、五氧化二fji〇. 3~0.6份、五氧化二銀6~ 8份、錯粉0.1~0.3份、乙醇20~24份、納米二氧化鈦5~8份、納米碳酸|丐6~8份。3. 根據權利要求1所述的新型固硫劑，其特征在于：由以下重量份配比的各組分制成： 高嶺土 3份、膨潤土 4份、沸石6份、硅藻土 6份、珍珠巖3份、堇青石13份、滑石粉2份、氧化鈣7 份、氧化鐵6份、氧化鋅4份、過氧化鈣0.3份、碳酸鍶7份、氫氧化鋇5份、硫酸鉀0.3份、五氧化 二釩0.5份、五氧化二鈮7份、錯粉0.2份、乙醇23份、納米二氧化鈦7份、納米碳酸鈣7份。4. 根據權利要求3所述的新型固硫劑，其特征在于:所述的高嶺土、膨潤土、沸石、硅藻 土、珍珠巖、堇青石、滑石粉、氧化鈣、氧化鐵、氧化鋅、過氧化鈣、碳酸鍶、氫氧化鋇、硫酸鉀、 五氧化二釩、五氧化二鈮、鋁粉的目數為100~200目。5. 根據權利要求3所述的新型固硫劑，其特征在于:所述的納米二氧化鈦、納米碳酸鈣 的粒徑為50~100nm。
【文檔編號】C10L9/10GK105907442SQ201610459582
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月22日
【發明人】王璐
【申請人】王璐