一種復(fù)合固硫劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 該發(fā)明涉及一種適用于工業(yè)生產(chǎn)中處理含硫煙氣的復(fù)合固硫劑，尤其適用于含硫 氧化物較高的煙氣處理。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前國(guó)內(nèi)外用于煙氣固硫的固硫劑主要以鈣基為主，這種以單純鈣基為主的煙氣 固硫劑的固硫溫度范圍窄、固硫劑利用率低、成本相對(duì)較高等特點(diǎn)，同時(shí)鈣基固硫劑只具有 脫硫效果而不具備催化作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，研究人員在生產(chǎn)過(guò)程中不斷摸索總 結(jié)，開(kāi)發(fā)出許多既具有固硫效果好，又具有催化作用的復(fù)合型固硫劑，而這些復(fù)合型固硫劑 只是將鈣基與兩種或幾種具有催化作用的氧化物混合而制得，往往所形成的固硫劑成本較 高。使得固硫在經(jīng)濟(jì)上不科學(xué)。本發(fā)明受當(dāng)前國(guó)內(nèi)外復(fù)合固硫劑的優(yōu)點(diǎn)啟發(fā)，在常用鈣基 中添加煉銅所產(chǎn)生的廢渣(銅渣)制得鈣基/銅渣復(fù)合固硫劑，通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析，得出復(fù)合 固硫劑具有脫硫和催化雙重效果，且拓寬了固硫劑的固硫溫度范圍，對(duì)降低固硫成本和工 業(yè)廢渣的再利用具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服傳統(tǒng)單純鈣基不具脫硫催化作用和常規(guī)復(fù)合脫硫劑成本過(guò)大等不足，本 發(fā)明將銅渣加入鈣基中形成的復(fù)合脫硫劑能夠有效的滿足目前脫硫劑存在的問(wèn)題，本發(fā)明 復(fù)合固硫劑組成物及質(zhì)量百分比為：銅渣5%?45%，鈣基55%?95%。所述鈣基為碳酸鈣、 氧化鈣、氫氧化鈣中一種或幾種的混合物，銅渣是云南某銅業(yè)公司銅礦艾薩爐熔煉貧化電 爐分離出來(lái)的工業(yè)廢渣。
[0004] 本發(fā)明另一目的是將復(fù)合固硫劑應(yīng)用在電廠、冶金等行業(yè)的煙氣脫硫中的，并在 800?1000°C條件下進(jìn)行，該復(fù)合固硫劑用于濕法固硫、半干法固硫或干法固硫。
[0005] 本發(fā)明提供的復(fù)合固硫劑能夠在最大程度上同時(shí)具有脫硫和催化作用，充分利用 工業(yè)廢渣，從而達(dá)到銅渣的循環(huán)利用，提高脫硫效率和降低脫硫成本的目的。
[0006] 本發(fā)明通過(guò)在鈣基固硫劑碳酸鈣、氧化鈣或氫氧化鈣中加入銅渣，利用銅渣中的 有效成分(如鐵橄欖石（Fe 2Si04)、白云石（MgCa (C03)2)、磁鐵礦（Fe304)等）在高溫下熱解 產(chǎn)生有效物質(zhì)催化固硫（Fe 203、CaO、MgO等)，該復(fù)合固硫劑中銅渣加入量范圍為5%-45%時(shí)， 復(fù)合固硫劑能夠在較低溫度下就開(kāi)始有許多固硫物質(zhì)出現(xiàn)，說(shuō)明銅渣加入有利于降低脫硫 反應(yīng)溫度，擴(kuò)大了脫硫反應(yīng)溫度區(qū)間，增加了脫硫反應(yīng)時(shí)間，從而使固硫劑能夠在較大溫度 范圍、較長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫。
[0007] 在800°C至1000°C時(shí)，復(fù)合固硫劑比表面積增大最為明顯，與單獨(dú)分析純碳酸鈣、 氧化鈣、氫氧化鈣的比表面積相比，其增幅為50%至85%，這增大了 S02與固硫劑的有效接觸 面積，有利于煙氣中硫的脫除，且使用成本較低，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
[0008] 發(fā)明關(guān)鍵在于要達(dá)到更好固硫效果需要使復(fù)合固硫劑在800°C?1000°C高溫條 件下改性處理，使其熱解釋放出相關(guān)的催化物質(zhì)和固硫物質(zhì)。
[0009] 綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：可最大限度的利用煉銅所得廢渣，使所用復(fù)合固硫劑 成本降低，達(dá)到固硫和催化的雙重效果；像火電、鋼冶這樣以燃煤為主的行業(yè)，其燃料燃燒 后排放含有大量對(duì)大氣環(huán)境有嚴(yán)重污染硫氧化物，采用本發(fā)明的復(fù)合固硫劑能夠達(dá)到很好 的固硫效果。
[0010] 通過(guò)在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的固硫效率實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合固硫劑的固硫率范圍為：濕法 固硫在85. 98%?96. 69%之間，半干法固硫在57. 28%?83. 84%之間，干法固硫在45. 00%? 63. 99% 之間。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是本發(fā)明復(fù)合固硫劑(銅渣為10%)在不同溫度下的XRD檢測(cè)結(jié)果，其中a為 CaC0 3;b 為 CaMg(C0 3)2;c 為 Fe 2Si04;d 為 MgO ;e 為 CaO ;f 為 Fe 304;g 為 Fe 203;h 為 Si02; 圖2是加入銅渣比例不同時(shí)，CaC03/TZ復(fù)合固硫劑質(zhì)量隨溫度T以及加熱時(shí)間t的變 化關(guān)系圖，其中A為復(fù)合固硫劑質(zhì)量隨溫度T變化關(guān)系圖；B為復(fù)合固硫劑質(zhì)量隨加熱時(shí)間 t的變化關(guān)系圖； 圖3是CaC03& CaCO 3/TZ復(fù)合固硫劑吸熱量隨溫度變化的關(guān)系； 圖4是碳酸鈣/銅渣復(fù)合固硫劑在不同溫度下的BET比表面積結(jié)果； 圖5是原銅渣放大3. 00kx、6. OOkx、10. OOkx后的SEM圖； 圖6是碳酸鈣/銅渣復(fù)合固硫劑不同溫度煅燒后的SEM圖，其中a為常溫（24°C)，b為 800°C、c 為 900°C、d 為 1000°C。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面通過(guò)具體實(shí)施對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi) 容。
[0013] 實(shí)施例1 :本復(fù)合固硫劑組成物及質(zhì)量百分比為：銅渣（TZ) 5%、碳酸鈣95% ;銅渣 10%、碳酸鈣90% ;銅渣20%、碳酸鈣80%。其中銅渣是云南某銅業(yè)公司銅礦艾薩爐熔煉貧化電 爐分離出來(lái)的工業(yè)廢渣，本實(shí)施例銅渣的化學(xué)組成和銅渣主要礦物的含量如表1和表2所 /_J、i〇
[0014] 表1 :銅渣的化學(xué)組成
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種復(fù)合固硫劑，其特征在于組成物及質(zhì)量百分比為：銅渣5%?45%，鈣基55%? 95%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合固硫劑，其特征在于：鈣基為碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣 中一種或幾種的混合物。
3. 權(quán)利要求1所述復(fù)合固硫劑在煙氣固硫中的應(yīng)用，其特征在于：復(fù)合固硫劑需要在 800°C?1000°C條件下對(duì)其進(jìn)行改性。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合固硫劑在煙氣脫硫中的應(yīng)用，其特征在于：復(fù)合固硫劑 用于濕法固硫、半干法固硫或干法固硫。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合固硫劑，其組成物及質(zhì)量百分比為銅渣5%～45%，鈣基55%～95%，該復(fù)合固硫劑主要應(yīng)用于燃煤電廠、冶金等行業(yè)的煙氣脫硫中。鈣基/銅渣復(fù)合固硫劑在800℃～1000℃時(shí)，其比表面積增加，使煙氣中的SO2與鈣基/銅渣復(fù)合固硫劑的接觸面積增大。通過(guò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)鈣基/銅渣復(fù)合固硫劑固硫效率的測(cè)定，結(jié)果表明鈣基/銅渣復(fù)合固硫劑的固硫率范圍為：濕法在85.98%～96.69%之間，半干法在57.28%～83.84%之間，干法在45.00%～63.99%之間。固硫劑中由于銅渣的加入，有利于脫硫反應(yīng)的提前進(jìn)行，延長(zhǎng)脫硫反應(yīng)時(shí)間，有利于SO2的脫除且降低能耗使固硫劑成本降低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。本發(fā)明的意義在于提出一種對(duì)煉銅后拋棄的銅渣再利用的方法。
【IPC分類】B01D53-50
【公開(kāi)號(hào)】CN104548892
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410787984
【發(fā)明人】李瑛 , 顏小禹, 張恒, 賴立踐, 陳捷, 李范范, 董委
【申請(qǐng)人】昆明理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月18日