一种高炉煤气用赤泥基预处理剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于节能环保、资源循环利用，具体涉及高炉煤气净化领域，特别涉及一种高炉煤气用赤泥基预处理剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、赤泥是氧化铝生产过程中产生的强碱性工业固废，每生产1t氧化铝约产生1~2t赤泥。我国每年赤泥产量超1亿吨，综合利用率不足20%，累计堆存量已突破15亿吨，大量堆存易对环境造成严重危害，赤泥的资源化、高价值利用已成为行业亟待解决的问题。

2、在高炉煤气精脱硫领域，常规工艺通常采用脱氯—有机硫转化—无机硫吸附的技术路线，其中脱氯环节普遍使用铝基脱氯剂或钙基脱氯剂。其中，铝基脱氯剂存在成本高昂的缺陷，钙基脱氯剂仅对脱酸有效果、对有机硫无去除作用，均难以满足煤气低成本高效预处理的需求。

3、现有预处理剂大多仅针对酸性气体脱除设计，不具备脱酸+有机硫脱除的双重预处理功能，工艺路线长、处理成本高。同时，赤泥自身富含碱性组分，可用于酸性气体中和，但现有技术未能将赤泥资源化利用与高炉煤气精脱硫预处理有效结合，既造成固废资源浪费，又无法降低煤气净化成本。

4、综上，现有脱氯剂与预处理剂存在成本高、功能单一、无法兼顾脱酸与有机硫转化、赤泥资源化利用率低等问题，难以同时实现环保效益与经济效益。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高炉煤气用赤泥基预处理剂及其制备方法和应用，克服了现有高炉煤气预处理剂成本高、功能单一、有机硫转化效率低等不足，同时实现了拜耳法赤泥固废的高价值资源化利用，在保证预处理效果的前提下大幅降低材料成本，简化煤气精脱硫工艺路线，兼顾环保效益与经济效益。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、本发明第一方面提供了一种高炉煤气用赤泥基预处理剂，所述预处理剂按质量份数计，包括以下组分：

4、赤泥80~90份、粘结剂0.1~3份、活性组分3~5份、碱性调节剂5~10份、水3~5份；

5、所述赤泥为拜耳法赤泥，其中氧化钙含量10%~15%，氧化钠含量5%~10%；

6、所述活性组分为碳酸钾、氢氧化钾中的一种。

7、进一步的，所述碱性调节剂为氢氧化钙、氢氧化钠中的至少一种。

8、进一步的，所述粘结剂为瓜尔胶、硅酸钠、膨润土中的至少一种。

9、本发明第二方面提供了第一方面所述高炉煤气用赤泥基预处理剂的制备方法，包括以下步骤：

10、（1）将拜耳法赤泥在120~180℃下烘干12~24h，研磨至粒径50~100μm，得到赤泥粉体；

11、（2）将赤泥粉体、粘结剂、碱性调节剂混合均匀，得到干混物；

12、（3）向干混物中加入活性组分溶液，混合后挤压成条状前驱物；

13、（4）将条状前驱物养护24~36h，再于105~150℃下烘干4~8h，得到赤泥基预处理剂。

14、进一步的，步骤（2）中，物料混合均匀度≤5%。

15、进一步的，步骤（3）中，添加的溶液总量为干混物质量的30~40%。

16、进一步的，步骤（3）中，所述活性组分溶液为质量浓度10~15%的活性组分水溶液。

17、进一步的，步骤（3）中，所述条状前驱物的直径为φ4~7mm。

18、本发明第三方面提供了第一方面所述高炉煤气用赤泥基预处理剂的应用，其中，所述预处理剂用于高炉煤气净化，同时实现脱除酸性气体与有机硫转化。

19、进一步的，所述有机硫为cos。

20、本发明相比现有技术的有益效果为：

21、1、实现赤泥高价值资源化利用：本发明所述高炉煤气用赤泥基预处理剂以拜耳法赤泥为主要原料，大量消纳氧化铝工业固废，解决赤泥堆存环境污染问题，变废为宝；

22、2、成本显著降低：本发明所述高炉煤气用赤泥基预处理剂成本仅为传统铝基脱氯剂的50%，保护效果可达86%~96%，经济性突出；

23、3、双重功能集成：本发明所述高炉煤气用赤泥基预处理剂能够同时实现高炉煤气中酸性气体脱除与有机硫（cos）转化，替代单一功能脱氯剂，延长高炉煤气精脱硫后续工艺中的水解催化剂使用寿命；

24、4、催化选择性强：本发明所述高炉煤气用赤泥基预处理剂中，采用碳酸钾 / 氢氧化钾为活性组分，有机硫转化效率高，钙盐、钠盐替代后效果极差，证明钾盐为核心有效成分；

25、5、制备工艺简单、能耗低：本发明所述高炉煤气用赤泥基预处理剂在制备时，仅需低温烘干与成型，无需高温焙烧，能耗比高温焙烧工艺降低50%以上，适合工业化生产；

26、6、协同增效作用明显：本发明所述高炉煤气用赤泥基预处理剂中，赤泥基体与钾盐活性组分协同作用，有机硫转化效果优于单一载体或单一赤泥体系，催化效率更高。

1.一种高炉煤气用赤泥基预处理剂，其特征在于，所述预处理剂按质量份数计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的高炉煤气用赤泥基预处理剂，其特征在于，所述碱性调节剂为氢氧化钙、氢氧化钠中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的高炉煤气用赤泥基预处理剂，其特征在于，所述粘结剂为瓜尔胶、硅酸钠、膨润土中的至少一种。

4.一种如权利要求1~3任一项所述高炉煤气用赤泥基预处理剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，物料混合均匀度≤5%。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，添加的溶液总量为干混物质量的30~40%。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述活性组分溶液为质量浓度10~15%的活性组分水溶液。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述条状前驱物的直径为φ4~7mm。

9.权利要求1~3任一项所述高炉煤气用赤泥基预处理剂的应用，其特征在于，用于高炉煤气净化，同时实现脱除酸性气体与有机硫转化。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述有机硫为cos。