一种二氧化硫脱硫剂及其应用的制作方法

1.本发明属于水泥熟料生产用的添加剂领域，具体涉及一种二氧化硫脱硫剂及其应用。


背景技术：

2.二氧化硫气体是无色有强烈刺激性气味的酸性气体，在潮湿空气中对金属材料有微弱腐蚀性，其具有还原性也有氧化性，在空气中也易被催化氧化成进而形成硫酸。大量二氧化硫废气的排放直接导致了空气质量的急剧下降并造成进一步的酸雨灾害。水泥熟料生产时尾气中含有二氧化硫，直接排放到大气中会造成污染，因此研究一种高效吸收、脱硫的方法具有重要的现实意义。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提供了一种二氧化硫脱硫剂，包括固硫剂、金属氧化物、助剂、分散剂、活性剂和水。
4.优选的，所述固硫剂选自氢氧化钙、碳酸氢钠、氧化钙、碳酸钡中的一种或多种。
5.优选的，所述固硫剂选自氢氧化钙和氧化钙。
6.优选的，所述金属氧化物选自二氧化锰、二氧化钛、氧化铈、三氧化二铝、氧化镁中的一种或多种。
7.优选的，所述分散剂选自氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾中的一种或多种。
8.优选的，所述活性剂选自吐温、聚氧乙烯胺、聚氧乙烯酰胺中的至少一种。
9.优选的，所述助剂选自尿素、乙铵、三乙烯二胺、六亚甲基四胺、苯二胺、丁内酰胺中的一种或多种。
10.优选的，所述固硫剂和金属氧化物的重量比为4～10：1。
11.优选的，所述脱硫剂中水的质量分数为5～10％。
12.本发明还提供了所述的二氧化硫脱硫剂的应用，所述的脱硫剂组合物在水泥熟料生产时尾气脱硫上的应用。
13.与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：
14.(1)本发明提供了一种二氧化硫脱硫剂，制备方法简单，使用方便，价格低廉，环保无污染。
15.(2)本发明通过将多种组分进行复配，提升了脱硫剂的脱硫效果，并且使用时不会出现结窑、结皮现象。
16.(3)本发明通过在脱硫剂中添加合适量的水分，通过助剂、分散剂、活性剂的协同作用，使溶解在水溶液中的钙离子数量增加，提高了脱硫效率。
具体实施方式
17.结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发
明的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本技术所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本技术中提供的任何定义不一致，则以本技术中提供的术语定义为准。
18.本发明提供了一种二氧化硫脱硫剂，包括固硫剂、金属氧化物、助剂、分散剂、活性剂和水。
19.在一种优选的实施方式中，所述固硫剂选自氢氧化钙、碳酸氢钠、氧化钙、碳酸钡中的一种或多种。
20.在一种优选的实施方式中，所述固硫剂选自氢氧化钙和氧化钙。
21.在一种优选的实施方式中，所述金属氧化物选自二氧化锰、二氧化钛、氧化铈、三氧化二铝、氧化镁中的一种或多种。
22.在一种优选的实施方式中，所述分散剂选自氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾中的一种或多种。
23.在一种优选的实施方式中，所述活性剂选自吐温、聚氧乙烯胺、聚氧乙烯酰胺中的至少一种。
24.在一种优选的实施方式中，所述助剂选自尿素、乙铵、三乙烯二胺、六亚甲基四胺、苯二胺、丁内酰胺中的一种或多种。
25.本发明的脱硫剂除了固硫剂、金属氧化物、助剂，还包括分散剂、活性剂，发明人通过组分的复配提高了脱硫剂的脱硫效果，尤其是当固硫剂选自氢氧化钙和氧化钙时，脱硫效果最优。发明人推测是：通过添加分散剂和活性剂，降低了固硫剂颗粒表面气孔因硫酸钙的生成而逐渐变小的问题，疏通了孔隙，有利于反应气体向其内部的扩散。
26.在一种优选的实施方式中，所述固硫剂和金属氧化物的重量比为4～10：1。
27.发明人发现固硫剂和金属氧化物的重量比为4～10：1的脱硫效果最好，发明人推测是在本发明的体系中，固硫剂和金属氧化物合适的配比更有利与二氧化硫反应的进行，尤其提升了初始时与二氧化硫反应速度。不同种类的脱硫剂反应性能差异很大,发明人对不同脱硫剂品种进行选择，保证脱硫运行的效果和经济性，使脱硫剂的反应活性最高、脱硫性能最好。
28.在一种优选的实施方式中，所述脱硫剂中水的质量分数为5～10％。
29.本发明中水的质量分数为5～10％，提升了脱硫效率。发明人推测水分覆盖在脱硫剂表面，使溶解在水溶液中的钙离子数量增加，脱硫产物生成速率加快，使脱硫剂表面迅速形成产物层，扩散阻力增加速率很快，脱硫反应速率与扩散速率差值变小，脱硫效率增大。
30.本发明还提供了所述的二氧化硫脱硫剂的应用，所述的脱硫剂组合物在水泥熟料生产时尾气脱硫上的应用。
31.在一种优选的实施方式中，所述脱硫剂占生料质量的0.04～0.10％。
32.本发明中吐温80购自默克sigma-aldrich，尿素购自麦克林。
33.实施例1
34.本发明提供了一种二氧化硫脱硫剂，包括以下质量份数的组分：74.5％固硫剂、15％金属氧化物、1％助剂、0.5％分散剂、1％活性剂和8％水。
35.所述固硫剂选自氢氧化钙和氧化钙。所述氢氧化钙和氧化钙质量比为1：1。
36.所述金属氧化物选自二氧化锰、二氧化钛和氧化铈。所述二氧化锰、二氧化钛和氧
化铈的质量比为1：1：1。
37.所述分散剂选自氢氧化钠。
38.所述活性剂选自吐温80。
39.所述助剂选自尿素、乙铵、三乙烯二胺。所述尿素、乙铵、三乙烯二胺的质量比为1：1：1。
40.所述二氧化硫脱硫剂的制备方法：将固硫剂、金属氧化物、助剂、分散剂、活性剂混合，然后添加水，在在水合反应器中充分搅拌2h后制得。
41.实施例2
42.本发明提供了一种二氧化硫脱硫剂，包括以下质量份数的组分：74.5％固硫剂、15％金属氧化物、1％助剂、0.5％分散剂、1％活性剂和8％水。
43.所述固硫剂选自氢氧化钙、碳酸氢钠。所述氢氧化钙、碳酸氢钠的质量比1：1。
44.所述金属氧化物选自二氧化锰。
45.所述分散剂选自碳酸钠、氢氧化钾。碳酸钠、氢氧化钾的质量比为1：1。
46.所述活性剂选自吐温80。
47.所述助剂选自尿素、乙铵、三乙烯二胺。尿素、乙铵、三乙烯二胺质量比为1：1：1。
48.所述二氧化硫脱硫剂的制备方法：将固硫剂、金属氧化物、助剂、分散剂、活性剂混合，然后添加水，在在水合反应器中充分搅拌2h后制得。
49.实施例3
50.本发明提供了一种二氧化硫脱硫剂，包括以下质量份数的组分：74.5％固硫剂、15％金属氧化物、1％助剂、0.5％分散剂、1％活性剂和8％水。
51.所述固硫剂选自氢氧化钙、碳酸氢钠、氧化钙、碳酸钡。氢氧化钙、碳酸氢钠、氧化钙、碳酸钡的质量比为1：1：1：1。
52.所述金属氧化物选自二氧化锰、二氧化钛、氧化铈、三氧化二铝、氧化镁。二氧化锰、二氧化钛、氧化铈、三氧化二铝、氧化镁的质量比为1：1：1：1：1。
53.所述分散剂选自氢氧化钠。
54.所述活性剂选自吐温80。
55.所述助剂选自尿素、乙铵、三乙烯二胺。尿素、乙铵、三乙烯二胺的质量比为1：1：1。
56.所述二氧化硫脱硫剂的制备方法：将固硫剂、金属氧化物、助剂、分散剂、活性剂混合，然后添加水，在在水合反应器中充分搅拌2h后制得。
57.实施例4
58.本发明提供了一种二氧化硫脱硫剂，包括以下质量份数的组分：74.5％固硫剂、15％金属氧化物、1％助剂、0.5％分散剂、1％活性剂和8％水。
59.所述固硫剂选自氢氧化钙和氧化钙。氢氧化钙和氧化钙的质量比为1：1。
60.所述金属氧化物选自二氧化锰、二氧化钛和氧化铈。二氧化锰、二氧化钛和氧化铈的质量比为1：1：1。
61.所述分散剂选自氢氧化钠。
62.所述活性剂选自吐温80、聚氧乙烯胺。吐温80、聚氧乙烯胺的质量比为1：1。
63.所述助剂选自乙铵。
64.所述二氧化硫脱硫剂的制备方法：将固硫剂、金属氧化物、助剂、分散剂、活性剂混
合，然后添加水，在在水合反应器中充分搅拌2h后制得。
65.对比例1
66.本发明提供了一种二氧化硫脱硫剂，包括以下质量份数的组分：74.5％固硫剂、15％金属氧化物、1％助剂、0.5％分散剂、1％活性剂和8％水。
67.所述固硫剂选自氢氧化钙和氧化钙。氢氧化钙和氧化钙的质量比为1：1。
68.所述金属氧化物选自二氧化锰、二氧化钛和氧化铈。二氧化锰、二氧化钛和氧化铈的质量比为1：1：1。
69.所述分散剂选自氢氧化钠。
70.所述活性剂选自吐温80。
71.所述助剂选自尿素、乙铵、三乙烯二胺。尿素、乙铵、三乙烯二胺的质量比为1：1：1。
72.所述二氧化硫脱硫剂的制备方法：将固硫剂、金属氧化物、助剂、分散剂、活性剂混合，然后添加水，在在水合反应器中充分搅拌2h后制得。
73.对比例2
74.本发明提供了一种二氧化硫脱硫剂，包括以下质量份数的组分：77.5％固硫剂、19％金属氧化物、1％助剂、0.5％分散剂、1％活性剂和1％水。
75.所述固硫剂选自氢氧化钙和氧化钙。氢氧化钙和氧化钙的质量比为1：1。
76.所述金属氧化物选自二氧化锰、二氧化钛和氧化铈。二氧化锰、二氧化钛和氧化铈的质量比为1：1：1。
77.所述分散剂选自氢氧化钠。
78.所述活性剂选自烷基二甲基甜菜碱。
79.所述助剂选自尿素、乙铵、三乙烯二胺。尿素、乙铵、三乙烯二胺的质量比为1：1：1。
80.所述二氧化硫脱硫剂的制备方法：将固硫剂、金属氧化物、助剂、分散剂、活性剂混合，然后添加水，在在水合反应器中充分搅拌2h后制得。
81.对比例3
82.本发明提供了一种二氧化硫脱硫剂，包括以下质量份数的组分：84.5％固硫剂、5％金属氧化物、1％助剂、0.5％分散剂、1％活性剂和8％水。
83.所述固硫剂选自氢氧化钙和氧化钙。氢氧化钙和氧化钙的质量比为1：1。
84.所述金属氧化物选自二氧化锰、二氧化钛和氧化铈。二氧化锰、二氧化钛和氧化铈的质量比为1：1：1。
85.所述分散剂选自氢氧化钠。
86.所述活性剂选自吐温80。
87.所述助剂选自尿素、乙铵、三乙烯二胺。尿素、乙铵、三乙烯二胺的质量比为1：1：1。
88.所述二氧化硫脱硫剂的制备方法：将固硫剂、金属氧化物、助剂、分散剂、活性剂混合，然后添加水，在在水合反应器中充分搅拌2h后制得。
89.对比例4
90.本发明提供了一种二氧化硫脱硫剂，包括以下质量份数的组分：74.5％固硫剂、15％金属氧化物、2％助剂、0.5％分散剂和8％水。
91.所述固硫剂选自氢氧化钙和氧化钙。氢氧化钙和氧化钙的质量比为1：1。
92.所述金属氧化物选自二氧化锰、二氧化钛和氧化铈。二氧化锰、二氧化钛和氧化铈
的质量比为1：1：1。
93.所述分散剂选自氢氧化钠。
94.所述助剂选自尿素、乙铵、三乙烯二胺。尿素、乙铵、三乙烯二胺的质量比1：1：1。
95.所述二氧化硫脱硫剂的制备方法：将固硫剂、金属氧化物、助剂、分散剂、活性剂混合，然后添加水，在在水合反应器中充分搅拌2h后制得。
96.对比例5
97.本发明提供了一种二氧化硫脱硫剂，包括以下质量份数的组分：68.5％固硫剂、9％金属氧化物、1％助剂、0.5％分散剂、1％活性剂和20％水。
98.所述固硫剂选自氢氧化钙和氧化钙。氢氧化钙和氧化钙的质量比为1：1。
99.所述金属氧化物选自二氧化锰、二氧化钛和氧化铈。二氧化锰、二氧化钛和氧化铈的质量比为1：1：1。
100.所述分散剂选自氢氧化钠。
101.所述活性剂选自吐温80。
102.所述助剂选自尿素、乙铵、三乙烯二胺。尿素、乙铵、三乙烯二胺的质量比为1：1：1。
103.所述二氧化硫脱硫剂的制备方法：将固硫剂、金属氧化物、助剂、分散剂、活性剂混合，然后添加水，在在水合反应器中充分搅拌2h后制得。
104.性能测试
105.在辽宁某5000t/d水泥窑中，生料喂料量360t/h，so2排放本底值1200mg/nm3。使用本发明实施例和对比例制得的脱硫剂在相同条件下对该生产线脱硫，脱硫剂占生料质量的0.05％，测定二氧化硫排放浓度。
106.表1性能测试结果
107.项目so2排放浓度(mg/nm3)是否达标实施例189达标实施例285达标实施例380达标实施例491达标对比例1256不达标对比例2231不达标对比例3211不达标对比例4229不达标对比例5222不达标
108.同时观使用本发明实施例制备的脱硫剂进行脱硫未出现结窑、结皮现象。
109.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。