[發(fā)明專利]用于煙氣脫硫的伽瑪型三氧化二鋁膜改性污泥活性炭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810052479.8
• 申請日: 2008-03-20
• 公開（公告）號: CN101244380A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范曉丹;張襄楷
• 申請（專利權(quán)）人: 天津城市建設(shè)學(xué)院
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;B01J20/20;C01B31/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所
• 代理人: 曹玉平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于煙氣脫硫的活性炭，尤其涉及低濃度煙氣脫硫的伽瑪型三氧化二鋁膜改性污泥活性炭。

背景技術(shù)

隨著國際社會對廢水排放及資源保護要求的提高，新的污水處理廠不斷建立。處理污水的同時也產(chǎn)生了大量的污泥，其數(shù)量約占處理水量的0.3％～0.5％左右(以含水率為97％計算)，這些污泥不穩(wěn)定、易腐敗、有惡臭。城市污水處理廠產(chǎn)生的大量污泥，經(jīng)過沉淀、濃縮、消化、脫水及最終處置等常規(guī)污泥處理和處置工藝，需要大量的基建投資和較高的運行費用，其運行費用約占污水處理廠總運行費用的40％～65％左右。2004年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，我國已建成并投入運營的污水處理廠已超過700座，日污水處理能力約4500萬噸，現(xiàn)年排放污泥量(干重)約130萬噸，且每年仍已10％左右的增幅增長。隨著污水處理廠運行效率的逐漸提高和新的污水處理廠的逐步建成，我國城市污泥每年排放污泥量(干重)最終估計將提高到840力噸，占我國總固體廢棄物排放量的3.2％。特別是對于天津市這種大城市，如何處置污泥是全球所面臨的緊迫問題。

由于污水處理廠未經(jīng)消化的污泥中揮發(fā)性固體和蛋白質(zhì)分別占總干固體質(zhì)量的60～80％和22～41％，因此未經(jīng)消化的污泥中有機碳含量高。近幾年，對污泥制備活性炭方面進行了一些實驗研究。目前所制備的污泥活性炭孔徑較大，一般為大孔或中孔，比表面積較小，適合吸附大分子，所以將其用于脫色吸附實驗的較多。余蘭蘭、鐘秦將所制得的污泥活性炭用于煙氣脫硫，研究了煙氣中二氧化硫濃度、流速及溫度等吸附條件對脫硫率的影響，但是其脫硫效率遠低于商品活性炭。而污泥制備活性炭的研究還處于實驗階段，尤其是制備脫硫用污泥活性炭的報道很少，而且制得的大部分污泥活性炭吸附和脫硫性能不很理想，限制了其應(yīng)用。本發(fā)明人也曾在中國200610130548.3專利申請中公開了一種用于煙氣脫硫的污泥活性炭的制備方法，但其應(yīng)用性能有待進一步提高。

為了能吸附大量的氣態(tài)或液態(tài)化學(xué)物質(zhì)，活性炭的表面結(jié)構(gòu)尤為重要。關(guān)于煤質(zhì)或瀝青基脫硫活性炭的改性的研究較多，通過表面改性可改變活性炭表面含氧官能團的種類和數(shù)量，從而影響其脫硫活性。但是，由于采用的原料和制備方法的差異，對于吸附性能還較低的污泥活性炭，其表面含氧官能團主要是羧基、內(nèi)酯、羰基，其中羧基顯示酸性，這不利于酸性氣體二氧化硫的吸附，還未見有關(guān)脫硫污泥活性炭改性的報道。因此，改性污泥活性炭，提高其脫硫性能，對促進污泥活性炭的應(yīng)用是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有的污泥活性炭的脫硫性能較差，采用吸附性能較好的伽瑪型三氧化二鋁膜對其改性，以提高其吸附脫硫性能。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)。

脫硫用伽瑪型三氧化二鋁膜改性污泥活性炭，其原料組分為AlCl₃·6H₂O和污水處理廠污泥；制備步驟如下：

①制備Al(OH)₃溶膠

將AlCl₃·6H₂O溶解于水溶劑中，制成0.1mol/L～0.5mol/L的均勻溶液，然后向以上溶液中滴入堿液并充分混合，調(diào)節(jié)溶液的酸堿性至pH為8～11，形成Al(OH)₃白色沉淀，經(jīng)過離心機對白色沉淀進行分離，再將制得的白色沉淀進行沉化處理，將處理后的白色沉淀置于去離子水溶劑中，用酸液調(diào)節(jié)酸堿度，調(diào)節(jié)pH值為3～6，再超聲分散，制成透明穩(wěn)定的0.13～0.3mol/L的Al(OH)₃溶膠。

②制備污泥活性炭

將干污泥放入炭化爐中，在200～800℃下炭化，采用氮氣隔絕空氣，氮氣流量為10～100L/h，加熱速率控制在5～35℃/min，炭化0.5～4h，制得炭化料；再將制得的炭化料在200～1000℃下活化，采用流量為10～100L/h的水蒸汽，加熱速率控制在5～35℃/min，活化0.5～4h，制得污泥活性炭。

③制備伽瑪型三氧化二鋁膜改性污泥活性炭

將污泥活性炭浸入上述溶膠內(nèi)，在溶膠內(nèi)停留12～36小時后，再取出，經(jīng)干燥后形成凝膠膜，將此凝膠膜通入流量為10～100L/h的氮氣，再經(jīng)400℃～700℃焙燒而制得伽瑪型三氧化二鋁膜改性污泥活性炭。

所述步驟①的滴入堿液并充分混合后的pH值為8.5，用酸液調(diào)節(jié)酸堿度的pH值為3。

所述步驟②的炭化溫度為400℃，炭化時間1h；活化溫度為500℃，活化時間1h。

所述步驟③的污泥活性炭浸入溶膠內(nèi)的停留時間為24小時，焙燒溫度為400℃。