[發(fā)明專利]一種低成本高活性催化型脫硫活性焦及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410249897.1
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104028218A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣文舉;郭家秀;黃田
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01D53/86;B01D53/50
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 呂建平;郭萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于活性焦生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低成本高活性催化型脫硫活性焦及其制備方法。

背景技術(shù)

活性焦干法煙氣脫硫是控制SO₂排放最為有效的手段之一，其基本原理主要是利用活性焦的吸附特性，使煙氣中的SO₂與水和氧氣反應(yīng)生成硫酸并吸附在活性焦的表面，吸附飽和后通過再生回收利用硫資源。活性焦干法煙氣脫硫的關(guān)鍵是活性焦的性能，決定活性焦性能優(yōu)劣的因素有原料、成型工藝、炭化、活化工藝及添加劑等。

CN101485972A公開了一種煤基脫硫用活性焦的制備方法，該方法將第一類煤(褐煤)和第二類煤(煙煤或無煙煤)分別破碎成煤塊并研磨成煤粉，加入粘結(jié)劑和水后進行捏合制成煤膏，將煤膏擠壓成型制成圓柱狀炭柱后，進行干燥及炭化處理，篩分處理去除不合格的炭化料，合格的炭化料進行活化處理形成活化料，篩分處理去除不合格的活化料，即制成合格的煤基脫硫用活性焦。該方法存在以下不足：(1)該方法以褐煤為主要原料，褐煤本身灰分和水分含量較高，其灰分一般在10％以上，水分含量在20～30％之間，高灰分含量會抑制造孔作用從而影響產(chǎn)品的脫硫性能，而高含水量會導(dǎo)致脫硫活性焦產(chǎn)率低以及運輸成本增加；(2)為了維持原料適宜的揮發(fā)分、灰分和含水量，該方法采用配煤，制備過程中將褐煤粉、煙煤粉或者無煙煤粉加水和粘結(jié)劑后捏合成煤膏，混捏難以保證2種煤粉的混合均勻性，這會導(dǎo)致制備的脫硫活性焦產(chǎn)品性能不穩(wěn)定；(3)最終制備得到的活性焦硫容較低。

目前商業(yè)規(guī)模化應(yīng)用活性焦也存在著脫硫容量較低，再生頻繁，使用量大，導(dǎo)致脫硫裝置體積大，投資高，而且輸送和再生能耗高，運行成本高等問題。因此，有必要開發(fā)低成本高活性的改性活性焦材料，以提高脫硫性能，減少使用量，降低投資和運行費用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低成本高活性催化型脫硫活性焦及其制備方法，以解決目前使用的脫硫活性焦存在的脫硫容量低，再生頻繁，使用量大，運行成本高等問題。

本發(fā)明提供的低成本高活性催化型脫硫活性焦，是經(jīng)過活化處理的、主要組分為炭化煙煤和軟錳礦擠出成型的型料，其中錳的重量含量不低于1.6％，該脫硫活性焦的飽和硫容量為140～181mg/g，比表面積為319～363m²/g，碘值為344～393mg/g。脫硫活性焦中錳的重量含量優(yōu)先考慮為1.6～7.9％。

上述低成本高活性催化型脫硫活性焦的制備方法如下，主要包括以下步驟：

(1)炭化：將煙煤置于炭化爐中，在N₂保護下升溫至500～700℃，炭化反應(yīng)0.5～2h，然后在N₂保護下隨爐冷卻至室溫，得到煙煤炭化料；

(2)磨粉混料：分別將軟錳礦和煙煤炭化料粉碎成粉料，將軟錳礦粉料加入到100重量份的炭化料粉料中混合均勻，軟錳礦粉料的加入量為使所要制取的催化型脫硫活性焦中錳的重量含量不低于1.6％；

(3)捏合成型：向混合物料中加入9～12重量份的水，混合至物料中無粉料團聚體時，加入40～45重量份的煤焦油，在30～60℃充分混捏，將充分混捏后的物料擠出成型，烘干；

(4)活化：將烘干后的型料置于活化爐中，在N₂保護、通入水蒸汽的條件下升溫至750～950℃，活化反應(yīng)0.5～2h，然后在N₂保護下隨爐冷卻至室溫，即制備得到催化型脫硫活性焦。

上述方法以煙煤為基礎(chǔ)原料，由于煙煤具有較高揮發(fā)分含量和較低灰分含量，這有利于脫硫活性焦制備過程中的造孔作用和軟錳礦中金屬的沉積。

為了取得更好的技術(shù)效果，本發(fā)明還進一步采取了以下技術(shù)措施。

在上述方法步驟(2)中，軟錳礦粉料的加入量最好為使所要制取的催化型脫硫活性焦中錳的重量含量在1.6～7.9％范圍。

在上述方法中步驟(4)中，通入的水蒸汽優(yōu)先考慮以0.4～1.8mL/min的流量通入活化爐。

在上述方法步驟(2)中，優(yōu)先考慮將炭化料和軟錳礦粉碎成粒徑不超過150μm的粉料。

在上述方法步驟(1)和步驟(4)中，升溫的速率優(yōu)選為5～15℃/min。

在上述方法中，用于炭化的煙煤為粒徑不超過3mm的粒料煙煤。

在上述方法步驟(3)中，混捏時最好將物料混捏至呈泥膏狀再將其擠出成型。

在上述方法中，為了加工方便和節(jié)約加工成本，最好將混捏所得物料擠出成條狀料，再剪切為條料段。料條的直徑一般不大于5mm，料段的長度一般為0.5～5cm。