[發明專利]一種鈣基脫碳脫硫劑及其改性方法和應用

有效

• 申請號: 201410419064.5
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104190363A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 陸建剛;曹雙;孫云杰;高柳;許正文;陳敏東;王讓會
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;B01D53/04
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

技術領域：

本發明涉及氣固分離領域，特別是涉及煙氣的脫碳脫硫領域，更為具體的說是涉及一種鈣基脫碳脫硫劑改性方法。

背景技術：

燃煤電廠、冶金行業等煙氣中含有CO₂和SO₂等酸性氣體，SO₂是大氣主要污染物之一，是酸雨的形成源，CO₂是主要溫室氣體，是目前引起氣候變化的主因之一。隨著環境保護對大氣污染物排放要求的日益提高,在煙氣凈化過程中,如何高效合理地選用脫碳脫硫工藝,以較低投資和運行費用達到煙氣脫碳脫硫的凈化目的，既使煙氣中SO₂排放符合國家排放標準的規定，又能降低CO₂排放量，是目前燃煤電廠、冶金行業等健康發展的關鍵問題。因此，各種高性能CO₂和SO₂捕集劑的開發是此領域研究的主題之一，近幾年來，鈣基吸附劑由于其獨特的性能一直是本領域研究與開發的熱門課題。

對于同一種煙氣，脫碳和脫硫是分別進行的,目前已實現工業化的煙氣脫碳主要是胺法(即MEA洗滌法)，屬于濕法。煙氣脫硫按脫硫劑的種類常見的方法有：以CaCO₃(石灰石)為基礎的鈣法，以MgO為基礎的鎂法，以Na₂SO₃為基礎的鈉法，以NH₃為基礎的氨法，以有機堿為基礎的有機堿法。世界上90％以上的商業化煙氣脫硫采用鈣法脫硫技術，鈣法分為濕法、干法和半干(半濕)法。濕法技術是采用含有吸收劑的溶液或漿液處理煙氣，該法具有脫碳脫硫反應速度快、設備簡單、脫除效率高等優點，但普遍存在腐蝕嚴重、運行維護費用高及造成二次污染等問題。干法脫硫技術是吸收過程和產物的處理均在無水狀態下進行，該法具有無廢酸污水排出、設備腐蝕較輕，煙氣溫度無明顯降低、二次污染少等優點，但存在脫硫效率低，反應速度較慢、設備龐大等問題。另外，還有半干法脫硫技術是指脫硫劑在干燥狀態下脫硫、在濕狀態下再生(如水洗活性炭再生流程)，或者在濕狀態下脫硫、在干狀態下處理脫硫產物(如噴霧干燥法)的煙氣脫硫技術。特別是在濕狀態下脫硫、在干狀態下處理脫硫產物的半干法，以其既有濕法脫硫反應速度快、脫硫效率高的優點，又有干法無污水廢酸排出、脫硫后產物易于處理的優勢而受到人們廣泛的關注。在干法化學吸收煙氣中硫和碳氧化物中，吸收(吸附)劑的性能從根本上決定了CO₂和SO₂捕集操作的效率，因而對吸收(吸附)劑的性能有很高的要求。對于煙氣進行化學吸收CO₂和SO₂的過程，為了強化傳質過程，提高脫除效率，提高鈣的利用率，降低設備的投資和運行費用，對吸收(吸附)裝置和操作過程也提出了一定的要求。

鈣基吸附劑在工業應用具有很大優勢，其可實現碳硫捕集，CO₂和SO₂的直接封存，具有捕集效率高，節能，原料價格低廉，吸附劑成本低，經濟性高等優點。但鈣基吸附劑在吸附過程中，其捕集能力會逐漸衰減，吸附劑在較高溫度時引起燒結，吸附能力惡化。可見吸附劑在微觀結構和屬性上，如表面積、孔體積和結構以及表面積，都會對反應特性造成影響。吸附劑的初始反應活性是重要的，其捕集特性起著重要的作用。因此，為了提高吸附劑的反應活性和減少吸附劑用量，改善鈣基吸附劑的微觀結構是一重要途徑。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種煙氣脫除CO₂和SO₂鈣基吸附劑，該吸附劑有效地提高鈣基吸附劑吸附容量和脫除效率。

本發明另一目的是提供的上述煙氣脫除CO₂和SO₂鈣基吸附劑的改性方法。

本發明還一目的是提供煙氣脫除CO₂和SO₂鈣基吸附劑的應用。

本發明的具體技術的方案如下：

一種鈣基脫碳脫硫劑改性方法，所述制備方法的步驟，制備步驟如下：

1)粉碎：將石灰石在粉碎機中粉碎成粉末；

2)煅燒：將上步粉末置于馬弗爐中，逐漸升溫至煅燒溫度，煅燒溫度為750-1100℃；在該溫度下煅燒30min，冷卻至室溫備用；