[發(fā)明專利]一種氯化氫鎂基吸附劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010421735.7
• 申請(qǐng)日: 2020-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111603902A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳匯哲;陳奔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D53/50
• 分類號(hào): B01D53/50;B01D53/62;B01D53/68;B01D53/81;C01F5/00;C04B2/10
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 石超群

本發(fā)明屬于環(huán)境污染防治與潔凈煤燃燒技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氯化氫鎂基吸附劑及其制備方法；包括以下步驟：(1)將菱鎂礦研磨成粉末，在一定溫度下煅燒一定時(shí)間，得到以氧化鎂為主要成分的粉末；(2)將步驟(1)得到的煅燒產(chǎn)物投入到氯化鈉和硝酸錳的混合水溶液中，攪拌至混合均勻；(3)將步驟(2)得到的混合物在一定溫度下干燥，得到氯化氫鎂基吸附劑。通過(guò)本發(fā)明的制備方法得到的氯化氫鎂基吸附劑能夠保持良好的穩(wěn)定性，具有良好的酸性氣體吸附能力。在鎂基吸附劑吸收氯化氫的實(shí)驗(yàn)中，本發(fā)明的方法制備的鎂基吸附劑的氯化氫吸附效果比未改性的鎂基吸附劑的吸附效果好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境污染防治與潔凈煤燃燒技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氯化氫鎂基吸附劑及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，生物質(zhì)、垃圾衍生燃料(RDF)、醫(yī)療廢棄物的燃燒或氣化發(fā)電技術(shù)受到廣泛重視，該技術(shù)不僅有效處理了固體廢棄物，解決了污染問(wèn)題，而且能夠?qū)崿F(xiàn)這些廢棄物的資源化利用。垃圾焚燒技術(shù)具有減量、無(wú)害化、供熱、發(fā)電等優(yōu)點(diǎn)成為如今垃圾處理的主要方式但垃圾成分復(fù)雜，焚燒過(guò)程中不可避免地要產(chǎn)生二次污染，其中氯是生活垃圾焚燒中造成二次污染的重要元素之一。煤與生物質(zhì)混燒、煤與RDF混燒能實(shí)現(xiàn)化石能源與可再生能源綜合利用，是一種低風(fēng)險(xiǎn)、低成本的可再生能源利用方式。不僅解決了單一生物質(zhì)或垃圾衍生燃料燃燒效率低、規(guī)模小等問(wèn)題,又能節(jié)約化石燃料。

大多數(shù)煤中氯含量低于0.05％，而有少數(shù)煤中的氯含量高于0.3％，稱之為高氯煤。生物質(zhì)中的氯含量遠(yuǎn)高于普通煤，氯含量高于1％的植物較多。RDF和醫(yī)療廢棄物中含有大量PVC,PVC中氯元素的質(zhì)量含量為53.4％,導(dǎo)致RDF中的氯含量常高于3％，醫(yī)療廢棄物氯含量一般大于30％。研究表明，含氯燃料燃燒或氣化過(guò)程中大部分氯元素以HCl形式析出，導(dǎo)致煙氣或合成氣中HC1濃度較高118]。Porbatzki等研究發(fā)現(xiàn)，稻草氣化時(shí)HCl濃度可達(dá)0.1％。RDF焚燒爐煙氣中的HCI濃度可達(dá)0.02-0.1％，燃燒醫(yī)療廢棄物時(shí)HCl濃度0.02-0.15％。煤與生物質(zhì)混燒、煤與垃圾衍生燃料混燒釋放的HCI量受燃料的混合比例影響變化較大。

HCl造成金屬受熱面嚴(yán)重腐蝕，威脅鍋爐安全運(yùn)行，并且對(duì)生態(tài)環(huán)境造成較大危害。HCI會(huì)促進(jìn)有機(jī)劇毒污染物PCDDs/Fs(二惡英/呋喃)的生成。HCl的脫除對(duì)于保證鍋爐的安全性、經(jīng)濟(jì)性和污染物零排放具有極為重要的意義。

常用的脫氯技術(shù)分為燃燒中固氯和燃燒后脫氯。燃燒中固氯是指預(yù)先在燃料中摻入吸收劑或者向燃燒室內(nèi)噴入吸收劑從而在燃燒過(guò)程中實(shí)現(xiàn)HCI的脫除。燃燒后脫氯則是指在除塵器前的煙道中通過(guò)噴射吸收劑堿液淋洗等方法脫除HCl.鈣基吸附劑和鎂基吸附劑是常見(jiàn)的脫氯吸附劑，其脫除HCl的主要反應(yīng)如式如下：

MgO+HCl→MgClOH

MgClOH+HCl→MgCl₂+H₂O

技術(shù)具有多種優(yōu)點(diǎn)：1、吸收劑前驅(qū)物在自然界中儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉；2、具有優(yōu)越的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性；3、理論上具有相對(duì)較高的HCl吸收容量4、無(wú)需改組現(xiàn)有的鍋爐機(jī)組；5、該技術(shù)的成本低，具有良好的商業(yè)應(yīng)用前景；6、該方法環(huán)境友好，不會(huì)產(chǎn)生任何二次污染。

對(duì)于采用爐內(nèi)氧化鎂吸收燃煤尾氣中的氯化氫，普通鎂基吸附劑的轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率較慢，而吸附劑在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間有限，鈣基吸附劑只吸收劑了少量氯化氫后，就和煤渣一起排出反應(yīng)器。所以，提高鎂基吸收劑的轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率對(duì)降低爐內(nèi)氧化鎂脫氯化氫的運(yùn)行成本具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種氯化氫鎂基吸附劑，主要用于提高基于MgO的吸附劑的轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率，解決吸附劑轉(zhuǎn)化率低的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種氯化氫鎂基吸附劑的制備方法，制備工藝簡(jiǎn)便，易于調(diào)節(jié)。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)目的之一所采用的方案是：一種氯化氫鎂基吸附劑的制備方法，包括以下步驟：