[发明专利]一种用于烟气脱硫脱硝的复合改性活性炭及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于烟气脱硫脱硝的复合改性活性炭及其制备方法，属于固废资源利用领域。该复合改性活性炭包括复合改性剂、复合助磨剂、盐酸、活性炭、无水乙醇和水。本发明解决了现有技术利用活性炭负载金属活性位进行改性提高活性炭对硫化物、氮氧化物转化效率，导致活性炭生产与失活后处理成本较高；活性炭机械强度低且易粉化、着火点低；以煤矸石硬度大，导致其难磨的问题，降低了改性活性炭的生产成本20％～30％，提高了其市场竞争力与应用范围。利用烧结法赤泥与煤矸石的混合物对活性炭进行改性制备烟气脱硫脱硝性能优越且价格低廉的复合改性活性炭，拓展了烧结法赤泥与煤矸石的高附加值应用，实现“以废治废”的新思路。

技术领域

本发明属于固废资源利用领域，具体涉及一种利用烧结法赤泥与煤矸石的复合微粉对活性炭进行改性，并且用于烟气脱硫脱硝的复合改性活性炭及其制备方法。

背景技术

钢铁工业既是国家经济建设的支撑产业，也是对环境影响重大的高污染产业。钢铁工业中SO₂排放量、氮氧化物排放量分别占全国排放量的9.3％于5.6％，其中烧结工序是主要的SO₂、氮氧化物排放环节。近年来，随着我国对污染物(如：SO₂、氮氧化物等)排放限值的进一步控制，迫使钢铁企业设计开发或引进先进污染物控制技术用于烧结烟气净化，如将火电厂烟气脱硫脱硝工艺用于钢铁企业烧结烟气净化，但是由于钢铁企业烧结烟气排放特点的原因并且取得理想效果。因此研发适合烧结烟气排放特点的联合脱硫脱硝一体化工艺已经成为钢铁企业关注的焦点，其中利用活性炭用于烧结烟气的脱硫脱硝已经在国内大型钢铁公司得到成功应用，但是在运行过程中所用活性炭的运行成本高、机械强度低且易粉化、着火点低存在烧塔风险，同时活性炭对氮氧化物的吸附效果受到SO₂的影响，上述问题的存在极大的限制了活性炭干法烟气净化技术在钢铁企业烧结烟气净化技术中的推广。

利用活性炭负载金属活性位进行改性是提高活性炭对硫化物、氮氧化物转化效率的有效手段，但是活性炭负载金属多为金属氧化物，导致活性炭生产与失活后处理的成本较高。烧结法赤泥是氧化铝生产过程中产生的废渣，其主要组份是SiO₂、CaO、Fe₂O₃、Al₂O₃、Na₂O、TiO₂、MgO等，还含有灼碱成份和微量有色金属，其中CaO(37.2％～51.8％)、Al₂O₃(4.5％～8.5％)与Fe₂O₃(7.8％～14.4％)的含量较高；煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，主要成分是Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)，其中Al₂O₃(16.4％～36.7％)、SiO₂(52.1％～65.5％)、Fe₂O₃(2.8％～14.6％)的含量较高。如果利用烧结法赤泥与煤矸石中含有的碱性物质与金属氧化物对活性炭进行改性处理，不仅解决改性活性炭用于烟气脱硫脱硝的成本问题，而且拓展了烧结法赤泥与煤矸石的高附加值应用，实现“以废治废”的新思路。

发明内容

为了解决利用活性炭负载金属活性位进行改性提高活性炭对硫化物、氮氧化物转化效率，导致活性炭生产与失活后处理成本较高；活性炭机械强度低且易粉化、着火点低；以煤矸石硬度大，导致其难磨的问题。本发明利用烧结法赤泥与煤矸石的复合微粉对活性炭进行改性获得复合改性活性炭，同时对粉磨速度、粉磨时间、超声功率、超声分散时间、烘干温度、煅烧温度、焙烧时间等进行控制，以期实现烧结法赤泥与煤矸石的高附加值循环利用，获得烟气脱硫脱硝性能优越且成本低廉的复合改性活性炭。