[发明专利]一种用于高炉煤气脱硫及重金属捕集的吸附剂及其制备和应用

说明书

本发明属于固体废物资源化利用及烟气污染治理技术领域，具体提供了一种用于高炉煤气脱硫及重金属捕集的吸附剂及其制备和应用。克服了现有技术中高炉煤气脱硫和重金属捕集效果差、成本高，以及赤泥利用率低、易造成污染的问题，充分利用赤泥中有效组分与生物质热解反应的耦合特性，开发出符合高炉煤气净化要求的吸附剂及配套工艺，并回收高炉煤气中的SO₂用于制酸，制备的吸附剂吸附饱和后可在惰性气体氛围或真空氛围热解再生，重复投入使用，该发明无论是从环境保护以及资源循环利用的角度来看，都具有重要的意义。

技术领域

本发明属于固体废物资源化利用及烟气污染治理技术领域，具体涉及一种高炉煤气脱硫及重金属捕集的吸附剂及其制备和使用方法。

背景技术

随着能源需求量的不断增大以及环保要求的不断提升，高炉煤气资源化利用过程中所引发的重金属与脱硫问题越来越突出。目前常用的湿法脱硫工艺虽然对SO₂有较好的脱除效果，但对高炉煤气中的羰基硫(COS)以及H₂S脱除效果较差；活性炭吸附或者多晶吸附材料等技术在对COS以及H₂S进行吸附处理的过程中，不仅成本高，且需配合湿法脱硫单元使用才能进行有效的脱除；除此之外，尚需对高炉煤气中的重金属进行充分有效的处理，这大大增加了高炉煤气处理的成本。

赤泥是工业生产Al₂O₃过程中排出的固体废渣，其主要组分为a-Fe₂O₃(21.3％～45.9％)、Al₂O₃(18.9％～28.6％)、SiO₂(14.5％～23.8％)、TiO₂(3.8％～8.5％)、CaO(1.3％～4.5％)等。由于赤泥的产生量大且应用手段有限，导致大量赤泥得不到有效利用，只能在堆场内进行堆放，这不仅占据了大量的土地资源，而且由于赤泥是强碱性固体废渣，浸出液pH可达到10-13，当赤泥的化学成分浸入土地时会使土地碱化，造成地表水和地下水水体严重污染，如何实现赤泥高效、规模化的资源化利用己成为炼铝工业亟待解决的难题。

因此，通过合理、有效的配方设计及系统化工艺设计，充分利用赤泥中的有效组分以及其与生物质热解反应的特性，研究出符合要求的高炉煤气净化材料及配套工艺，无论是从环境保护以及资源循环利用的角度来看，都具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中高炉煤气脱硫和重金属捕集效果差、成本高，以及赤泥利用率低、易造成污染的问题。

为此，本发明提供了一种用于高炉煤气脱硫及重金属捕集的吸附剂，包括：赤泥粉、生物质和粘合剂；其中所述赤泥粉由赤泥-水浆液脱除SO₂后的产物经烘干磨碎后制备；；所述赤泥粉、生物质、粘合剂的质量比为10：(10-50)：(1-10)。

具体的，上述生物质包括秸秆、木屑、煤粉中的至少一种。

具体的，上述粘合剂包括淀粉、焦油、沥青中的至少一种。

本发明还提供了上述吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将赤泥与水混合调配成赤泥-水浆液，将所述赤泥-水浆液与SO₂充分接触后烘干、磨碎得到赤泥粉，将赤泥粉与生物质、粘合剂混合后，压制成颗粒状，在惰性气体氛围或真空氛围下热解，得到用于高炉煤气脱硫及重金属捕集的吸附剂。

具体的，上述热解的温度为550℃-750℃，时间为30min-70min。

本发明还提供了一种高炉煤气脱硫及重金属捕集的方法，包括以下步骤：

(1)将赤泥与水混合调配成赤泥浆液并置于湿法脱硫罐中；

(2)向湿法脱硫罐中通入高炉煤气，利用高炉煤气中的SO₂制备如权利要求1-5任意一项所述的用于高炉煤气脱硫及重金属捕集的吸附剂；