[发明专利]一种Cu改性赤泥-粉煤灰烟气脱硫剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属赤泥、粉煤灰固体废弃物再利用和烟气脱硫技术领域，为了解决现有燃煤烟气脱硫技术中能耗、投资和运行成本高，废水处理，和实现超低排放等问题，提供一种Cu改性赤泥‑粉煤灰烟气脱硫剂及其制备方法和应用。赤泥与粉煤灰按质量比为8:1‑1:1混合，水合后200‑300℃中温焙烧得到赤泥‑粉煤灰基体，然后将其浸渍于Cu(NOsubgt;3/subgt;)subgt;2/subgt;·3Hsubgt;2/subgt;O溶液中改性，干燥后450‑650℃高温焙烧，即为Cu改性赤泥‑粉煤灰烟气脱硫剂。在200‑600℃温区内利用活性组分(CaO)subgt;12/subgt;·(Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;)subgt;7/subgt;和2MgO·SiOsubgt;2/subgt;、羟基基团、活性吸附氧的协同作用脱除烟气中SOsubgt;2/subgt;，平均脱除效率≥93%。利用固体废弃物赤泥和粉煤灰为原料制备烟气脱硫剂，可以以废治废，实现固废资源的高值化利用。

技术领域

本发明属于赤泥、粉煤灰固体废弃物再利用和烟气脱硫技术领域，具体涉及一种Cu改性赤泥-粉煤灰烟气脱硫剂及其制备方法和应用。

背景技术

燃煤发电会产生大量的SO₂，SO₂作为一种酸性气体，排放到大气中会对生态环境和人体健康造成极大的危害，因此，对烟气中SO₂的控制也是大气污染治理的重要环节。

目前，工业上比较成熟的燃煤烟气脱硫技术主要是石灰石-石膏法湿式脱硫，该法脱除SO₂效率高，但具有能耗、投资和运行成本高，以及废水处理等弊端。国家最新燃煤电厂超低排放标准要求SO₂排放量应低于35mg/m³，因此开发一种有效的满足超低排放要求的干法烟气脱硫剂也势在必行。

中国发达的制铝业和燃煤产业产生了巨量的固体废弃物赤泥和粉煤灰，给环境带来了极大的压力。赤泥和粉煤灰的解决和处理已成为当前社会的重要问题。赤泥是氧化铝厂产生的废料，其主要成分有Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃和MgO等物质，本身呈现强碱性，会造成土地碱化和淡水资源污染等问题；粉煤灰是燃煤电厂产出的固体废弃物，主要由SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO和MgO等金属氧化物组成，其堆放会占用大量的土地，给生态环境带来严重破坏。赤泥和粉煤灰的化学组成表明两者均具有一定的回收利用价值。

粉煤灰中各组成成分主要以玻璃体形式存在，活性较低，吸附容量并不大，不能直接用于SO₂的脱除，需要通过改性提高其吸附性能，可通过呈现强碱性的赤泥对其进行改性，以实现赤泥和粉煤灰的提质利用。因此可利用赤泥、粉煤灰和金属助剂制备具有一定经济价值和社会效益的脱硫剂用于干法高效率脱除燃煤烟气中SO₂，以此实现烟气中SO₂的超低排放，达到以废治废的目的。

发明内容

本发明为了解决现有燃煤烟气脱硫技术中能耗、投资和运行成本高，废水处理，和实现超低排放等问题，提供了一种Cu改性赤泥-粉煤灰烟气脱硫剂及其制备方法和应用。

本发明是由如下技术方案实现的：一种Cu改性赤泥-粉煤灰烟气脱硫剂，所述Cu改性赤泥-粉煤灰烟气脱硫剂为赤泥与粉煤灰按质量比为8:1-1:1混合，水合后200-300℃中温焙烧得到赤泥-粉煤灰基体，然后将其浸渍于Cu(NO₃)₂·3H₂O溶液中改性，干燥后450-650℃高温焙烧，即为Cu改性赤泥-粉煤灰烟气脱硫剂。

所述粉煤灰为煤粉炉粉煤灰，所述赤泥为烧结法制铝赤泥。

制备所述Cu改性赤泥-粉煤灰烟气脱硫剂的方法，步骤如下：