本發(fā)明涉及燃煤煙氣處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種改性軟錳礦處理燃煤煙氣的方法。
背景技術(shù)：
煤碳是我國(guó)主要的能源結(jié)構(gòu)，其產(chǎn)量占據(jù)我國(guó)一次能量產(chǎn)量的70％左右，成為我國(guó)能源應(yīng)用過(guò)程中的主要支撐。煤碳中含有大量的廢棄物，尤其是含有大量的硫氧化物和汞成分，在煤碳燃燒過(guò)程中，硫氧化物以二氧化硫的形態(tài)、汞成分以汞蒸氣的形式，隨著煙氣排放在環(huán)境中，二氧化硫再與雨水接觸形成酸雨，汞蒸氣在遇到冷空氣的條件下，跟隨雨水返回地表，使得地表嚴(yán)重受到污染。
隨著人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求越來(lái)越高，對(duì)于廢氣排放過(guò)程中，也出現(xiàn)了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，這使得煤碳燃燒過(guò)程中，有必要將燃燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行脫硫脫汞處理，使得煙氣排放中的硫氧化物和單質(zhì)汞的含量達(dá)標(biāo)，降低煙氣排放對(duì)環(huán)境的污染；現(xiàn)有技術(shù)中，同時(shí)脫硫脫汞的研究技術(shù)得到了研究，如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01610149557采用低品位軟錳礦進(jìn)行脫硫脫汞處理；如專(zhuān)利號(hào)為200810118580提供脫硫脫汞劑等。
目前，由于專(zhuān)門(mén)的脫硫脫汞劑制備的原料難以獲得，使得對(duì)煙氣脫硫脫汞處理的成本較高；而采用軟錳礦對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫脫汞處理的方案，雖然其成本較低，并且能夠在脫硫脫汞過(guò)程中，獲得附加的硫酸錳產(chǎn)品，提高了產(chǎn)品的附加值；但是其對(duì)煙氣脫硫脫汞脫除率較為不理想，對(duì)于脫硫脫除率能夠達(dá)到70％左右，脫汞脫除率由傳統(tǒng)的54％左右提高到64％左右，使得排放的煙氣中，依然含有大量的硫、汞成分；為此，對(duì)于將煙氣中的硫、汞成分的脫除率進(jìn)一步的提高，依然是本領(lǐng)域技術(shù)人員不斷努力的方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種改性軟錳礦處理燃煤煙氣的方法。
具體是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：
一種改性軟錳礦處理燃煤煙氣的方法，包括以下步驟：
(1)將軟錳礦采用微波輻射處理后，將其制備成粉末，得到礦粉；
(2)將Li2MnTiO4和MnFe2O4按照不為零的任意質(zhì)量比混合后，將其置于溫度為50-70℃中處理0.5-1.7h，加入4-12倍質(zhì)量步驟(1)的礦粉，超聲波處理10-30min，澆水，使得礦粉濕潤(rùn)，采用溫度為130-210℃處理3-7min，得到改性礦粉；
(3)將改性礦粉填充在固定床反應(yīng)器中，將燃煤煙氣進(jìn)入固定床反應(yīng)器與填充的改性礦粉層接觸反應(yīng)后，燃煤煙氣與改性礦粉接觸反應(yīng)的時(shí)間為20-30min，將其排出，即可。
所述的制備成粉末，是將微波輻射處理的軟錳礦升溫至300-600℃，澆水，使得軟錳礦發(fā)生水熱化反應(yīng)，粉化，獲得礦粉。
所述的微波輻射，微波功率為80-230W，微波輻射時(shí)間為15-33min。
所述的超聲波，頻率為40-70Hz。
所述的燃煤煙氣，其通入固定床反應(yīng)器的流速為10-15L/min。
所述的燃煤煙氣，其溫度為80-140℃。
所述的改性礦粉，在填充進(jìn)入固定床反應(yīng)器中前，還向其中加入有占改性礦粉質(zhì)量3-11％的氧化銅粉末。
所述的改性礦粉，其粒度為20-80目。
所述的步驟，還包括在改性礦粉與燃煤煙氣接觸反應(yīng)后，將其置于溫度為40-70℃的水中浸泡、過(guò)濾。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)效果體現(xiàn)在：
通過(guò)將軟錳礦微波輻射制備成礦粉后，將礦粉采用Li2MnTiO4和MnFe2O4的混合物料改性處理，使得軟錳礦中的二氧化錳活性增強(qiáng)，對(duì)燃煤煙氣中的硫氧化物以及單質(zhì)汞的脫除更加精確，提高了對(duì)燃煤煙氣中硫氧化物和單質(zhì)汞的脫除率，使得對(duì)硫氧化物和單質(zhì)汞的脫除率達(dá)到了96％以上，并且采用的原料易得，成本較低，處理過(guò)程中，還能獲得附加值較高的硫酸錳產(chǎn)品，增大了對(duì)燃煤煙氣處理的利潤(rùn)。
為了能夠進(jìn)一步的說(shuō)明本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案能夠?qū)θ济簾煔庵辛蜓趸锖蛦钨|(zhì)汞的脫除效率，本發(fā)明創(chuàng)造的研究者將實(shí)施例1-6的處理方法對(duì)下列模擬燃煤煙氣進(jìn)行脫硫脫汞處理，并對(duì)處理前后的模擬煙氣中的硫氧化物、單質(zhì)汞的含量檢測(cè)，同時(shí)對(duì)處理模擬煙氣后的改性礦粉采用溫度為40-70℃的熱水浸泡處理10-20min后，再將其過(guò)濾，并將濾液進(jìn)行濃縮結(jié)晶，回收硫酸錳，檢測(cè)硫酸錳的純度，其結(jié)果如下表1所示：
模擬煙氣是以氮?dú)鉃檩d體，調(diào)整溫度為70-150℃之間，向其中充入二氧化硫和單質(zhì)汞，獲得。
表1
由上表數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)于改性軟錳礦粉能夠?qū)⑷济簾煔庵械牧蜓趸锖蛦钨|(zhì)汞的脫除率提高到96％以上，而且獲得的附加產(chǎn)品的純度較高，產(chǎn)品附加值較高，降低了燃煤煙氣處理的成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施方式來(lái)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的限定，但要求保護(hù)的范圍不僅局限于所作的描述。
在某些實(shí)施例中，改性軟錳礦處理燃煤煙氣的方法，包括以下步驟：
(1)將軟錳礦采用微波輻射處理后，將其制備成粉末，得到礦粉；
(2)將Li2MnTiO4和MnFe2O4按照不為零的任意質(zhì)量比混合后，將其置于溫度為50-70℃中處理0.5-1.7h，加入4-12倍質(zhì)量步驟(1)的礦粉，超聲波處理10-30min，澆水，使得礦粉濕潤(rùn)，采用溫度為130-210℃處理3-7min，得到改性礦粉；
(3)將改性礦粉填充在固定床反應(yīng)器中，將燃煤煙氣進(jìn)入固定床反應(yīng)器與填充的改性礦粉層接觸反應(yīng)后，燃煤煙氣與改性礦粉接觸反應(yīng)的時(shí)間為20-30min，將其排出，即可。
在某些實(shí)施例中，所述的制備成粉末，是將微波輻射處理的軟錳礦升溫至300-600℃，澆水，使得軟錳礦發(fā)生水熱化反應(yīng)，粉化，獲得礦粉。水熱化反應(yīng)，使得軟錳礦粉化過(guò)程更加均勻，并且改變傳統(tǒng)的軟錳礦機(jī)械粉化造成的晶體結(jié)構(gòu)破壞的缺陷，使得軟錳礦粉化過(guò)程溫和化，提高了軟錳礦粉化后的活性，有利于提高燃煤煙氣脫硫脫汞的脫除率。
在某些實(shí)施例中，所述的微波輻射，微波功率為80-230W，微波輻射時(shí)間為15-33min。
在某些實(shí)施例中，所述的超聲波，頻率為40-70Hz。
在某些實(shí)施例中，所述的燃煤煙氣，其通入固定床反應(yīng)器的流速為10-15L/min。確保燃煤煙氣在固定床反應(yīng)器中停留一定時(shí)間，提高與改性礦粉接觸的時(shí)間，有利于提高脫除率。
在某些實(shí)施例中，所述的燃煤煙氣，其溫度為80-140℃。該溫度條件下，能夠使得軟錳礦中的有效成分的活化能較高，有利于提高脫除率。
在某些實(shí)施例中，所述的改性礦粉，在填充進(jìn)入固定床反應(yīng)器中前，還向其中加入有占改性礦粉質(zhì)量3-11％的氧化銅粉末。氧化銅粉末能夠起到催化以及活化改性軟錳礦粉的目的，提高脫除率。
在某些實(shí)施例中，所述的改性礦粉，其粒度為20-80目。
在某些實(shí)施例中，所述的步驟，還包括在改性礦粉與燃煤煙氣接觸反應(yīng)后，將其置于溫度為40-70℃的水中浸泡、過(guò)濾。實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品附加值的提高。
實(shí)施例1
改性軟錳礦處理燃煤煙氣的方法，包括以下步驟：
(1)將軟錳礦采用微波輻射處理后，將其粉碎制備成粉末，得到礦粉；
(2)將Li2MnTiO4和MnFe2O4按照不為零的任意質(zhì)量比混合后，將其置于溫度為50℃中處理0.5h，加入4倍質(zhì)量步驟(1)的礦粉，超聲波處理10min，澆水，使得礦粉濕潤(rùn)，采用溫度為130℃處理3min，得到改性礦粉；
(3)將改性礦粉填充在固定床反應(yīng)器中，將燃煤煙氣進(jìn)入固定床反應(yīng)器與填充的改性礦粉層接觸反應(yīng)后，燃煤煙氣與改性礦粉接觸反應(yīng)的時(shí)間為20min，將其排出，即可。
在改性礦粉與燃煤煙氣接觸反應(yīng)后，將其置于溫度為40℃的水中浸泡、過(guò)濾。
實(shí)施例2
改性軟錳礦處理燃煤煙氣的方法，包括以下步驟：
(1)將軟錳礦采用微波輻射處理，微波功率為80W，微波輻射時(shí)間為15min，升溫至300℃，澆水，使得軟錳礦發(fā)生水熱化反應(yīng)，粉化，得到礦粉；
(2)將Li2MnTiO4和MnFe2O4按照不為零的任意質(zhì)量比混合后，將其置于溫度為70℃中處理1.7h，加入12倍質(zhì)量步驟(1)的礦粉，超聲波處理30min，澆水，使得礦粉濕潤(rùn)，采用溫度為210℃處理7min，得到改性礦粉；
(3)將改性礦粉填充在固定床反應(yīng)器中，將燃煤煙氣進(jìn)入固定床反應(yīng)器與填充的改性礦粉層接觸反應(yīng)后，燃煤煙氣與改性礦粉接觸反應(yīng)的時(shí)間為30min，將其排出，即可。
在改性礦粉與燃煤煙氣接觸反應(yīng)后，將其置于溫度為70℃的水中浸泡、過(guò)濾。
實(shí)施例3
改性軟錳礦處理燃煤煙氣的方法，包括以下步驟：
(1)將軟錳礦采用微波輻射處理，微波功率為230W，微波輻射時(shí)間為33min，升溫至600℃，澆水，使得軟錳礦發(fā)生水熱化反應(yīng)，粉化，得到礦粉；
(2)將Li2MnTiO4和MnFe2O4按照不為零的任意質(zhì)量比混合后，將其置于溫度為60℃中處理1.1h，加入11倍質(zhì)量步驟(1)的礦粉，超聲波處理20min，超聲波頻率為50Hz，澆水，使得礦粉濕潤(rùn)，采用溫度為180℃處理5min，得到改性礦粉；
(3)將改性礦粉填充在固定床反應(yīng)器中，將燃煤煙氣進(jìn)入固定床反應(yīng)器與填充的改性礦粉層接觸反應(yīng)后，燃煤煙氣通入固定床反應(yīng)器的流速為10L/min，燃煤煙氣與改性礦粉接觸反應(yīng)的時(shí)間為25min，將其排出，即可。
在改性礦粉與燃煤煙氣接觸反應(yīng)后，將其置于溫度為50℃的水中浸泡、過(guò)濾。
實(shí)施例4
改性軟錳礦處理燃煤煙氣的方法，包括以下步驟：
(1)將軟錳礦采用微波輻射處理，微波功率為170W，微波輻射時(shí)間為25min，升溫至500℃，澆水，使得軟錳礦發(fā)生水熱化反應(yīng)，粉化，得到礦粉；
(2)將Li2MnTiO4和MnFe2O4按照不為零的任意質(zhì)量比混合后，將其置于溫度為50℃中處理1.7h，加入5倍質(zhì)量步驟(1)的礦粉，超聲波處理30min，超聲波頻率為40Hz，澆水，使得礦粉濕潤(rùn)，采用溫度為210℃處理5min，得到改性礦粉；
(3)向改性礦粉加入有占改性礦粉質(zhì)量3％的氧化銅粉末，填充在固定床反應(yīng)器中，將燃煤煙氣進(jìn)入固定床反應(yīng)器與填充的改性礦粉層接觸反應(yīng)后，燃煤煙氣通入固定床反應(yīng)器的流速為13L/min，燃煤煙氣與改性礦粉接觸反應(yīng)的時(shí)間為25min，將其排出，即可。
在改性礦粉與燃煤煙氣接觸反應(yīng)后，將其置于溫度為50℃的水中浸泡、過(guò)濾。
實(shí)施例5
改性軟錳礦處理燃煤煙氣的方法，包括以下步驟：
(1)將軟錳礦采用微波輻射處理，微波功率為120W，微波輻射時(shí)間為15min，升溫至600℃，澆水，使得軟錳礦發(fā)生水熱化反應(yīng)，粉化，得到礦粉；
(2)將Li2MnTiO4和MnFe2O4按照不為零的任意質(zhì)量比混合后，將其置于溫度為70℃中處理1.7h，加入7倍質(zhì)量步驟(1)的礦粉，超聲波處理17min，超聲波頻率為55Hz，澆水，使得礦粉濕潤(rùn)，采用溫度為190℃處理6min，得到改性礦粉，其粒度為20目；
(3)向改性礦粉加入有占改性礦粉質(zhì)量11％的氧化銅粉末，填充在固定床反應(yīng)器中，將燃煤煙氣進(jìn)入固定床反應(yīng)器與填充的改性礦粉層接觸反應(yīng)后，燃煤煙氣通入固定床反應(yīng)器的流速為14L/min，燃煤煙氣與改性礦粉接觸反應(yīng)的時(shí)間為23min，將其排出，即可。
在改性礦粉與燃煤煙氣接觸反應(yīng)后，將其置于溫度為50℃的水中浸泡、過(guò)濾。
實(shí)施例6
改性軟錳礦處理燃煤煙氣的方法，包括以下步驟：
(1)將軟錳礦采用微波輻射處理，微波功率為230W，微波輻射時(shí)間為20min，升溫至500℃，澆水，使得軟錳礦發(fā)生水熱化反應(yīng)，粉化，得到礦粉；
(2)將Li2MnTiO4和MnFe2O4按照不為零的任意質(zhì)量比混合后，將其置于溫度為65℃中處理0.9h，加入11倍質(zhì)量步驟(1)的礦粉，超聲波處理10min，超聲波頻率為70Hz，澆水，使得礦粉濕潤(rùn)，采用溫度為190℃處理4min，得到改性礦粉，其粒度為80目；
(3)向改性礦粉加入有占改性礦粉質(zhì)量8％的氧化銅粉末，填充在固定床反應(yīng)器中，將燃煤煙氣進(jìn)入固定床反應(yīng)器與填充的改性礦粉層接觸反應(yīng)后，燃煤煙氣通入固定床反應(yīng)器的流速為12L/min，燃煤煙氣與改性礦粉接觸反應(yīng)的時(shí)間為27min，將其排出，即可。
在改性礦粉與燃煤煙氣接觸反應(yīng)后，將其置于溫度為63℃的水中浸泡、過(guò)濾。