一種多污染物協(xié)同脫除吸附劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高鈣灰減量化、無害化及資源化利用領(lǐng)域，尤其涉及以一種多污染物協(xié)同脫除吸附劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤、生物質(zhì)和其他固體燃料的焚燒利用過程中產(chǎn)生了大量的灰，由于灰中可能含有一定量的有毒有害物質(zhì)，不合理的處理處置將引入潛在的環(huán)境危害，同時也將浪費(fèi)灰中蘊(yùn)藏的無機(jī)礦物資源。在灰的產(chǎn)生過程中，由于燃料本身含有的以及煙氣凈化過程中引入的大量含鈣化合物，使得某些灰中的鈣化合物含量較高。合理有效的回收利用高鈣灰中的含鈣化合物，可以實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約及循環(huán)利用。因此，為實(shí)現(xiàn)灰的減量化、無害化及資源化處理處置，開發(fā)高鈣灰深度高效資源化回收利用技術(shù)尤為重要。目前國內(nèi)外眾多研究主要聚焦于利用或者改性灰中含鈣化合物或其他高含量化合物以進(jìn)行深度資源化利用。
[0003]中國專利CN87107795提出一種堿性添加劑，其與飛灰混合，以吸附燃燒過程中產(chǎn)生的有害氣體化合物。中國專利CN201510192161.X將飛灰和氨水以及硫酸銨混合之后固液分離，溶液通入加熱氨單元，脫除過量氨氣之后即為脫硫漿液，可噴入煙道中對煙氣進(jìn)行脫硫處理。中國專利CN201110364965.5利用飛灰中的硅鋁化合物，在堿性和高溫高壓環(huán)境下形成沸石類物質(zhì)，具有吸附重金屬的效果。CN200610007755.X公開了一種化學(xué)物質(zhì)浸制過的活性重油飛灰作為燃燒煙氣中汞的吸附劑的方法。中國專利CN201380071478.7用洗滌溶液洗滌吸附劑，將鹵素化合物施加在飛灰吸附劑上，以進(jìn)行離子交換，改善了其吸附性能。以上的申請或授權(quán)專利均存在問題:
[0004](I)飛灰改性過程都使得飛灰含量增加，不利于吸附之后的處理處置；
[0005](2)制備的吸附劑對污染物的吸附脫除僅限于一種或者某幾種污染物，不能實(shí)現(xiàn)多種污染物的協(xié)同脫除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于直接利用高鈣灰，提供一種多污染物協(xié)同脫除吸附劑及其制備方法，用以解決提高灰的吸附性能，增加吸附有害物種類，克服其它重金屬影響，實(shí)現(xiàn)高鈣灰的循環(huán)利用。
[0007]本發(fā)明提出的一種多污染物協(xié)同脫除吸附劑及其制備方法，包括如下步驟:
[0008](I)將高鈣灰和水混合成漿液，攪拌均勻，分離出殘渣，得到水洗清液；
[0009](2)將步驟(I)的殘渣和銨鹽溶液混合成漿液，攪拌均勻，分離出殘渣，并獲得銨洗清液；
[0010](3)將步驟(I)的水洗清液和步驟(2)的銨洗清液混合，加入一定量的含鈣化合物和活性氧化劑，反應(yīng)30min-120min得到固體沉淀，分離后烘干即得多污染物協(xié)同脫除吸附劑。
[0011]進(jìn)一步的，所述高鈣灰指鈣含量為30%_70%的灰。
[0012]進(jìn)一步的，所述步驟(I)中，灰和水的固液比為1:2-1:10;步驟(2)殘渣和銨鹽溶液的固液比為1:5-1:40。
[0013]進(jìn)一步的，所述銨鹽溶液為硫酸銨、氯化銨、醋酸銨中的一種或多種混合溶液，銨鹽溶液濃度為0.2mol/L-4mol/L。
[0014]進(jìn)一步的，所述活性氧化劑為雙氧水或過氧化鈉，|丐與活性氧化劑的摩爾比為1:1.Η:1.80
[00?5] 進(jìn)一步的，所述步驟(I)中的水洗時間和步驟(2)中的錢洗時間為20min-60min。
[0016]進(jìn)一步的，步驟(3)中的反應(yīng)時間為30min-120min，在5°C_25°C環(huán)境下進(jìn)行。
[0017]進(jìn)一步的，所述分離方法包括但不限于離心法、沉淀法和過濾法。
[0018]—種多污染物協(xié)同脫除吸附劑，其由上述方法制備而成。
[0019]本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在:
[0020]本發(fā)明的一種多污染物協(xié)同脫除吸附劑及其制備方法，通過將高鈣灰水洗、銨洗以及添加含鈣化合物以及活性氧化物的方式，可有效制備一種多污染物協(xié)同脫除吸附劑。水洗和銨洗過程可以大量溶出可溶性的鹽以及可以與氨發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)的金屬化合物，由此可以有效地將灰減容減重，除去灰中大部分重金屬元素，使之達(dá)到填埋標(biāo)準(zhǔn)。此外，有效利用了灰中的鈣，通過向其中加入活化劑，與鈣發(fā)生反應(yīng)，有效提高了鈣的活性位點(diǎn)，提高了吸附劑的活化性能。制備得到的吸附劑氧化性較高，可有效氧化吸附煙氣中的硫化物、氮氧化物、重金屬。該制備方法工序簡單，條件易于控制，使灰得到資源化利用，可實(shí)現(xiàn)多污染物協(xié)同脫除吸附劑的工業(yè)化生產(chǎn)。
[0021]本發(fā)明多污染物協(xié)同脫除吸附劑直接以高鈣灰為原料制備，有利于鈣的高效回收利用，強(qiáng)化傳統(tǒng)吸附劑的吸附效果，可用于煙氣脫除硫化物、氮氧化物及重金屬；同時溶出鈣的銨鹽溶液為制備活性吸附劑的原料，一定程度上控制了反應(yīng)消耗量及副產(chǎn)品的產(chǎn)生。此外，可以處理灰的填埋問題，經(jīng)驗(yàn)證用此方法處理過的灰，有污染作用的重金屬得以脫除，達(dá)到國家填埋標(biāo)準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明多污染物協(xié)同脫除吸附劑及其制備方法工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]本發(fā)明提供了一種能直接利用高鈣灰，制備多污染物協(xié)同脫除吸附劑的方法。制備原料高鈣灰指鈣含量為30 %-70 %的灰，制備過程如圖1所示，步驟如下:
[0025]步驟SOl:在反應(yīng)瓶中加入高鈣灰，再加入固液比為1:2-1:10的水，混合均勻攪拌20min-60min，對水洗之后的漿液進(jìn)行分離，獲得水洗清液。
[0026]水洗可以溶出灰中部分可溶性鈣鹽以及其他可溶性鹽，可有效對灰進(jìn)行減容減重。
[0027]步驟S02:在反應(yīng)瓶中加入步驟SOl的殘渣，再加入固液比1:5-1:40的銨鹽溶液，銨鹽溶液的濃度為0.2mOl/L-4mOl/L。混合均勻攪拌20-60min，對銨洗之后的漿液進(jìn)行分離，并獲得錢洗清液。
[0028]銨鹽溶液可以溶解難溶性的鈣鹽(例如硫酸鈣)，并且可以有效溶出部分重金屬離子(Cu2+，F(xiàn)e2+，Zn2+等)，由此能夠控制灰中有害重金屬的排放，使灰得到填埋標(biāo)準(zhǔn)；同時，是反應(yīng)產(chǎn)生多污染物協(xié)同脫除吸附劑的原料，可以使灰中的鈣得到重新利用，形成具有較高活性的多污染物協(xié)同脫除吸附劑。
[0029]步驟S03:將步驟SOl的水洗清液和步驟S02的銨洗清液混合，加入一定量的含鈣化合物以及活性氧化劑，鈣:活性氧化劑摩爾比為I:1.1-1: 1.8，混合均勻攪拌使其充分反應(yīng)，反應(yīng)在5°C_25°C環(huán)境下進(jìn)行，反應(yīng)時間30min-120min。反應(yīng)后進(jìn)行分離得到固體沉淀干燥碾磨即為多污染物協(xié)同脫除吸附劑。
[0030]銨洗清液為制備吸附劑的原料，與溶液中的鈣離子以及加入的活性氧化劑反應(yīng)，生成活化性能較高的固體沉淀。外觀上該沉淀疏松多孔，增加了比表面積，有利于吸附煙氣時，硫化物、氮氧化物及重金屬向吸附劑擴(kuò)散，從而利用其高氧化性吸附有害物質(zhì)。
[0031]本發(fā)明實(shí)施例多污染物協(xié)同脫除吸附劑與傳統(tǒng)吸附劑相比效果更為理想。與傳統(tǒng)的吸附劑相比，本發(fā)明實(shí)施例中多污染物協(xié)同脫除吸附劑具有較高活性，孔徑相較更大，可以更有效的脫除煙氣中硫化物、氮氧化物及重金屬。此外，可以有效利用灰中剩余的鈣元素，使灰得到資源化處理。
[0032]現(xiàn)以具體的多污染物協(xié)同脫除吸附劑的制備方法為例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0033]實(shí)施例1
[0034]步驟SOI:在反應(yīng)瓶中加入含鈣量30 %的高鈣灰，再加入固液比為1: 2的水，混合均勻攪拌60min，對水洗之后的漿液進(jìn)行分離，獲得水洗清液。
[0035]步驟S02:在反應(yīng)瓶中加入步驟SO