一种改性壳聚糖用于燃煤烟气脱硫、脱汞的方法

本发明涉及燃煤烟气脱硫脱汞技术领域，尤其是一种改性壳聚糖用于燃煤烟气脱硫、脱汞的方法，通过将壳聚糖经过氨基硫脲与氧化剂进行改性处理后，使得其进入软锰矿浆后，能够对燃煤烟气中的二氧化硫、单质汞成分氧化成硫酸和离子汞，硫酸与锰离子形成硫酸锰进入，汞离子被改性后的壳聚糖吸附络合，再将其采用水浸泡，使得硫酸锰与络合汞的分离，而且在壳聚糖和软锰矿的共同作用下，使得烟气中脱硫效率达到87％以上，脱汞效率达到了85％以上，降低了燃煤烟气中二氧化硫、汞成分的排放，降低了环境污染。

技术领域
本发明涉及燃煤烟气脱硫脱汞技术领域，尤其是一种改性壳聚糖用于燃煤烟气脱硫、脱汞的方法。
背景技术
煤碳是我国主要的能源之一，占据全国西祠能源产量的70％左右。在煤碳资源如此丰富化的前提下，使得我国火电厂在短期内依然还会大量的出现，但是，煤碳中含有大量的有害成分，其中以硫成分和汞成分较为突出，硫成分主要以二氧化硫的形态存在于烟气中，随着烟气排放在环境中后，容易造成酸雨的形成；汞成分在烟气中存在的形态较为丰富，有离子型、分子型，由于汞具有较强的毒性，如果随着烟气排放在环境中，其将会进入湖泊、江河，进一步的进入生物体中，在生物体中转化成甲基汞，而甲基汞对生物体新陈代谢具有抑制作用，因此会给生物体的健康带来严重的威胁，因此，对于排放出来的烟气有必要经过处理后才能排放，否则将会造成大面积的环境破坏。壳聚糖是有自然界广泛存在的几丁质经过脱乙酰作用得到的天然高分子化合物，其具有生物官能性、生物相容性、微生物易降解性，具有较优的活泼性和络合功能，能够在金属提取领域广泛应用。目前，将壳聚糖应用于烟气脱硫脱汞中的研究还未见报道。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种改性壳聚糖用于燃煤烟气脱硫、脱汞的方法。具体是通过以下技术方案得以实现的：一种改性壳聚糖用于燃煤烟气脱硫、脱汞的方法，包括以下步骤：(1)将壳聚糖与氨基硫脲按照质量比为1:0.7-1.5混合均匀后，加占壳聚糖质量3-7％的水，控制温度为10-20℃，滴入占壳聚糖质量0.1-0.3倍的高碘酸钾，搅拌均匀，得到改性壳聚糖；(2)将软锰矿粉碎成粉末，并加水制备成矿浆，再将矿浆加入改性壳聚糖中，矿浆加入量以软锰矿粉计为改性壳聚糖质量的5-9倍，加水调整液固比为3-7:1，搅拌均匀，喷雾干燥，过20-80目筛，得到粉末脱硫脱汞剂；(3)将粉末脱硫脱汞剂填充在固定床反应器中，将燃煤烟气以10-15L/min通入固定床反应器中，使得燃煤烟气与固定床反应器接触作用，脱硫脱汞剂填充在固定床反应器中的高度使得燃煤烟气从进入脱硫脱汞剂中至从脱硫脱汞剂中出来的时间为10-20min，即可完成燃煤烟气脱硫脱汞处理。所述的高碘酸钾采用高锰酸钾或次氯酸钾代替。所述的软锰矿，在粉碎后，将其先加热至300-500℃后，再将其加水制备成矿浆。所述的软锰矿在粉碎前采用微波辐射处理10-20min，微波辐射功率为100-230W。所述的软锰矿在加水制备成矿浆后，采用微波辐射处理10-20min，微波辐射功率为100-230W。所述的燃煤烟气，在通入固定床反应器中的速度为12-14L/min。所述的步骤，还包括将固定床反应器处理过燃煤烟气的脱硫脱汞剂采用水浸泡、过滤步骤。通过将壳聚糖经过氨基硫脲与氧化剂进行改性处理后，使得其进入软锰矿浆后，能够对燃煤烟气中的二氧化硫、单质汞成分氧化成硫酸和离子汞，硫酸与锰离子形成硫酸锰进入，汞离子被改性后的壳聚糖吸附络合，再将其采用水浸泡，使得硫酸锰与络合汞的分离，而且在壳聚糖和软锰矿的共同作用下，使得烟气中脱硫效率达到87％以上，脱汞效率达到了85％以上，降低了燃煤烟气中二氧化硫、汞成分的排放，降低了环境污染。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。在研究过程中，对于某些操作方案中，改性壳聚糖用于燃煤烟气脱硫、脱汞的方法，包括以下步骤：(1)将壳聚糖与氨基硫脲按照质量比为1:0.7-1.5混合均匀后，加占壳聚糖质量3-7％的水，控制温度为10-20℃，滴入占壳聚糖质量0.1-0.3倍的高碘酸钾，搅拌均匀，得到改性壳聚糖；(2)将软锰矿粉碎成粉末，并加水制备成矿浆，再将矿浆加入改性壳聚糖中，矿浆加入量以软锰矿粉计为改性壳聚糖质量的5-9倍，加水调整液固比为3-7:1，搅拌均匀，喷雾干燥，过20-80目筛，得到粉末脱硫脱汞剂；(3)将粉末脱硫脱汞剂填充在固定床反应器中，将燃煤烟气以10-15L/min通入固定床反应器中，使得燃煤烟气与固定床反应器接触作用，脱硫脱汞剂填充在固定床反应器中的高度使得燃煤烟气从进入脱硫脱汞剂中至从脱硫脱汞剂中出来的时间为10-20min，即可完成燃煤烟气脱硫脱汞处理。在某些实施例中，所述的高碘酸钾采用高锰酸钾或次氯酸钾代替。在某些实施例中，所述的软锰矿，在粉碎后，将其先加热至300-500℃后，再将其加水制备成矿浆。在某些实施例中，所述的软锰矿在粉碎前采用微波辐射处理10-20min，微波辐射功率为100-230W。在某些实施例中，所述的软锰矿在加水制备成矿浆后，采用微波辐射处理10-20min，微波辐射功率为100-230W。在某些实施例中，所述的燃煤烟气，在通入固定床反应器中的速度为12-14L/min。在某些实施例中，所述的步骤，还包括将固定床反应器处理过燃煤烟气的脱硫脱汞剂采用水浸泡、过滤步骤。实施例1一种改性壳聚糖用于燃煤烟气脱硫、脱汞的方法，包括以下步骤：(1)将壳聚糖与氨基硫脲按照质量比为1:0.7混合均匀后，加占壳聚糖质量3％的水，控制温度为10℃，滴入占壳聚糖质量0.1倍的高碘酸钾，搅拌均匀，得到改性壳聚糖；(2)将软锰矿粉碎成粉末，并加水制备成矿浆，再将矿浆加入改性壳聚糖中，矿浆加入量以软锰矿粉计为改性壳聚糖质量的5倍，加水调整液固比为3:1，搅拌均匀，喷雾干燥，过20目筛，得到粉末脱硫脱汞剂；(3)将粉末脱硫脱汞剂填充在固定床反应器中，将燃煤烟气以10L/min通入固定床反应器中，使得燃煤烟气与固定床反应器接触作用，脱硫脱汞剂填充在固定床反应器中的高度使得燃煤烟气从进入脱硫脱汞剂中至从脱硫脱汞剂中出来的时间为10min，即可完成燃煤烟气脱硫脱汞处理。实施例2一种改性壳聚糖用于燃煤烟气脱硫、脱汞的方法，包括以下步骤：(1)将壳聚糖与氨基硫脲按照质量比为1:1.5混合均匀后，加占壳聚糖质量7％的水，控制温度为20℃，滴入占壳聚糖质量0.3倍的高锰酸钾，搅拌均匀，得到改性壳聚糖；(2)将软锰矿粉碎成粉末，加热至300℃后，并加水制备成矿浆，再将矿浆加入改性壳聚糖中，矿浆加入量以软锰矿粉计为改性壳聚糖质量的9倍，加水调整液固比为7:1，搅拌均匀，喷雾干燥，过80目筛，得到粉末脱硫脱汞剂；(3)将粉末脱硫脱汞剂填充在固定床反应器中，将燃煤烟气以15L/min通入固定床反应器中，使得燃煤烟气与固定床反应器接触作用，脱硫脱汞剂填充在固定床反应器中的高度使得燃煤烟气从进入脱硫脱汞剂中至从脱硫脱汞剂中出来的时间为20min，即可完成燃煤烟气脱硫脱汞处理。实施例3一种改性壳聚糖用于燃煤烟气脱硫、脱汞的方法，包括以下步骤：(1)将壳聚糖与氨基硫脲按照质量比为1:1.1混合均匀后，加占壳聚糖质量5％的水，控制温度为15℃，滴入占壳聚糖质量0.2倍的次氯酸钾，搅拌均匀，得到改性壳聚糖；(2)将软锰矿采用微波辐射处理10min，微波辐射功率为230W，粉碎成粉末，并加水制备成矿浆，再将矿浆加入改性壳聚糖中，矿浆加入量以软锰矿粉计为改性壳聚糖质量的7倍，加水调整液固比为5:1，搅拌均匀，喷雾干燥，过60目筛，得到粉末脱硫脱汞剂；(3)将粉末脱硫脱汞剂填充在固定床反应器中，将燃煤烟气以13L/min通入固定床反应器中，使得燃煤烟气与固定床反应器接触作用，脱硫脱汞剂填充在固定床反应器中的高度使得燃煤烟气从进入脱硫脱汞剂中至从脱硫脱汞剂中出来的时间为15min，即可完成燃煤烟气脱硫脱汞处理。实施例4一种改性壳聚糖用于燃煤烟气脱硫、脱汞的方法，包括以下步骤：(1)将壳聚糖与氨基硫脲按照质量比为1:1.3混合均匀后，加占壳聚糖质量4％的水，控制温度为17℃，滴入占壳聚糖质量0.1倍的高碘酸钾，搅拌均匀，得到改性壳聚糖；(2)将软锰矿采用微波辐射处理20min，微波辐射功率为100W，粉碎成粉末，加热至500℃后，并加水制备成矿浆，再将矿浆加入改性壳聚糖中，矿浆加入量以软锰矿粉计为改性壳聚糖质量的8倍，加水调整液固比为4:1，搅拌均匀，喷雾干燥，过30目筛，得到粉末脱硫脱汞剂；(3)将粉末脱硫脱汞剂填充在固定床反应器中，将燃煤烟气以12L/min通入固定床反应器中，使得燃煤烟气与固定床反应器接触作用，脱硫脱汞剂填充在固定床反应器中的高度使得燃煤烟气从进入脱硫脱汞剂中至从脱硫脱汞剂中出来的时间为13min，即可完成燃煤烟气脱硫脱汞处理。实施例5一种改性壳聚糖用于燃煤烟气脱硫、脱汞的方法，包括以下步骤：(1)将壳聚糖与氨基硫脲按照质量比为1:0.9混合均匀后，加占壳聚糖质量6％的水，控制温度为14℃，滴入占壳聚糖质量0.3倍的高碘酸钾，搅拌均匀，得到改性壳聚糖；(2)将软锰矿粉碎成粉末，加热至370℃后，并加水制备成矿浆，采用微波辐射处理13min，微波辐射功率为140W。再将矿浆加入改性壳聚糖中，矿浆加入量以软锰矿粉计为改性壳聚糖质量的6倍，加水调整液固比为6:1，搅拌均匀，喷雾干燥，过70目筛，得到粉末脱硫脱汞剂；(3)将粉末脱硫脱汞剂填充在固定床反应器中，将燃煤烟气以14L/min通入固定床反应器中，使得燃煤烟气与固定床反应器接触作用，脱硫脱汞剂填充在固定床反应器中的高度使得燃煤烟气从进入脱硫脱汞剂中至从脱硫脱汞剂中出来的时间为16min，即可完成燃煤烟气脱硫脱汞处理。实施例6一种改性壳聚糖用于燃煤烟气脱硫、脱汞的方法，包括以下步骤：(1)将壳聚糖与氨基硫脲按照质量比为1:1.4混合均匀后，加占壳聚糖质量5.5％的水，控制温度为16℃，滴入占壳聚糖质量0.15倍的高碘酸钾，搅拌均匀，得到改性壳聚糖；(2)将软锰矿粉碎成粉末，加热至400℃后，并加水制备成矿浆，采用微波辐射处理15min，微波辐射功率为170W。再将矿浆加入改性壳聚糖中，矿浆加入量以软锰矿粉计为改性壳聚糖质量的7倍，加水调整液固比为5:1，搅拌均匀，喷雾干燥，过40目筛，得到粉末脱硫脱汞剂；(3)将粉末脱硫脱汞剂填充在固定床反应器中，将燃煤烟气以11L/min通入固定床反应器中，使得燃煤烟气与固定床反应器接触作用，脱硫脱汞剂填充在固定床反应器中的高度使得燃煤烟气从进入脱硫脱汞剂中至从脱硫脱汞剂中出来的时间为19min，即可完成燃煤烟气脱硫脱汞处理。本发明创造在采用水进行浸泡处理过燃煤烟气脱硫脱汞剂时，其水温为常温，该浸泡过程，能够实现将硫酸锰溶解在水中，将络合汞离子的成分进入渣中，使得硫成分和汞成分得到脱离出来后分离，使得副产品为硫酸锰，极大程度的提高了燃煤烟气处理的附加值。本发明创造针对上述实施例中处理，对烟气进入固定床反应器中进行处理前的硫含量和汞含量进行检测，并对处理燃煤烟气后的固定床反应器中的脱硫脱汞剂中硫成分与汞成分的含量进行检测，其结果如表1所示：表1                              由上表数据显示可以看出，本发明创造的方法能够使得燃煤烟气中的硫成分脱除率达到87％以上，优选能够达到97％以上；汞成分的脱除率达到85％以上，优选达到98％以上。以上实施例和试验结果，仅限于对本发明创造的技术方案所能达到的技术效果做出说明，以便于本领域技术人员对本发明创造的技术方案做出正确的理解，本领域技术人员在此基础上，做出的非突出的实质性特征和非显著进步的改进，均属于本发明创造的保护范围。