一种铝酸锰为原料制备烟气脱硫脱汞剂的方法

本发明涉及烟气脱硫脱汞技术领域，尤其是一种铝酸锰为原料制备烟气脱硫脱汞剂的方法。

技术领域
本发明涉及烟气脱硫脱汞技术领域，尤其是一种铝酸锰为原料制备烟气脱硫脱汞剂的方法。
背景技术
煤碳为我国主要的能源资源；煤碳燃烧伴随着废气的排放，而煤碳中，含有大量的硫化物和汞，汞具有剧毒，容易挥发，在煤碳燃烧过程中，伴随着烟气挥发进入环境中，造成大气环境的污染；不仅如此，汞还会对生物体的造成严重影响，尤其是破坏生物细胞的代谢功能；硫化物在煤碳燃烧过程中，将以二氧化硫气体的形态进入环境中，造成在空气中含有大量的二氧化硫，随着雨水的降落，二氧化硫、氧气和水形成酸雨，降落到地表，造成地表农作物、植被、工业厂矿等损坏，给生产生活带来了极大程度的影响，因此，对于煤碳燃烧排放烟气的脱硫脱汞处理成为了必要。目前，对于烟气脱硫脱汞的处理技术较多，但大多数采用的是单独的脱硫或者脱汞处理剂进行分步脱硫脱汞，不仅造成了脱硫脱汞周期较长，而且脱硫脱汞成本较高；基于此，现有技术中又出现了将脱硫脱汞同时进行的处理方法，并且对脱硫脱汞原料的选取，使得其脱硫脱汞的成本降低，如专利申请号为201610149557，采用低品位软锰矿作为原料，使得其与烟气接触反应的过程中，实现对烟气中二氧化硫和汞的脱除，降低烟气排放过程二氧化硫、汞等的含量，降低了成本；但是，该处理方法仅仅只能将二氧化硫脱除率提高到70％左右，将汞的脱除率提高到64％左右，使得在烟气中依然含有大量的硫化物成分和汞成分，在排放入环境中后，严重超出环境的自我净化能力，依然会造成环境的极大程度的污染。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种铝酸锰为原料制备烟气脱硫脱汞剂的方法。具体是通过以下技术方案得以实现的：一种铝酸锰为原料制备烟气脱硫脱汞剂的方法，包括以下步骤：(1)将软锰矿制备成粉末，加水制备成泥浆；(2)将铝酸锰与La₂O₂CO₃在温度为30-60℃下混合，搅拌均匀，制备成粉末；(3)将步骤(2)的粉末加入到步骤(1)的泥浆中，搅拌均匀，并向其中加入磷酸脲和磷酸，置于温度为100-130℃处理10-20min，搅拌均匀，将其造粒，过20-60目筛，再置于真空度为0.02-0.08MPa下升温至80-120℃处理0.5-1.3h，即得。所述的步骤(3)，步骤(2)粉末与步骤(1)的泥浆混合质量比为0.3-1.1:8-15。所述的步骤(3)，步骤(2)粉末与步骤(1)的泥浆混合质量比为0.7:11。所述的步骤(2)，铝酸锰与La₂O₂CO₃的质量比为3-5:0.7。所述的步骤(3)，磷酸脲加入量占软锰矿质量的1-3％，磷酸加入量占软锰矿质量的2-5％。所述的软锰矿是经过微波辐射处理过的。所述的微波辐射时间为20-30min，微波辐射功率为80-100W。所述的步骤(1)制备成粉末是将软锰矿升温至300-600℃，将其加水，使得软锰矿表面发生水热反应而粉化。上述的铝酸锰为原料制备烟气脱硫脱汞剂的方法制备的烟气脱硫脱汞剂，其比表面积为110-270m²/g；孔容为1.5-3.1cm³/g。上述的铝酸锰为原料制备烟气脱硫脱汞剂的方法烟气脱硫脱汞剂，在用于烟气脱硫脱汞处理时，是将其填充在固定床反应器中，将烟气通入固定床反应器中，与烟气脱硫脱汞剂接触，实现对烟气脱硫脱汞处理。与现有技术相比，本发明创造的技术效果体现在：通过软锰矿中加入铝酸锰与La₂O₂CO₃，使得软锰矿中的二氧化锰得到充分的活化，提高锰基脱硫脱汞剂的脱硫脱汞效率；结合磷酸脲、磷酸的加入以及加入后的处理温度，使得软锰矿以及铝酸锰与La₂O₂CO₃等得到改性，提高了与硫化物、汞单质的作用，增强了对烟气中的硫化物与单质汞的吸附反应，提高了反应效率，降低了烟气中的硫化物与单质汞的含量，提高了脱除率，使得对烟气中的硫化物和汞成分的脱除率均达到90％以上。具体，本发明创造的研究者，将实施例1-6制备的烟气脱硫脱汞剂按照以下使用方法进行使用，并对烟气中的硫、汞成分进行脱除的检测试验，如下：该实验采用的烟气为氮气模拟烟气，即就是在氮气中充入二氧化硫和单质汞，并将氮气温度调整在80-130℃，得到模拟烟气；取直径为10mm，高度为20cm的净化管，向净化管中填充实施例1-6制备的脱硫脱汞剂，将模拟烟气从净化管的底部通入，使得其经过脱硫脱汞剂后，从净化管的顶部排除，并对进入净化管之前的模拟烟气中二氧化硫和汞的含量检测，对从净化管排出来的模拟烟气中的二氧化硫和汞的含量检测，其结果如下表1所示：由表中数据显示可以看出，本发明创造的脱硫脱汞剂能够将烟气中的硫化物以及单质汞的脱除率达到90％以上，能够有效的降低烟气中的硫化物与单质汞的含量，并且采用软锰矿作为主要原料，采用其他成分进行改性，尤其是铝酸锰与La₂O₂CO₃加入，使得软锰矿脱除硫化物和单质汞的活性增强，提高了脱除率。
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。在某些实施例中，铝酸锰为原料制备烟气脱硫脱汞剂的方法，包括以下步骤：(1)将软锰矿制备成粉末，加水制备成泥浆；(2)将铝酸锰与La₂O₂CO₃在温度为30-60℃下混合，搅拌均匀，制备成粉末；(3)将步骤(2)的粉末加入到步骤(1)的泥浆中，搅拌均匀，并向其中加入磷酸脲和磷酸，置于温度为100-130℃处理10-20min，搅拌均匀，将其造粒，过20-60目筛，再置于真空度为0.02-0.08MPa下升温至80-120℃处理0.5-1.3h，即得。在某些实施例中，所述的步骤(3)，步骤(2)粉末与步骤(1)的泥浆混合质量比为0.3-1.1:8-15。在某些实施例中，所述的步骤(3)，步骤(2)粉末与步骤(1)的泥浆混合质量比为0.7:11。在某些实施例中，所述的步骤(2)，铝酸锰与La₂O₂CO₃混合按照不为零的任意质量比混合即可，优选是质量比为3-5:0.7。在某些实施例中，所述的步骤(3)，磷酸脲加入量占软锰矿质量的1-3％，磷酸加入量占软锰矿质量的2-5％。在某些实施例中，所述的软锰矿是经过微波辐射处理过的。在某些实施例中，所述的微波辐射时间为20-30min，微波辐射功率为80-100W。在某些实施例中，所述的步骤(1)制备成粉末是将软锰矿升温至300-600℃，将其加水，使得软锰矿表面发生水热反应而粉化。实施例1铝酸锰为原料制备烟气脱硫脱汞剂的方法，包括以下步骤：(1)将软锰矿制备成粉末，加水制备成泥浆；(2)将铝酸锰与La₂O₂CO₃在温度为30℃下混合，质量比为3:0.7，搅拌均匀，制备成粉末；(3)将步骤(2)的粉末加入到步骤(1)的泥浆中，混合质量比为0.3:8，搅拌均匀，并向其中加入磷酸脲和磷酸，磷酸脲加入量占软锰矿质量的1％，磷酸加入量占软锰矿质量的2％，置于温度为100℃处理10min，搅拌均匀，将其造粒，过20目筛，再置于真空度为0.02MPa下升温至80℃处理0.5h，即得。实施例2铝酸锰为原料制备烟气脱硫脱汞剂的方法，包括以下步骤：(1)将软锰矿制备成粉末，加水制备成泥浆；(2)将铝酸锰与La₂O₂CO₃在温度为60℃下混合，质量比为5:0.7，搅拌均匀，制备成粉末；(3)将步骤(2)的粉末加入到步骤(1)的泥浆中，混合质量比为1.1:15，搅拌均匀，并向其中加入磷酸脲和磷酸，磷酸脲加入量占软锰矿质量的3％，磷酸加入量占软锰矿质量的5％，置于温度为130℃处理20min，搅拌均匀，将其造粒，过60目筛，再置于真空度为0.08MPa下升温至120℃处理1.3h，即得。实施例3铝酸锰为原料制备烟气脱硫脱汞剂的方法，包括以下步骤：(1)将软锰矿经过微波辐射处理，微波辐射时间为20min，微波辐射功率为80W，制备成粉末，加水制备成泥浆；(2)将铝酸锰与La₂O₂CO₃在温度为40℃下混合，质量比为4:0.7，搅拌均匀，制备成粉末；(3)将步骤(2)的粉末加入到步骤(1)的泥浆中，混合质量比为0.7:11，搅拌均匀，并向其中加入磷酸脲和磷酸，磷酸脲加入量占软锰矿质量的2％，磷酸加入量占软锰矿质量的3％，置于温度为110℃处理15min，搅拌均匀，将其造粒，过50目筛，再置于真空度为0.06MPa下升温至100℃处理0.9h，即得。实施例4铝酸锰为原料制备烟气脱硫脱汞剂的方法，包括以下步骤：(1)将软锰矿经过微波辐射处理，微波辐射时间为30min，微波辐射功率为100W，制备成粉末，加水制备成泥浆；(2)将铝酸锰与La₂O₂CO₃在温度为60℃下混合，质量比为3:0.7，搅拌均匀，制备成粉末；(3)将步骤(2)的粉末加入到步骤(1)的泥浆中，混合质量比为1.1:8，搅拌均匀，并向其中加入磷酸脲和磷酸，磷酸脲加入量占软锰矿质量的1％，磷酸加入量占软锰矿质量的5％，置于温度为130℃处理10min，搅拌均匀，将其造粒，过60目筛，再置于真空度为0.02MPa下升温至120℃处理0.5h，即得。实施例5铝酸锰为原料制备烟气脱硫脱汞剂的方法，包括以下步骤：(1)将软锰矿升温至300℃，将其加水，使得软锰矿表面发生水热反应而粉化，制备成粉末，加水制备成泥浆；(2)将铝酸锰与La₂O₂CO₃在温度为30℃下混合，质量比为5:0.7，搅拌均匀，制备成粉末；(3)将步骤(2)的粉末加入到步骤(1)的泥浆中，混合质量比为1.1:15，搅拌均匀，并向其中加入磷酸脲和磷酸，磷酸脲加入量占软锰矿质量的2％，磷酸加入量占软锰矿质量的4％，置于温度为100℃处理20min，搅拌均匀，将其造粒，过20目筛，再置于真空度为0.08MPa下升温至80℃处理1.3h，即得。实施例6铝酸锰为原料制备烟气脱硫脱汞剂的方法，包括以下步骤：(1)将软锰矿经过微波辐射处理，微波辐射时间为25min，微波辐射功率为90W，升温至500℃，将其加水，使得软锰矿表面发生水热反应而粉化，制备成粉末，加水制备成泥浆；(2)将铝酸锰与La₂O₂CO₃在温度为30℃下混合，质量比为3:0.7，搅拌均匀，制备成粉末；(3)将步骤(2)的粉末加入到步骤(1)的泥浆中，混合质量比为0.3:11，搅拌均匀，并向其中加入磷酸脲和磷酸，磷酸脲加入量占软锰矿质量的1％，磷酸加入量占软锰矿质量的3％，置于温度为130℃处理10min，搅拌均匀，将其造粒，过60目筛，再置于真空度为0.02MPa下升温至80℃处理0.5h，即得。以上实施例和试验列仅限于对本发明创造的技术方案做出进一步的解释和说明，以便于本领域技术人员对本发明创造的技术方案的理解，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。