專利名稱：煙氣脫硫劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙氣脫硫劑的制備方法，特別是煙氣脫除SO2利用菲渣與甲醛和苯甲醛縮合制備一種煙氣脫硫劑的制備方法。
背景技術(shù)：
環(huán)境問題是人類面臨的最嚴(yán)峻的問題之一，它直接關(guān)系到人類的生存與發(fā)展，二氧化硫?qū)Υ髿獾奈廴緲O其嚴(yán)重，我國SO2排放量非常巨大。因此，控制二氧化硫排放對我國環(huán)境保護(hù)有特殊重要性。為了控制SO2排放減少其對大氣的污染，研究者對煙氣脫硫劑進(jìn)行了大量的研究，對脫硫劑的制備，使用的原料不同，制備的方法也不同，但研究的重點則放在制備出廉價、實用、硫容高、脫硫效果好，且能工業(yè)化的脫硫劑。在目前的公開報道中，有關(guān)以菲渣制煙氣脫硫劑未見報道。菲渣是煤焦油加工粗蒽分離制精蒽過程中的殘余物，其中主要含菲、咔唑及少量的蒽等，由于菲渣目前還沒有找到有效利用途徑，常以廢渣大量堆積在廠區(qū)，這些稠環(huán)芳烴化合物對動植物危害極大(菲和蒽的有些衍生物為強致癌物)，造成對環(huán)境的嚴(yán)重污染。為了找到菲渣的工業(yè)利用途徑，減少菲渣對環(huán)境的污染，發(fā)明人以菲渣為研究對象，研究了脫除二氧化硫的方法。本發(fā)明以菲渣為原料與甲醛和苯甲醛進(jìn)行縮合，然后炭化處理及活化制備出高性能煙氣脫硫劑。這樣既變廢為寶，凈化環(huán)境，又以廢治污，達(dá)到雙重凈化環(huán)境的目的，同時可大大降低合成脫硫劑的成本，制備出廉價脫硫劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是利用菲渣制備脫硫劑的工藝方法問題，其目的是以菲渣為原料，提供一種煙氣脫硫劑的制備方法。
本發(fā)明實現(xiàn)上述技術(shù)方案以及達(dá)到上述目的是通過大分子化合物的合成，炭化處理及脫硫劑活化來實現(xiàn)的，其具體工藝方法是依次按下列步驟進(jìn)行的1)大分子化合物合成在帶有攪拌的反應(yīng)釜內(nèi)，按原料摩爾配比為菲∶甲醛∶苯甲醛＝1∶0.8～1.2∶0.01～0.05加入原料，以硫酸為催化劑，按菲渣質(zhì)量的3％～5％加入硫酸，依次按下列步驟進(jìn)行反應(yīng)(1)原料預(yù)處理首先按配料比在反應(yīng)釜內(nèi)加入菲渣，加熱升溫，待菲渣熔解后開始攪拌，在100℃～120℃下抽真空30分～60分，以除去水分及粗蒽分離制精蒽過程中帶入的溶劑油；(2)縮合降溫至80℃～90℃，按配比加入濃硫酸，并在30分鐘內(nèi)，緩慢加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37％的甲醛水溶液，加完甲醛后，維持反應(yīng)溫度在80℃～90℃，縮合2小時，然后升溫到100℃，加入苯甲醛，再縮合1小時，接著逐漸升溫到110℃～120℃，以蒸發(fā)掉甲醛帶入的水和反應(yīng)縮合形成的水，等水分蒸發(fā)后，再升高反應(yīng)溫度到150℃，并維持30分鐘即可；2)炭化處理將縮合產(chǎn)物在氮氣保護(hù)下，在600℃～800℃下，在馬弗爐中加熱2小時進(jìn)行炭化處理；3)脫硫劑活化炭化物冷卻到室溫，將其破碎，篩分得到粒度為8目～10目無定形顆粒，然后將顆粒放入管式反應(yīng)器中，在空速為500h-1的氮氣中在600℃～650℃下恒溫3小時，最后將其降溫到室溫得到脫硫劑制品。
上述工藝方法中的另一種原料摩爾配比是菲∶甲醛∶苯甲醛＝1∶0.8∶0.01，按菲渣質(zhì)量的3％加入硫酸。
上述工藝方法中還有一種原料摩爾配比是菲∶甲醛∶苯甲醛＝1∶1.0∶0.025，按菲渣質(zhì)量的4％加入硫酸。
上述工藝方法中還有另一種原料摩爾配比是菲∶甲醛∶苯甲醛＝1∶1.2∶0.05，按菲渣質(zhì)量的5％加入硫酸。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，既解決了脫硫劑制備成本高的問題(從原料的價格來看，菲渣為人們還未找到有效利用途徑的廢渣)，又解決了菲渣工業(yè)利用問題，菲渣對環(huán)境污染問題，達(dá)到以廢治污凈化環(huán)境的目的。
本發(fā)明其合成工藝優(yōu)點在于合成成本低，從原料的價格來看，菲渣為人們到目前為至還未找到有效利用途徑的廢渣，價格低廉，因而以菲渣為原料制備脫硫劑，可大大降低成本；其制備的產(chǎn)品性能在于在煙氣主要組成為二氧化硫體積分?jǐn)?shù)2×10-3，水蒸氣體積分?jǐn)?shù)10％，O2體積分?jǐn)?shù)5％。在溫度100℃～200℃，空速400h-1的條件下，脫硫率高于90％，吸附硫容為6克～12克SO2/100克脫硫劑；其環(huán)保意義在于菲渣為粗蒽制精蒽工藝的殘余物，目前還沒有找到有效的利用途徑，一般作為廢渣堆積在廠區(qū)，嚴(yán)重污染環(huán)境，因而以菲渣為原料合成脫硫劑，既制備了一種高效脫硫劑，又達(dá)到了“變廢為寶、以廢治污、凈化環(huán)境”的目的，具有極大的環(huán)保意義、社會效益和經(jīng)濟效益。
具體實施例方式
實施方式11)大分子化合物合成在帶有攪拌的反應(yīng)釜內(nèi)，按原料摩爾配比為菲∶甲醛∶苯甲醛＝1∶0.8～1.2∶0.01～0.05加入原料，以硫酸為催化劑，按菲渣質(zhì)量的3％～5％加入硫酸，依次按下列步驟進(jìn)行反應(yīng)(1)原料預(yù)處理首先按配料比在反應(yīng)釜內(nèi)加入菲渣，加熱升溫，待菲渣熔解后開始攪拌，在100℃～120℃下抽真空30分～60分，以除去水分及粗蒽分離制精蒽過程中帶入的溶劑油；(2)縮合降溫至80℃～90℃，按配比加入濃硫酸，并在30分鐘內(nèi)，緩慢加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37％的甲醛水溶液，加完甲醛后，維持反應(yīng)溫度在80℃～90℃，縮合2小時，然后升溫到100℃，加入苯甲醛，再縮合1小時，接著逐漸升溫到110℃～120℃，以蒸發(fā)掉甲醛帶入的水和反應(yīng)縮合形成的水，等水分蒸發(fā)后，再升高反應(yīng)溫度到150℃，并維持30分鐘即可；2)炭化處理將縮合產(chǎn)物在氮氣保護(hù)下，在600℃～800℃下，在馬弗爐中加熱2小時進(jìn)行炭化處理；3)脫硫劑活化炭化物冷卻到室溫，將其破碎，篩分得到粒度為8目～10目無定形顆粒，然后將顆粒放入管式反應(yīng)器中，在空速為500h-1的氮氣中在600℃～650℃下恒溫3小時，最后將其降溫到室溫得到脫硫劑制品。
實施方式2按照實施例1的工藝方法，其原料的摩爾配比是菲∶甲醛∶苯甲醛＝1∶0.8∶0.01，按菲渣質(zhì)量的3％加入硫酸實施方式3按照實施例1的工藝方法，其原料的摩爾配比是菲∶甲醛∶苯甲醛＝1∶1.0∶0.025，按菲渣質(zhì)量的4％加入硫酸實施方式4按照實施例1的工藝方法，其原料的摩爾配比是菲∶甲醛∶苯甲醛＝1∶1.2∶0.05，按菲渣質(zhì)量的5％加入硫酸。
權(quán)利要求
1.煙氣脫硫劑的制備方法，其特征在于大分子化合物的合成，炭化處理和脫硫劑活化是通過以下工藝方法來實現(xiàn)的1)大分子化合物合成在帶有攪拌的反應(yīng)釜內(nèi)，按原料摩爾配比為菲∶甲醛∶苯甲醛＝1∶0.8～1.2∶0.01～0.05加入原料，以硫酸為催化劑，按菲渣質(zhì)量的3％～5％加入硫酸，依次按下列步驟進(jìn)行反應(yīng)(1)原料預(yù)處理首先按配料比在反應(yīng)釜內(nèi)加入菲渣，加熱升溫，待菲渣熔解后開始攪拌，在100℃～120℃下抽真空30分～60分，以除去水分及粗蒽分離制精蒽過程中帶入的溶劑油；(2)縮合降溫至80℃～90℃，按配比加入濃硫酸，并在30分鐘內(nèi)，緩慢加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37％的甲醛水溶液，加完甲醛后，維持反應(yīng)溫度在80℃～90℃，縮合2小時，然后升溫到100℃，加入苯甲醛，再縮合1小時，接著逐漸升溫到110℃～120℃，以蒸發(fā)掉甲醛帶入的水和反應(yīng)縮合形成的水，等水分蒸發(fā)后，再升高反應(yīng)溫度到150℃，并維持30分鐘即可；2)炭化處理將縮合產(chǎn)物在氮氣保護(hù)下，在600℃～800℃下，在馬弗爐中加熱2小時進(jìn)行炭化處理；3)脫硫劑活化炭化物冷卻到室溫，將其破碎，篩分得到粒度為8目～10目無定形顆粒，然后將顆粒放入管式反應(yīng)器中，在空速為500h-1的氮氣中在600℃～650℃下恒溫3小時，最后將其降溫到室溫得到脫硫劑制品。
2.如權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫劑的制備方法，其特征是該方法的原料摩爾配比是菲∶甲醛∶苯甲醛＝1∶0.8∶0.01，按菲渣質(zhì)量的3％加入硫酸。
3.如權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫劑的制備方法，其特征是該方法的原料摩爾配比是菲∶甲醛∶苯甲醛＝1∶1.0∶0.025，按菲渣質(zhì)量的4％加入硫酸。
4.如權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫劑的制備方法，其特征是該方法的原料摩爾配比是菲∶甲醛∶苯甲醛＝1∶1.2∶0.05，按菲渣質(zhì)量的5％加入硫酸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種煙氣脫硫劑的制備方法，其合成工藝是在帶有攪拌的反應(yīng)釜內(nèi)，按原料摩爾配比為菲∶甲醛∶苯甲醛＝1∶0.8～1.2∶0.01～0.05加入原料，按菲渣重量的3％～5％加入催化劑硫酸，進(jìn)行縮合，得一大分子化合物，然后在600℃～800℃下對其進(jìn)行炭化處理，最后炭化物進(jìn)行粉碎、篩分、活化即得產(chǎn)品。本發(fā)明利用菲渣為原料制備煙氣脫硫劑，為脫硫劑的制備提供了一種新的方法，解決了制備煙氣脫硫劑成本高、工業(yè)廢渣對環(huán)境污染問題，達(dá)到以廢治污凈化環(huán)境的目的，同時為菲渣的工業(yè)利用提供一種新的有效利用途徑。
文檔編號B01D53/50GK1724118SQ20051001260
公開日2006年1月25日 申請日期2005年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月9日
發(fā)明者劉祖愉, 王志忠 申請人:太原理工大學(xué)