申请日2009.06.12
公开(公告)日2009.11.25
IPC分类号B01D53/68; B01J20/30; B01J20/20
摘要
本发明涉及一种污泥基脱氯剂及其制备方法。本发明以污泥活性炭与粉煤灰、氢氧化钙、海泡石、铝土和硅藻土的混合物为活性组分，以膨润土或酸性白土的一种或两种的混合物为粘结剂，以碳酸铵、羧甲基纤维素或田青粉中的一种或几种的混合物为扩孔剂，并通过将活性组分、粘结剂和扩孔剂混合后，泥捏、挤压成型、风干、烘干、焙烧，得到污泥基脱氯剂。本发明脱氯剂具有吸附氯化氢容量高、制备简单和成本低的特点，适用于中低温氯化氢气体的脱除。
权利要求书
1、一种污泥基脱氯剂，其特征在于，所述的脱氯剂由活性组分、粘结剂和 扩孔剂组成;脱氯剂中活性组分所占的质量百分含量为60-80%，粘结剂所 占的质量百分含量为2-25%，扩孔剂所占的质量百分含量为10-20%;所述 的活性组分的组成及其质量百分含量为：污泥活性炭20-50%、粉煤灰 10-50%、氢氧化钙10-50%、海泡石0-50%、铝土0-50%和硅藻土0-50%;所 述的粘结剂为膨润土或酸性白土的一种或两种的混合物;所述的扩孔剂为 碳酸铵、羧甲基纤维素或田青粉中的一种或几种的混合物。
2、根据权利要求1所述的一种污泥基脱氯剂的制备方法，其特征在于，包 括以下步骤：
1)将污泥干燥、研磨、过筛，保留粒径范围为1-2.5mm的污泥颗粒;
2)将污泥颗粒与活化剂按质量比为1∶2-1∶3.5混合后，于70-80℃ 加热搅拌1-2h，而后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒;
3)将活化污泥颗粒以15-20℃/min的升温速率升温至450-650℃保 温30-90min后，在氮气中冷却，而后依次用盐酸和70-80℃的蒸馏水 洗涤，烘干，得到污泥活性炭;
4)将污泥活性炭与粉煤灰、氢氧化钙、海泡石、铝土和硅藻土混合， 得到活性组分，活性组分中污泥活性炭、粉煤灰、氢氧化钙、海泡石、铝 土和硅藻土所占的质量百分含量分别为：20-50%、10-50%、10-50%、0-50%、 0-50%和0-50%;再将活性组分与粘结剂和扩孔剂分别按质量百分比为 60-80%、2-25%和10-20%混合均匀后，研磨至80目以下，加入去离子水混 捏，挤压成型，自然风干、烘干，再于300-400℃下焙烧3-5h，得到污 泥基脱氯剂;
步骤2)中所述的活化剂为氯化锌、磷酸或氢氧化钾中的一种;步骤4) 中所述的粘结剂为膨润土或酸性白土的一种或两种的混合物;步骤4)中所 述的扩孔剂为碳酸铵、羧甲基纤维素或田青粉中的一种或几种的混合物。
说明书
一种污泥基脱氯剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种以剩余污泥为原材料的去除氯化氢气体的脱氯剂及其 制备方法，适用于中低温下氯化氢的去除。
背景技术
目前，氯化氢的去除方法根据氯化氢的来源、状态和净化目的的不同， 而有所不同。关于燃煤锅炉和垃圾焚烧中产生的氯化氢废气的净化，己作 了许多研究工作，并开发了多项应用技术，具体可分为炉前处理、炉内燃 烧脱氯处理和炉后烟气脱氯处理三个阶段。其中，最常用的是采用脱氯剂 对炉后烟气进行脱氯处理。
关于脱除氯化氢的脱氯剂的开发始于80年代初，但早期脱氯剂的品种 少，性能差(氯容量低、置换频繁，有效组分易流失等)。到目前为止，脱 氯剂已涉及的体系有：CuO-ZnO系、CaO-ZnO系、CaO-Al2O3系、Na2O-Al2O3 系、K2O-Fe2O3系等，大多数脱氯剂是通过将17%以下的活性组分浸渍在多孔 载体上制得的，氯容量不高，成本却较高，且部分脱氯剂的使用温度较低。 近年来开发的氯容量较高的脱氯剂多数也是以碱金属或碱土金属为活性组 份，以天然无机粘土为粘结剂，但也适用于脱氯温度小于280℃，净化度 小于0.5×10-6的体系。
目前，污泥基吸附剂的应用仅限于污水处理及SO2、H2S和NOx气体的吸 附，还未见有适用于去除氯化氢气体的污泥基脱氯剂的相关研究报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于去除中低温氯化氢的以剩余污泥为原 材料的脱氯剂及其制备方法。
本发明所提供的一种污泥基脱氯剂由活性组分、粘结剂和扩孔剂组成; 脱氯剂中活性组分所占的质量百分含量为60-80%，粘结剂所占的质量百分 含量为2-25%，扩孔剂所占的质量百分含量为10-20%;所述的活性组分的 组成及其质量百分含量为：污泥活性炭20-50%、粉煤灰10-50%、氢氧化钙 10-50%、海泡石0-50%、铝土0-50%和硅藻土0-50%;所述的粘结剂为膨润 土或酸性白土的一种或两种的混合物;所述的扩孔剂为碳酸铵、羧甲基纤 维素或田青粉中的一种或几种的混合物。
本发明所提供的一种污泥基脱氯剂的制备方法，其特征在于，包括以 下步骤：
1)将污泥干燥、研磨、过筛，保留粒径范围为1-2.5mm的污泥颗粒;
2)将污泥颗粒与活化剂按质量比为1∶2-1∶3.5混合后，于70-80℃ 加热搅拌1-2h，而后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒;
3)将活化污泥颗粒以15-20℃/min的升温速率升温至450-650℃保 温30-90min后，在氮气中冷却，而后依次用盐酸和70-80℃的蒸馏水洗 涤，烘干，得到污泥活性炭;
4)将污泥活性炭与粉煤灰、氢氧化钙、海泡石、铝土和硅藻土混合， 得到活性组分，活性组分中污泥活性炭、粉煤灰、氢氧化钙、海泡石、铝 土和硅藻土所占的质量百分含量分别为：20-50%、10-50%、10-50%、0-50%、 0-50%和0-50%;再将活性组分与粘结剂和扩孔剂分别按质量百分比为 60-80%、2-25%和10-20%混合均匀后，研磨至80目以下，加入去离子水混 捏，挤压成型，自然风干、烘干，再于300-400℃下焙烧3-5h，得到污 泥基脱氯剂;
步骤2)中所述的活化剂为氯化锌、磷酸或氢氧化钾中的一种;步骤4) 中所述的粘结剂为膨润土或酸性白土的一种或两种的混合物;步骤4)中所 述的扩孔剂为碳酸铵、羧甲基纤维素或田青粉中的一种或几种的混合物。
本发明的制备方法中，挤压形状和大小可根据需要而定，既可是小球 状，也可是柱状。
1)本发明以污水处理厂的剩余污泥和粉煤灰等廉价物质为原料，不仅 降低了脱氯剂的制备成本，还将废弃污泥资源化利用解决了剩余污泥的出 路问题。
2)本发明所提供的污泥基脱氯剂性能稳定、净化度好、吸附氯化氢容 量高、制备简单，适用于中低温(350℃以下)废气中氯化氢的去除。
以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
具体实施方式
下述实施例中所使用的污泥为污水处理厂二沉池的剩余污泥。
实施例1
1)将污泥干燥、研磨、过筛，保留粒径范围为1-2.5mm的污泥颗粒， 将污泥颗粒与氯化锌按质量比为1∶2混合后，于70℃加热搅拌1h，而 后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒，将活化污泥颗粒以15℃/min的升温速 率升温至450℃保温90min后，在氮气中冷却，而后依次用盐酸和70℃ 的蒸馏水洗涤，烘干，得到污泥活性炭;
2)将污泥活性炭、氢氧化钙、粉煤灰、铝土、膨润土、酸性白土和碳 酸铵分别按如下质量百分比25%、16%、26%、5%、8%、5%和15%混合， 研磨至80目以下后，加入去离子水泥捏，挤条成型，自然风干，烘干，在 300℃温度下焙烧3h而成。
氯化氢脱除反应条件为：氯化氢浓度1955-2444mg/m3，反应空速3000 h-1、反应温度200℃，当出口气体的氯化氢浓度达到150mg/m3时，该脱氯 剂的吸附容量为18.84%。
实施例2
1)将污泥干燥、研磨、过筛，保留粒径范围为1-2.5mm的污泥颗粒， 将污泥颗粒与磷酸按质量比为1∶2.5混合后，于80℃加热搅拌1.5h，而 后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒，将活化污泥颗粒以15℃/min的升温速 率升温至500℃保温60min后，在氮气中冷却，而后依次用盐酸和70℃ 的蒸馏水洗涤，烘干，得到污泥活性炭;
2)将污泥活性炭、氢氧化钙、粉煤灰、硅藻土、膨润土和羧甲基纤维 素分别按如下质量百分比30%、18%、12%、16%、0%、0%、9%和15%混合， 研磨至80目以下后，加入去离子水泥捏，挤条成型，自然风干，烘干，在 350℃温度下焙烧5h而成。
氯化氢脱除反应条件为：氯化氢浓度1955-2144mg/m3，反应空速2500 h-1、反应温度250℃，当出口气体的氯化氢浓度达到150mg/m3时，该脱氯 剂的吸附容量为21.04%。
实施例3
1)将污泥干燥、研磨、过筛，保留粒径范围为1-2.5mm的污泥颗粒， 将污泥颗粒与氢氧化钾按质量比为1∶3混合后，于80℃加热搅拌2h，而 后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒，将活化污泥颗粒以20℃/min的升温 速率升温至600℃保温60min后，在氮气中冷却，而后依次用盐酸和80℃ 的蒸馏水洗涤，烘干，得到污泥活性炭;
2)将污泥活性炭、氢氧化钙、粉煤灰、海泡石、酸性白土、田青粉和 碳酸铵分别按如下质量百分比35%、16%、15%、12%、7%、3%和12%混合， 研磨至80目以下后，加入去离子水泥捏，挤条成型，自然风干，烘干，在 400℃温度下焙烧3.5h而成。
氯化氢脱除反应条件为：氯化氢浓度2055-2444mg/m3，反应空速2000 h-1、反应温度300℃，当出口气体的氯化氢浓度达到150mg/m3时，该脱氯 剂的吸附容量为28.47%。
实施例4
1)将污泥干燥、研磨、过筛，保留粒径范围为1-2.5mm的污泥颗粒， 将污泥颗粒与氯化锌按质量比为1∶3.5混合后，于70℃加热搅拌2h， 而后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒，将活化污泥颗粒以15℃/min的升温 速率升温至500℃保温90min后，在氮气中冷却，而后依次用盐酸和80℃ 的蒸馏水洗涤，烘干，得到污泥活性炭;
2)将污泥活性炭、氢氧化钙、粉煤灰、铝土、酸性白土和羧甲基纤维 素分别按如下质量百分比40%、15%、10%、15%、8%和12%混合，研磨至80 目以下后，加入去离子水泥捏，挤条成型，自然风干，烘干，在300℃温 度下焙烧4h而成。
氯化氢脱除反应条件为：氯化氢浓度1938-2010mg/m3，反应空速3500 h-1、反应温度200℃，当出口气体的氯化氢浓度达到150mg/m3时，该脱氯 剂的吸附容量为21.17%。