基本信息
- 项目名称：
- 凹凸棒石基复合脱硫剂除SO2气体的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本课题是用凹凸棒石土为主要原料制成新型的固体脱硫剂，通过实验得到在不同条件下的硫容与穿透时间，然后进行分析比较，然后得出最佳条件。
- 详细介绍：
- 采用甘肃临泽产凹凸棒石（ATTP）与CaO复合，制成了具有吸附催化作用的脱硫剂。实验主要研究了脱硫剂粒径、气流速率、改性碱液浓度对脱硫效率的影响。最终发现，当粒径为2mm时，气流速度应该控制在10ml/min左右，用1mol/LNaOH溶液处理过的脱硫剂脱硫效果最好，硫容大，穿透时间长。硫容最大可达17.12%。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 干法脱硫中常用的吸附载体有活性炭、活性氧化铝、硅胶等，这些材料具有大的表面积、良好的孔结构、丰富的表面基团、高效的原位脱氧能力，同时有负载性能和还原性能，所以既可以作载体制得高分散的催化体系，又可作为还原剂参与反应。凹凸棒石比表面积大，晶体结构中具有特殊通道，存在大量活化中心，吸附和催化氧化性好，自身就可以作为催化剂使用。由此考虑到制备凹凸棒石基脱硫剂。
科学性、先进性及独特之处
- 凹凸棒石具有很大的比表面积和吸附中心，二者的结合使凹凸棒石具有良好的吸附性能；同时由于凹凸棒石比表面积大，晶体结构中具有特殊通道，存在大量活化中心，吸附和催化氧化性好，自身就可以作为催化剂使用。同时还可使用金属氧化物及其盐将凹凸棒石进行改性，起到催化氧化的作用，提高脱硫能力。本作品的独特之处在于：（1）采用甘肃产凹凸棒石作为脱硫剂载体；（2）采用金属氧化物作为改性剂。
应用价值和现实意义
- 二氧化硫是我国面临的主要环境污染源之一，石油化工企业含硫气体排放量大，腐蚀设备，危害人体健康。本课题研究的脱硫工艺技术，可以减排含硫气体及废水，从而减少环境污染，帮助企业实现节能减排目标。凹凸棒石为我省丰富的无机矿物资源，该技术的应用有利于开发这一资源。该技术具有显著的环境效益和社会效益。
学术论文摘要
- 本课题是用凹凸棒石土为主要原料制成新型的固体脱硫剂，并通过研究其在不同条件下的脱硫性能。因为凹凸棒石其自身的结构特点，它是一种良好的吸附剂，利用它的结构特点研究其脱硫效果。在我国有着丰富的凹凸棒石土资源，近年来有许多的高校和研究机构对凹凸棒石土做了大量的研究，研究表明它有着许多用途，现在已经广泛的应用于许多领域。本课题中，通过实验得到在不同条件下的硫容与穿透时间，然后进行分析比较，然后得出最佳条件。实验中还研究了用碱液对脱硫剂改性后的脱硫效果。本课题的对充分利用西部丰富的凹凸棒石土资源有着很好的意义。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] 马新灵, 王亚立, 邓德兵, 等. CuO/ Al2O3 干法烟气脱硫研究[J]. 华中科技大学学报(自然科学版), 2002(12),Vol.30,No.12:95-97. [2] 王青宁, 李澜, 俞树荣, 等. 凹凸棒石黏土-活性金属氧化物复合脱硫剂对脱H2S效果的影响[J]. 化工进展, 2006年,Vol. 25, No. 1:95~100. [3] 张婷, 俞树荣, 冯辉霞, 等. 钴负载凹凸棒石基复合吸附脱硫剂脱除SO2的实验研究[J].矿物岩石.2008(3):24~28 [4] 张婷, 俞树荣, 冯辉霞, 等. 复合吸附脱硫剂的制备及其脱除SO2的试验研究[J].化工进展.2009,28(1):169~172 [5] 俞树荣, 张婷, 冯辉霞, 等. 吸附材料在脱硫中的应用和研究进展[J]. 河南化工. 2006,23(8):8-11
同类课题研究水平概述
- 国内外干法脱硫技术常用的有克劳斯法，氧化铁法，活性炭吸附法等，其脱硫剂有活性炭、氧化铁、铝钒土等，可回收硫、二氧化硫、硫酸盐和硫酸等。如活性炭吸附法，利用活性炭的催化吸附性，在常温下可将二氧化硫氧化为三氧化硫，并可转化为硫酸。由于这是一个放热反应，一般条件下其反应速度很慢，可以通过添加某些化合物(如硫酸铜、氧化铜、碱金属或碱土金属盐类等)加速催化氧化反应；活性炭法的优点是操作简单，但常处理低含量二氧化硫气体源。在干法脱硫中，氧化铁法与活性炭脱硫剂有同等重要的影响。氧化铁法适于处理焦炉煤气和其他含二氧化硫气体，净化效果好，效率可达99%；但该方法占地面积较大，阻力大，脱硫剂需定期再生或更换，总体上不是很经济。我国许多大中型火电厂正在建设火电厂脱硫项目，所采取的脱硫工艺虽各有不同，但所使用的脱硫剂多为石灰石, 采用钙基脱硫剂的干法脱硫系统具有系统简单、投资省、占地面积小、运行费用低等优点。但是钙基脱硫剂在脱硫反应过程中，生成的CaSO4的摩尔体积是CaO的三倍多，且CaO颗粒内气孔分布纤细而密集，在脱硫反应中CaO颗粒内气孔很快就被CaSO4堵塞，从而阻止了SO2向其内部的扩散，从而使得脱硫效率降低，脱硫剂的利用率也很低。而且，脱硫副产品多为石膏，自然氧化石膏只能抛弃，只有强制氧化石膏才能综合利用。由于钙基脱硫剂的大量使用，其反应副产品石膏的量也将大大增加，大量的石膏因无处可用而成为垃圾。 国外对凹凸棒石粘土的性质和应用开展了较为系统的研究，除了细致地研究了凹凸棒石各种性能外，目前的研究主要集中于将凹凸棒石作为复合材料的一种改性材料方面，如高强度PP/有机凹土纳米复合材料的制备、高抗盐性和高吸附性复合材料AM/凹凸棒石的制备等。我国自80年代初发现以安徽省明光市、来安县，江苏省盱眙县、六合县为主要矿区的苏皖凹凸棒石粘土矿带以来，对凹凸棒石粘土本身的矿物学特性及开发应用进行了大量研究。凹凸棒石粘土应用研究范围已经涉及到室内空气和工业废气净化，印染、皮革、电镀、钢铁等行业废水治理以及生活污水、污染河水、综合废水的治理，在环境污染治理中的应用已经取得一定实效和进展。而将凹凸棒石用于气体脱硫方面的研究，除俞树荣等人采用凹凸棒石复配活性金属氧化物对高浓度的硫化氢及二氧化硫的脱除进行了实验研究外，其他研究鲜见报道。
