【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于烟气硫、碳回收，尤其涉及一种可回收硫、碳的烟气脱硫吸附剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、由于浆液含有高浓度的氯离子、硫酸根离子以及亚硫酸根离子等，对金属有强烈的腐蚀作用。一个典型的300mw燃煤发电机组，按每年燃烧200万吨煤计算，假设煤中含硫量为1％，则该电厂每年可产生超过10万吨的脱硫石膏。尽管脱硫石膏可以作为建筑材料等再利用，但由于附加值太低其利用率仅在50％-60％，意味着仍有相当数量的脱硫石膏最终只能作为固废进行填埋处置。
2、回收烟气中的so2，可以将其转化为有用的化学产品，如硫酸、硫磺或其他含硫化合物，这些产品在化肥生产、制药、造纸、纺织等多个行业上有着广泛的应用。so2资源化利用不仅减少了废弃物的处理成本，还创造了额外的经济价值。对于依赖外部采购含硫原料的企业来说，回收并利用自身排放的so2可降低原材料的采购成本，显著提高企业竞争力。
3、开发吸附剂对烟气中so2实现吸附和解吸分离可有效避免二次污染，实现多次化学吸附so2和解吸收集so2循环，对烟气脱硫技术的发展具有重要意义。目前研究较多的吸附剂是离子液体类吸附剂，它们具有良好的稳定性、较高的二氧化硫容量和较低的挥发性。通过调节离子液体类吸附剂与so2的相互作用温度和压力等操作条件，可以实现其对so2的可逆吸附，从而使so2的循环利用成为可能。但大多数离子液体类吸附剂的合成过程较为复杂，需要消耗大量高纯度的有机溶剂，造价尤为昂贵。其次，离子液体一般以液相存在，表现出较高粘度，导致大规模工业应用中的泵送和混合过程传质阻力增
4、专利cn119215635a公开了一种脱除烟气中含硫气体的脱硫剂及其制备方法，主吸收组分为碳酸镁钙、氟磷酸钙或氧化锰，氨基酸助剂为β-丙氨酸或l-丙氨酸，抑制剂为碳酸氢钠，抗氧剂为多元醇或多元酚。因制备方法中碳酸氢钠质量含量明显高于主吸收组分质量含量，且碳酸镁钙、氟磷酸钙或氧化锰溶解度均较低，该脱硫剂实际为碳酸镁钙、氟磷酸钙或氧化锰分散于碳酸氢钠水溶液中的悬浊液。该技术脱硫后产生废水，对环境带来二次污染，被脱除后的so2也难于资源化利用。专利cn110124449a公开了一种吸收二氧化硫的复合氨吸收剂及其制备方法，但制备该吸收剂所需原料价格昂贵，再生能耗高，且应用于同时含有so2、co2的实际工厂烟气时其脱硫选择性有待改善。
5、因此，如何提供一种成本较低、可高效回收硫、碳的烟气脱硫吸附剂的制备方法具有重要意义。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种可回收硫、碳的烟气脱硫吸附剂及其制备方法与应用。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、一种可回收硫、碳的烟气脱硫吸附剂，其制备方法包括以下步骤：
4、在氮气气氛下将多元胺与甲醛、甲酸连续搅拌，待多元胺充分甲基化反应后，向其中加入氨水，经旋转蒸发去除甲醛、水和氨水等杂质。向旋转蒸发后的产物中加入丙醇，经离心后取上清液，得到甲基化后多元胺的丙醇溶液。向溶液中加入氧化钙粉末，搅拌充分混合，实现氧化钙颗粒对甲基化后多元胺的充分浸渍。待将浸渍后的产物干燥后，向其中倒入一定量的木质素磺酸盐水溶液，伴随搅拌完成对氧化钙的消化过程，再经过滤、焙烧，即得到所述可回收硫、碳的烟气脱硫吸附剂颗粒。
5、有益效果：通过甲基化反应将多元胺的伯胺、仲胺基团均转化为叔胺，经氧化钙颗粒对其丙醇溶液浸渍后，甲基化后多元胺分子层可以紧密包裹于氧化钙颗粒外表面。加入木质素磺酸盐水溶液后，氧化钙与水经消化反应生成摩尔体积更大的氢氧化钙晶体，氢氧化钙晶体的“膨胀”可增大多元胺分子层的比表面积。而且，木质素磺酸盐的加入有效控制了氢氧化钙晶体的生长方向，促使氢氧化钙晶体定向生长，进一步增大多元胺分子层的比表面积，甚至促使氢氧化钙晶体“扯破”多元胺分子层，增大氢氧化钙活性位点与烟气接触和反应的概率。由于氢氧化钙晶体可在多元胺溶液中重新溶解、成粒和生长，先消化氧化钙而后浸渍负载多元胺的吸附剂制备方法破坏了氢氧化钙晶体的原有结构，造成氢氧化钙对多元胺的负载难于准确控制。本专利技术先通过氧化钙作为载体负载多元胺，再实现氢氧化钙晶体颗粒的成粒和生长，有效避免了以上现象，最终制备所得吸附剂具有可控的结构和较大的比表面积。吸附剂与烟气接触时，有大量的叔胺基团和氢氧化钙活性位点可分别对烟气中的so2、co2进行化学吸附。多元胺所含的叔胺可直接将so2化学吸附，但对co2的化学吸附量很低，因而具有较高的so2选择性。残留的co2进而被多元胺分子层下方的氢氧化钙晶体活性位点化学吸附。
6、优选的，所述多元胺与氧化钙的质量比为0.05～10：1。
7、优选的，所述多元胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺中的至少一种。
8、有益效果：本专利技术所得可回收硫、碳的烟气脱硫吸附剂对烟气中so2、co2的高效吸附，是通过改变甲基化反应前多元胺对氧化钙的相对质量比实现。一定量氧化钙颗粒对甲基化反应后的多元胺溶液浸渍后，多元胺分子层紧密包裹于氧化钙颗粒外表面。多元胺种类不同，其粘度差别也较大。多元胺用量过少，附着于氧化钙颗粒外表面的多元胺分子层过薄，无法连续包裹住氧化钙颗粒，负载于氧化钙颗粒外表面的叔胺位点数量偏少，降低吸附剂对烟气中so2的化学吸附量。多元胺用量过多，粘度过高，氧化钙颗粒外表面负载的多元胺分子层过厚，阻碍了后续氧化钙与木质素磺酸盐水溶液的有效接触，抑制了氧化钙的消化和随后氢氧化钙晶体的定向生长，造成氢氧化钙晶体难于“扯破”多元胺分子层，减少吸附剂对烟气中co2的化学吸附量。
9、优选的，所述木质素磺酸盐水溶液的质量百分比为0.02％～10％，木质素磺酸盐对氧化钙的质量比为0.005～2：1。
10、优选的，所述木质素磺酸盐包括木质素磺酸钠、木质素磺酸镁、木质素磺酸钙中的至少一种。
11、有益效果：本专利技术所得可回收硫、碳的烟气脱硫吸附剂对烟气中so2、co2的高效吸附，也是通过改变木质素磺酸盐水溶液的质量浓度和木质素磺酸盐对氧化钙的相对质量比实现。木质素磺酸盐水溶液中的水作为反应物直接参与氧化钙的消化反应，木质素磺酸根离子可同氢氧化钙晶体中钙离子络合，降低水溶液中可用于氢氧化钙成核的自由钙离子浓度，控制氢氧化钙晶体的生长方向，增大包裹于氧化钙颗粒外表面的多元胺的比表面积，进一步实现吸附剂中氢氧化钙晶体定向“扯破”多元胺分子层，为吸附剂对烟气中co2的吸附提供更多的反应位点。木质素磺酸盐水溶液的质量百分比过高，会造成消化溶液中局部粘度过高，易引起氢氧化钙颗粒的团聚。木质素磺酸盐对氧化钙的质量比过大，木质素磺酸根阴离子会络合氢氧化钙晶体中的过多钙离子，影响氢氧化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可回收硫、碳的烟气脱硫吸附剂及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多元胺与氧化钙的质量比为0.05～10：1。
3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，多元胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，木质素磺酸盐水溶液的质量百分比为0.02％～10％，木质素磺酸盐对氧化钙的质量比为0.005～2：1。
5.根据权利要求1和4所述的方法，其特征在于，木质素磺酸盐包括木质素磺酸钠、木质素磺酸镁、木质素磺酸钙中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，木质素磺酸盐水溶液对氧化钙的消化过程中所述消化温度为30～120℃，消化时间15分钟～3小时。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，木质素磺酸盐对氧化钙消化反应后产物的所述焙烧温度为90～350℃，焙烧30分钟～3小时。
8.如权利要求1-7任一项所述的可回收硫、碳的烟气脱硫吸附剂及其制备方法制备得到的可回收硫、
9.如权利要求8所述的一种可回收硫、碳的烟气脱硫吸附剂在烟气硫、碳回收中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种可回收硫、碳的烟气脱硫吸附剂及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多元胺与氧化钙的质量比为0.05～10：1。
3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，多元胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，木质素磺酸盐水溶液的质量百分比为0.02％～10％，木质素磺酸盐对氧化钙的质量比为0.005～2：1。
5.根据权利要求1和4所述的方法，其特征在于，木质素磺酸盐包括木质素磺酸钠、...
【专利技术属性】
技术研发人员：田红景，睢辉，华玉哲，高凯斌，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：
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