[发明专利]用于海水烟气脱硫的贝基规整催化填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于海水烟气脱硫工艺使用的催化填料及其制备方法，特别涉及一种利用废弃天然贝类制备的贝壳基规整催化填料及其制备方法。 

背景技术

我国是SO₂排放大国，SO₂年排放量超过2.0×10⁷t，居世界之首，由SO₂污染造成的酸雨面积已占国土面积的30%。煤炭燃烧是我国大气SO₂的主要来源，其排放量占总排放量的85%以上，导致我国酸雨面积不断扩大，现以从西南局部地区扩展到西南、华中、华南和华东的大部分地区，我国也成为继西欧、北美之后的另一世界酸雨区。SO₂和酸雨不仅破坏环境和生态系统，更重要的是严重危害人民健康，已成为制约我国经济发展和社会和谐的重要因素。据国家环境保护总局2008年公布的最新环境资料显示，全国的SO₂排放量连续多年超过2000万吨，80%以上来源于工业排放，因此控制和治理二氧化硫的工作不能停顿。 

烟气脱硫（FGD）是目前世界上控制SO₂污染、防治酸雨危害的主要和有效的脱硫方式。其中海水脱硫技术属于湿法脱硫技术中的一种，该技术起始于20世纪70年代，并很快在欧洲、美洲、亚洲等沿海电厂推广应用。目前在国外火电厂大型机组海水烟气脱硫技术已基本成熟，其海水脱硫技术可分为两类：一是不添加任何化学物质，用纯海水作为SO₂吸收液的工艺，该技术以挪威ABB公司开发的Flakt-Hydro工艺为代表，应用广泛；另一个是在海水中添加一定量石灰或含石灰的物质，以调节吸收液的碱度，强化吸收效果，该技术以美国Bechte公司和中国海洋大学王庆璋教授开发的白泥脱硫工艺为代表。目前多采用前者，即不添加任何化学物质的方法。 

目前现有海水脱硫工艺对含硫量大于2%的燃煤脱硫效果并不理想，如果在吸收塔下段装填能够氧化SO₂的催化剂，在海水吸收SO₂的同时进行SO₂的催化氧化，则可显著提高吸收塔的脱硫效率。目前海水SO₂氧化的催化剂主要分为两大类：金属氧化物和活性炭。活性炭尽管在酸性条件下仍然保持较高的催化氧化活性，但是由于催化氧化过程的决速步骤为海水中溶解氧气在活性位的吸附，整个脱硫过程在非均相体系中发生，此条件下非均相催化氧化SO₂反应几乎不可能发生。而金属氧化物可以很好的与SO₂结合，可以快速高效的脱除烟气中的SO₂。并且负载型金属氧化催化剂因其可反复使用，后处理简单等优点已被广泛应用到很多工艺过程中。目前被广泛研究和应用的金属氧化物催化剂为五氧化二钒催化剂、氧化铜催化剂、氧化锰催化剂、氧化铁催化剂。载体的选择对于催化剂活性和选择性、寿命、机械强度、成本具有至关重要的作用，因贝基材料来源广泛，价格低廉，属于废物利用，特性像陶瓷，耐海水腐蚀，可反复再生循环使用，无二次污染，可逐步取代陶瓷或者塑料规整填料等优点在海水烟气脱硫工艺中具有广阔的应用前景。 

发明内容

本发明的目的是提供一种利用废弃贝类制备用于海水烟气脱硫的规整催化填料。 

本发明的另一个目的是提供上述贝基规整催化填料的制备方法。 

本发明的技术方案如下：一种用于海水烟气脱硫的贝基规整催化填料，其特征在于它包括以下步骤：①将贝类基材料破碎研磨至20-300目；②将步骤①得到的贝基材料与粘结剂、造孔剂和润滑剂按照（40-80）：（15-40）：（0.3-10）：（0.5-2）的质量份数加水混合，在成型机上制成波纹型形状；③将步骤②得到的成型产品于60-150℃下水蒸气养护1-4周，得到具有一定强度的规整填料；④将步骤③得到的规整填料按照每克8-10ml的比例加入到金属离子浓度为0.7mol/L-1.5mol/L的活性组分盐溶液中浸渍1-24h，浸渍次数为1~8次，再按照每克规整填料7-10ml的比例加入饱和沉淀剂溶液，陈化3-18h，过滤、洗涤、干燥，放置在烘箱内以10℃/min的升温速率升温，在焙烧温度250~650℃下，升温及恒温过程中保持空气流动，恒温焙烧时间为2-4h，即制得用于海水烟气脱硫的负载型贝基规整催化填料。 

所述的贝基材料为淡水贝贝壳、海螺贝类贝壳中的一种或几种的混合物。