[发明专利]一种高效二氧化硫脱硫剂、制备方法及脱硫方法

说明书

本发明公开了一种高效二氧化硫脱硫剂、制备方法及脱硫方法，该种方法包括以下步骤：S1：将苯胺、过硫酸铵分别溶于两份等体积的有机酸溶液中，分别得到苯胺有机酸溶液和过硫酸铵有机酸溶液；S2：将活性炭加入到所述苯胺有机酸溶液中，得到有机酸炭水混合液；S3：将所述过硫酸铵有机酸溶液滴加于所述苯胺有机酸炭水混合液中，反应后，得到包覆材料；S4：将所述包覆材料进行热处理，得到聚苯胺基碳材料。本发明的碳材料包覆胺基碳层可单独用于吸脱附二氧化硫；也可与有机胺联用，通过固相胺基、液相胺基相溶及协同作用，高效吸脱附二氧化硫，尤其针对尾气痕量二氧化硫。

技术领域

本发明涉及脱硫技术领域，具体涉及一种高效二氧化硫脱硫剂、制备方法及脱硫方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，人类对能源的需求也随之猛增，化石燃料的大量燃烧致使大气中 SO₂、CO₂等酸性气体的含量逐年增加。此类酸性气体通过转化、沉降等形式对环境、动物、人类等造成危害。特别是 SO₂，首先它通过沉降与动物、人发生直接或间接接触，对他们的健康造成严重伤害，如嗅觉、味觉和呼吸系统等；其次它通过转化形成酸雨/光学烟雾，对水生、农业、森林等生态系统造成破坏，对建筑物等造成腐蚀。因此国家对工业废气中SO₂的排放相当重视。

现有控制SO₂排放的最有效方法是采用末端脱硫，即已实现规模商业化应用的燃烧后烟气脱硫技术（简称 FGD）。如干法、半干法和湿法采用碱吸收，技术成熟、脱硫性能好、工艺简单等优势被发电厂、冶炼厂等燃煤烟气尾气处理广泛采用。然而针对部分冶炼尾气，因冶炼原料含硫高，尾气SO₂含量达1~3%，甚至10%，该部分SO₂无害化处理成本高，副产物产量大价值低，因此开发新型SO₂捕集-后续利用技术被认为绿色可持续的脱硫研究方向，如利用离子液体、有机胺进行吸附解吸，解吸获得的高浓度SO₂进一步生产硫酸实现硫资源循环利用，上述方法目前存在选择性、吸附液挥发损耗、痕（微）量SO₂吸附效率低等问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提出一种高效二氧化硫脱硫剂、制备方法及脱硫方法，通过聚苯胺基碳材料作为脱硫剂进行高效脱硫。

本发明提出一种高效二氧化硫脱硫剂的制备方法，包括以下制备步骤：

S1：将苯胺、过硫酸铵分别溶于两份等体积的有机酸溶液中，分别得到苯胺有机酸溶液和过硫酸铵有机酸溶液；

S2：将活性炭加入到所述苯胺有机酸溶液中，得到有机酸炭水混合液；

S3：将所述过硫酸铵有机酸溶液滴加于所述苯胺有机酸炭水混合液中，反应后，得到预包覆材料；

S4：将所述预包覆材料进行热处理，得到胺基碳材料。

进一步地，S1中苯胺单体浓度为0.2~1.0 mol/L，过硫酸铵浓度为0.1~ 1.0 mol/L，有机酸浓度为0.5~1.0 mol/L。

进一步地，S1中所述有机酸为有机弱酸。有机酸为芳香酸、烯酸(不饱和脂肪酸)、饱和脂肪酸等弱酸，而非磺酸强酸、卤代羧酸、草酸等强酸、中强酸。

进一步地，S2中加入活性炭搅拌均匀后需静置0.5~1h。

进一步地，S2中活性炭和苯胺有机酸溶液的混合质量比为1:200~1:50。

进一步地，S3中所述过硫酸铵有机酸溶液的滴加时间小于或等于1 h，静置反应1~2 h后减压抽滤，再于60℃下真空干燥。

进一步地，S4中的热处理温度为200~400℃，时间为0.5-2h，反应在惰性条件下进行；优选250~350℃，以保留大部分胺基。