[发明专利]赤泥改性及用于有机固废热解气化过程除焦脱硫的方法

说明书

本发明公开了赤泥改性及用于有机固废热解气化过程除焦脱硫的方法。其中改性赤泥的方法包括：将赤泥、氧化钙和/或氢氧化钙、水混合并进行水热反应；对水热反应后的混合液进行干燥处理，以便得到改性赤泥。该方法通过在赤泥中掺入氧化钙和/或氢氧化钙并通过水热法强化置换出钠来提高赤泥的碱性催化活性，同时钙的引入也提升了赤泥的脱硫性能，使得改性后赤泥兼具催化除焦及脱硫的双重功效，将其应用于有机固废热解气化过程中不仅可以进一步提高可燃气体的产量同时减少反应中产生的H₂S等含硫气体污染物，还为赤泥的资源化利用开辟了新的途径，适合大规模推广。

技术领域

本发明属于有机固废热解技术领域，具体而言，涉及赤泥改性及用于有机固废热解气化过程除焦脱硫的方法。

背景技术

赤泥(red mud，RM)是炼铝工业中产生的固体废物，根据不用铝土矿处理工艺得到的赤泥可分为拜耳法赤泥、烧结法赤泥、混联法赤泥，其中拜耳法赤泥中含有10％～60％的Fe₂O₃、5％～20％的Al₂O₃、3％～20％的SiO₂以及部分碱金属、碱土金属。目前，我国对赤泥的综合利用率不足5％，仍主要以筑坝方式进行堆存，这一方面造成了赤泥中有价金属的浪费，另一方面，赤泥呈强碱性，其大量堆放会引发严重的水土污染问题。因此对赤泥的资源化利用，减少其对环境的污染具有重要的意义。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出赤泥改性及用于有机固废热解气化过程除焦脱硫的方法。该方法通过在赤泥中掺入氧化钙和/或氢氧化钙并通过水热法强化置换出钠来提高赤泥的碱性催化活性，同时钙的引入也提升了赤泥的脱硫性能，使得改性后赤泥兼具催化除焦及脱硫的双重功效。

本申请主要是基于以下问题和发现提出的：

热解气化技术作为一种高效实现有机固废的无害化、减量化及资源化的技术手段，在农林废弃物、煤焦热转化等方面已有较为成熟研究，并实现工业化应用。然而，该技术的应用瓶颈—焦油问题目前尚未得到充分的解决；并且，含硫固废在热解过程中释放的含硫化合物不仅会影响热解气化产物-合成气的品位及下游利用，也会降低催化重整除焦效率。目前，预处理催化除焦和下游二级催化除焦技术是实现深度除焦的有效方案，预处理常使用较为廉价的催化剂，到达初步除焦同时减轻二级焦油负荷的目的。而发明人发现，赤泥作为一种废弃物，作为原料其成本极其低廉，并且赤泥中富含具备催化及助催化功能的金属及其氧化物(如：Fe₂O₃、Na₂O、CaO、Al₂O₃等)，可作为热解气化预处理除焦的催化剂。此外，赤泥的碱性特征，一方面有利于催化热解气化过程中的氧化反应，从而减少焦油产量；另一方面，在热解气化过程中也可用于去除反应中产生的H₂S等含硫气体污染物以及部分未来得及与半焦发生还原反应的CO₂，而自身碱性降低更有利于其后续的安全处置。

为此，根据本发明的第一个方面，本发明提出了一种改性赤泥的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：

将赤泥、氧化钙和/或氢氧化钙、水混合并进行水热反应；

对水热反应后的混合液进行干燥处理，以便得到改性赤泥。