本發(fā)明涉及煙氣脫硫脫汞技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種Li2MnTiO4用于煙氣脫硫脫汞處理的方法。
背景技術(shù)：
目前，我國二氧化硫的排量已經(jīng)位居世界前列，成為了全球第三大酸雨區(qū)，每年受到酸雨危害程度逐漸增大，達到了千億元以上，對于二氧化硫的來源，主要是燒結(jié)煙氣，而且在大部分的燒結(jié)煙氣中，還含有汞成分，使得二氧化硫在進入空氣中，形成酸雨的過程，汞成分也進入到環(huán)境中，而汞是具有毒性的重金屬成分，其隨著雨水進入環(huán)境中后，容易進入生物體，在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)化成甲基汞，而甲基汞能夠大幅度的影響生物體的新陳代謝，導(dǎo)致生物體的健康受到的威脅。
因此，對于燒結(jié)煙氣進行脫硫、脫汞處理成為了必要；對于脫硫，國內(nèi)外大多數(shù)還是以濕法脫硫為主，濕法脫硫占據(jù)了85％以上，普遍都是采用石灰石-石膏法和鈉堿法等，這些方法不僅投資和運行費用高，脫硫過程中，容易結(jié)垢堵塞設(shè)備，而且脫硫后的副產(chǎn)品價格低下，廢渣應(yīng)用價值不大，容易造成二次污染；為此，對于脫硫技術(shù)逐漸出現(xiàn)了半干法和干法脫硫工藝。對于脫汞，主要涉及有燃燒前脫汞、燃燒中脫汞和燃燒后脫汞，在這三個階段的脫汞主要涉及的技術(shù)未除塵設(shè)備脫汞、吸附劑脫汞、催化氧化脫汞、濕法煙氣脫硫裝置脫汞、溶液吸收法脫汞，但是，對于煙氣中脫汞，其技術(shù)都還處于不理想的狀態(tài)。
據(jù)統(tǒng)計，當前應(yīng)用于工業(yè)化脫硫脫汞的技術(shù)，其對硫和汞同時脫除的脫除率較低，大多數(shù)維持在80％左右，造成煙氣中還依然有絕大部分的硫、汞成分排放，造成環(huán)境的污染，鑒于此，本研究者對煙氣脫硫脫汞進行研究，采用Li2MnTiO4為原料之一，將其用于煙氣脫硫脫汞領(lǐng)域，為煙氣脫硫脫汞提供了一種新思路。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種Li2MnTiO4用于煙氣脫硫脫汞處理的方法。
具體是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：
一種Li2MnTiO4用于煙氣脫硫脫汞處理的方法，包括以下步驟：
(1)將軟錳礦制備成粉末，并將該粉末加水濕潤，使得粉末能夠被揉捏成泥；
(2)將Li2MnTiO4加入軟錳礦粉末中，將其揉捏成泥狀，并將其制備成內(nèi)空的半球形顆粒，半球形顆粒的直徑為0.01-0.4mm，干燥，置于真空度為0.02-0.08MPa下，采用50-100℃處理10-30min，得到脫硫脫汞劑；
(3)將該脫硫脫汞劑填充入凈化床中，將煙氣從凈化床底部以8-13L/min通入，經(jīng)過凈化床后，從頂部排空，即可完成煙氣脫硫脫汞。
所述的軟錳礦，制備成粉末是將軟錳礦升溫至300-600℃后，將其加水使得其表面發(fā)生粉化而成。
所述的軟錳礦，在制備成粉末后，將其通過微波輻射處理10-20min后，再將其加水濕潤處理。
所述的微波輻射，輻射功率為100-300W。
所述的Li2MnTiO4加入軟錳礦粉末中的量為占軟錳礦粉末質(zhì)量的1-15％。
所述的半球形顆粒，在該球形顆粒的內(nèi)球面和/或外球面上設(shè)置有孔。
所述的步驟(2)，在干燥前，將兩個半球形顆粒的外球面相切形成組合顆粒。
所述的組合顆粒，置于高錳酸鉀溶液中浸泡10-20s。
所述的高錳酸鉀溶液的質(zhì)量濃度為1-20％。
所述的步驟(1)，其在加水濕潤過程中，水中含有質(zhì)量濃度為1-5％的氫氧化鉀。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在：
通過將Li2MnTiO4加入軟錳礦粉末中，使得軟錳礦粉中的二氧化錳與Li2MnTiO4形成復(fù)合金屬氧化物，并且在其中含有堿金屬，有效的增強了軟錳礦粉對煙氣脫硫脫汞的能力，并且，對制備成脫硫脫汞劑設(shè)計成半球形顆粒，使得與煙氣接觸的比表面積大幅度提高，而且提高了整個床層對煙氣中的硫、汞成分的吸附能力，使得采用軟錳礦粉末進行煙氣脫硫脫汞的脫除率達到了97％以上。
本發(fā)明設(shè)計成半球形能夠提高吸附能力是在脫硫脫汞劑均為微小的半球形顆粒，這些半球形顆粒填充在凈化床中后，形成凈化床層，該床層由于半球形顆粒相互之間形成容納空間，使得對煙氣中的二氧化硫、汞成分的容納量增大，而且在該容納量下，提高了脫硫脫汞劑與煙氣中硫、汞成分的接觸率，使得對煙氣中的硫、汞成分的脫除率較高，降低了煙氣中硫、汞成分的排放。
附圖說明
圖1為本發(fā)明創(chuàng)造在制備脫硫脫汞劑過程中，將其制備成組合顆粒形狀示意圖。
1-半球形顆粒 2-外球面 3-內(nèi)球面 4-孔 5-相切點。
具體實施方式
下面結(jié)合具體的實施方式來對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的限定，但要求保護的范圍不僅局限于所作的描述。
在某些實施例中，Li2MnTiO4用于煙氣脫硫脫汞處理的方法，包括以下步驟：
(1)將軟錳礦制備成粉末，并將該粉末加水濕潤，使得粉末能夠被揉捏成泥；
(2)將Li2MnTiO4加入軟錳礦粉末中，將其揉捏成泥狀，并將其制備成內(nèi)空的半球形顆粒(如圖1所示的半球形顆粒1)，半球形顆粒的直徑為0.01-0.4mm，干燥，置于真空度為0.02-0.08MPa下，采用50-100℃處理10-30min，得到脫硫脫汞劑；
(3)將該脫硫脫汞劑填充入凈化床中，將煙氣從凈化床底部以8-13L/min通入，經(jīng)過凈化床后，從頂部排空，即可完成煙氣脫硫脫汞。
使得軟錳礦脫除煙氣中的硫、汞成分的活性得到增強，脫硫脫汞劑與煙氣中硫、汞成分的接觸率提高，并且半球形顆粒相互堆砌成的床層中的容納空間增大，使得對硫、汞成分的吸附量增大，提高了硫、汞成分的脫除率。
在某些實施例中，所述的軟錳礦，制備成粉末是將軟錳礦升溫至300-600℃后，將其加水使得其表面發(fā)生粉化而成。該粉化過程利用了水熱化反應(yīng)，使得軟錳礦粉末的活性得到改善，使得軟錳礦被粉化的程度更高，使得后續(xù)制備成脫硫脫汞劑后，其孔隙率增大，增強對單質(zhì)汞的吸附量，提高了脫硫脫汞效率。
在某些實施例中，所述的軟錳礦，在制備成粉末后，將其通過微波輻射處理10-20min后，再將其加水濕潤處理。微波輻射活化軟錳礦中二氧化錳成分，降低二氧化錳的活化能，使得軟錳礦中有效成分增強，提高對煙氣中硫、汞成分的作用率，降低排放煙氣中硫、汞成分含量。
在某些實施例中，所述的微波輻射，輻射功率為100-300W。
在某些實施例中，所述的Li2MnTiO4加入軟錳礦粉末中的量為占軟錳礦粉末質(zhì)量的1-15％。其能夠最大化實現(xiàn)軟錳礦活性成分增強，同時又降低了成本，還避免了過量的堿金屬加入抑制軟錳礦中二氧化錳的活性。
在某些實施例中，所述的半球形顆粒，在該球形顆粒的內(nèi)球面3和/或外球面2上設(shè)置有孔4。增加在球面上設(shè)置孔，能夠有效的使得孔容率增大，提高對硫成分、汞成分的脫除。
在某些實施例中，所述的步驟(2)，在干燥前，將兩個半球形顆粒的外球面相切5形成組合顆粒(如圖1所示)。能夠最大限度的增多凈化床層中的容納空間，提高對煙氣容納量，使得煙氣進入后，能夠在凈化床層中實現(xiàn)緩沖，使得部分含硫粉塵、汞單質(zhì)等進入凈化床層中作用脫除，降低了煙氣中硫、汞成分的含量。
在某些實施例中，所述的組合顆粒，置于高錳酸鉀溶液中浸泡10-20s。增強二氧化錳的活性。
在某些實施例中，所述的高錳酸鉀溶液的質(zhì)量濃度為1-20％。
在某些實施例中，所述的步驟(1)，其在加水濕潤過程中，水中含有質(zhì)量濃度為1-5％的氫氧化鉀。適量的氫氧化鉀加入，使得鉀元素這種堿金屬進入反應(yīng)體系，在該堿金屬的作用下，使得以軟錳礦為原料的錳基脫硫脫汞劑的活性增強，降低后續(xù)較高成本的原料物質(zhì)加入，降低成本。
Li2MnTiO4不僅起到提供堿金屬提高脫硫脫汞活性，而且還提供鈦氧化物，使得其在煙氣脫硫脫汞過程中，實現(xiàn)催化氧化；并且與軟錳礦中的二氧化錳形成復(fù)合金屬氧化物脫硫劑，提高活性，使得煙氣中硫、汞成分的脫除率得到較大幅度的改善。
實施例1
Li2MnTiO4用于煙氣脫硫脫汞處理的方法，包括以下步驟：
(1)將軟錳礦制備成粉末，并將該粉末加水濕潤，使得粉末能夠被揉捏成泥；
(2)將Li2MnTiO4加入軟錳礦粉末中，量為占軟錳礦粉末質(zhì)量的1％；將其揉捏成泥狀，并將其制備成內(nèi)空的半球形顆粒，半球形顆粒的直徑為0.01mm，干燥，置于真空度為0.02MPa下，采用50℃處理10min，得到脫硫脫汞劑；
(3)將該脫硫脫汞劑填充入凈化床中，將煙氣從凈化床底部以8L/min通入，經(jīng)過凈化床后，從頂部排空，即可完成煙氣脫硫脫汞。
實施例2
Li2MnTiO4用于煙氣脫硫脫汞處理的方法，包括以下步驟：
(1)將軟錳礦升溫至300℃后，將其加水使得其表面發(fā)生粉化，制備成粉末，并將該粉末加水濕潤，使得粉末能夠被揉捏成泥；
(2)將Li2MnTiO4加入軟錳礦粉末中，量為占軟錳礦粉末質(zhì)量的15％；將其揉捏成泥狀，并將其制備成內(nèi)空的半球形顆粒，半球形顆粒的直徑為0.4mm，干燥，置于真空度為0.08MPa下，采用100℃處理30min，得到脫硫脫汞劑；
(3)將該脫硫脫汞劑填充入凈化床中，將煙氣從凈化床底部以13L/min通入，經(jīng)過凈化床后，從頂部排空，即可完成煙氣脫硫脫汞。
實施例3
Li2MnTiO4用于煙氣脫硫脫汞處理的方法，包括以下步驟：
(1)將軟錳礦升溫至600℃后，將其加水使得其表面發(fā)生粉化，制備成粉末，通過微波輻射處理10min后，輻射功率為100W，并將該粉末加水濕潤，使得粉末能夠被揉捏成泥；
(2)將Li2MnTiO4加入軟錳礦粉末中，量為占軟錳礦粉末質(zhì)量的8％；將其揉捏成泥狀，并將其制備成內(nèi)空的半球形顆粒，半球形顆粒的直徑為0.1mm，干燥，置于真空度為0.06MPa下，采用80℃處理20min，得到脫硫脫汞劑；
(3)將該脫硫脫汞劑填充入凈化床中，將煙氣從凈化床底部以11L/min通入，經(jīng)過凈化床后，從頂部排空，即可完成煙氣脫硫脫汞。
實施例4
Li2MnTiO4用于煙氣脫硫脫汞處理的方法，包括以下步驟：
(1)將軟錳礦升溫至500℃后，將其加水使得其表面發(fā)生粉化，制備成粉末，通過微波輻射處理15min后，輻射功率為200W，并將該粉末加水濕潤，使得粉末能夠被揉捏成泥；
(2)將Li2MnTiO4加入軟錳礦粉末中，量為占軟錳礦粉末質(zhì)量的13％；將其揉捏成泥狀，并將其制備成內(nèi)空的半球形顆粒，半球形顆粒的直徑為0.08mm，將兩個半球形顆粒的外球面相切形成組合顆粒，置于高錳酸鉀溶液中浸泡15s，高錳酸鉀溶液的質(zhì)量濃度為43％，干燥，置于真空度為0.04MPa下，采用70℃處理20min，得到脫硫脫汞劑；
(3)將該脫硫脫汞劑填充入凈化床中，將煙氣從凈化床底部以9L/min通入，經(jīng)過凈化床后，從頂部排空，即可完成煙氣脫硫脫汞。
實施例5
Li2MnTiO4用于煙氣脫硫脫汞處理的方法，包括以下步驟：
(1)將軟錳礦升溫至300-600℃后，將其加水使得其表面發(fā)生粉化，制備成粉末，通過微波輻射處理10-20min后，輻射功率為100-300W，并將該粉末加水濕潤，使得粉末能夠被揉捏成泥；
(2)將Li2MnTiO4加入軟錳礦粉末中，量為占軟錳礦粉末質(zhì)量的3％；將其揉捏成泥狀，并將其制備成內(nèi)空的半球形顆粒，半球形顆粒的直徑為0.25mm，將兩個半球形顆粒的外球面相切形成組合顆粒，置于高錳酸鉀溶液中浸泡17s，高錳酸鉀溶液的質(zhì)量濃度為9％，干燥，置于真空度為0.05MPa下，采用80℃處理17min，得到脫硫脫汞劑；
(3)將該脫硫脫汞劑填充入凈化床中，將煙氣從凈化床底部以10L/min通入，經(jīng)過凈化床后，從頂部排空，即可完成煙氣脫硫脫汞。
實施例6
Li2MnTiO4用于煙氣脫硫脫汞處理的方法，包括以下步驟：
(1)將軟錳礦升溫至400℃后，將其加水使得其表面發(fā)生粉化，制備成粉末，通過微波輻射處理13min后，輻射功率為150W，并將該粉末加水濕潤，使得粉末能夠被揉捏成泥，在加水濕潤過程中，水中含有質(zhì)量濃度為4％的氫氧化鉀；
(2)將Li2MnTiO4加入軟錳礦粉末中，量為占軟錳礦粉末質(zhì)量的6％；將其揉捏成泥狀，并將其制備成內(nèi)空的半球形顆粒，半球形顆粒的直徑為0.31mm，將兩個半球形顆粒的外球面相切形成組合顆粒，置于高錳酸鉀溶液中浸泡17s，高錳酸鉀溶液的質(zhì)量濃度為8％，干燥，置于真空度為0.07MPa下，采用90℃處理12min，得到脫硫脫汞劑；
(3)將該脫硫脫汞劑填充入凈化床中，將煙氣從凈化床底部以11L/min通入，經(jīng)過凈化床后，從頂部排空，即可完成煙氣脫硫脫汞。
按照實施例1-6的操作方法進行處理，并將步驟(3)中的凈化床采用直徑為8mm，高度為20mm的玻璃管代替，并采用步驟(2)得到的脫硫脫汞劑填充至滿，并將含有二氧化硫和汞的氮氣從玻璃管的底部通入，經(jīng)過脫硫脫汞劑后，從玻璃管的頂部出來，并對進入玻璃管的氮氣中二氧化硫和汞的含量以及從玻璃管中出來的氮氣中的二氧化硫和汞進行檢測，其結(jié)果如下表1所示：
表1：
綜上可見，本發(fā)明創(chuàng)造能夠?qū)煔庵械暮?、含汞成分大量脫除，使得排放煙氣中的硫、汞成分含量較低，其脫除率達到了97％以上。
以上實施例和試驗列僅限于對本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案做出進一步的解釋和說明，并非對本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案做出進一步的限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上，做出的非突出的實質(zhì)性特征和非顯著進步的改進，均屬于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍。