剩余污泥改性制备烟气脱硫吸附剂的研究.pdf

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1、700化工机械2011证剩余污泥改性制备烟气脱硫吸附剂的研究+余兰兰”1郑凯2陈颖1余宏伟2盖翠萍1(1．东北石油大学化学化工学院；2．大庆油田第二采油厂)摘要以城市污水厂剩余污泥为原料，采用负载金属氧化物的方法进行改性制备烟气脱硫吸附荆，并进行了性质表征，对污泥吸附剂在SO：一O：-H：0(g)一N2体系的吸附机理进行了探讨。结果表明：负载质量分数为5％MgO的吸附剂性能较好；在S02入口浓度为2021．38mg／lift3、02质量分数为12％、H：0(g)质量分数为12％、气体流速为2．13m／min和温度60℃的条件下，污泥

2、吸附剂的脱硫效率为93．8％，吸附容量为66．6mS／S；水蒸气存在时，碱金属氧化物MgO较强的碱性作用促进了对s02的化学吸附；等温吸附过程可用Freundlich模型描述。关键词污泥吸附剂烟气脱硫中图分类号TQ028．2文献标识码A文章编号0254_6094(2011)06-0700-05城市和工业废水多采用生化污泥法进行处理，处理同时会产生大量的剩余污泥，剩余污泥的处理方法主要有农用、填埋及焚烧等。剩余污泥中含有一定的有机物、丰富的氮磷、重金属以及病原菌等，若处理不当将会对环境造成很大的污染，目前对污泥的处理方法有很多种【1。

3、1。由于生化处理污泥中含碳较多，可通过化学途径将其制成价格低廉的吸附剂。目前对SO：废气的处理是环境保护研究领域的主要课题之一H1，烟气脱硫技术至今已有200多种，但以污泥制备吸附剂来脱除烟气中SO，的研究在国内外鲜有报道"1。笔者以城市污水厂剩余污泥为原料，利用固相共混法负载金属氧化物的改性方法制备烟气脱硫吸附剂，既处置了污泥又治理了烟气，实现了废物的资源化利用，充分体现了以废治废的理念。1实验所用污泥为城市污水厂剩余污泥，取干污泥约309，按氧化镁负载质量分数加入易分解盐醋酸镁，加少量水使混合均匀，在105℃下烘3h，置于sK．

4、2一10型高温管式电阻炉中进行热解汕1，为减少污泥灰分含量，热解时利用N，隔绝空气，加热速率为5qc／min，热解温度为550。C，时间2h，之后进行研磨，过筛得到粒径为0．71—0．84mm的产物，记作qMgO／CSS。热解过程中产生的尾气利用质量分数为10％的NaOH溶液进行吸收处理。分别采用INCA一300X射线能谱仪、BRUKERD8X粉末衍射仪、SHIMADZU热分析仪、COUL—TER3lOO比表面积分析仪和LEO一1530VP扫描电子显微镜对所制备的吸附剂进行性质测定。采用等温操作的固定床反应器，钢瓶中装有SO：与O，

5、、N：的混合气以模拟烟气，水蒸气用蒸气发生器制得。模拟烟气通过装有59吸附剂的石英吸附管(th20mm×500mm)，利用碘量法测定进、出口SO：的浓度，绘制床层穿透曲线并计算穿透时间内的脱硫效率耳。。，和吸附容量q。，利用MBl54S傅里叶红外光谱仪研究脱硫机理。2结果与讨论2．1制备吸附剂的性能参照我国目前执行的SO：排放标准的规定，定义床层穿透时间t。为从SO，气体进入床层开始，床层出口sO，浓度达到3×10。4(摩尔分数)所经历的时间，即达到穿透点c／c。=0．1所用的{黑龙江省科技计划项目(No．GZ08A403)。¨余兰

6、兰，女，1973年4月生，副教授。黑龙江省大庆市，163318。第38卷第6期化工机械701时间，脱硫效率为床层穿透时间t。内床层吸附的sO：质量与进入吸附设备的sO：总量之比⋯。在S02一O：一H：O(g)-N：体系中，SO：入口浓度为2021．38mg／m’，温度为60℃，烟气流动速度为2．13m／min，O：质量分数为12％，H：O(g)质量分数为12％，系列改性污泥吸附剂qMgO／CSS的穿透曲线及污泥吸附剂脱硫性能曲线分别如图1、2所示，可以看出改性污泥吸附剂的最佳MgO负载量为5％，穿透时间为31min，脱硫效率和吸附容

7、量分别为93．8％和66．6mg／g。’皇●∞E蜊蛏C∽零l‘碍较堰馨时[hJ／rain图1污泥吸附剂穿透曲线MgO质量分数，％：∞●∞量、蚓肆蓝蓉图2污泥吸附剂脱硫性能在有水蒸气存在的吸附过程中，MgO碱性作用较强，可与H：SO。发生化学反应，对SO：的吸附具有一定的促进作用。而MgO浓度过高时，反应生成的MgSO。多以水合晶体状结晶在吸附剂表面，阻碍SO：进入吸附剂孔隙中，从而影响了SO，的脱除效率。2．2吸附剂性质表征2．2．1XRD分析系列改性产物qMgO／CSS的XRD谱图如图3所示，结果表明2％MgO／CSS和5％MgO

8、／CSS谱图中仅出现碳的晶相衍射峰，而没有出现明显的MgO晶相衍射峰；而8％MgO／CSS谱图中出现了微弱的MgO衍射峰(20=29。)。根据热力学原理，活性组分MgO晶体不会因受热而自发变成微晶或非晶态物质，因此可以认为MgO在载体