专利名称：一种硫酸雾的消除方法
技术领域：
本发明涉及酸性气体处理技术领域，尤其涉及一种硫酸雾的消除方法。
背景技术：
目前，在化学电源中，铅酸蓄电池具有电动势高、电容量大、寿命长、使用环境温度范围广，适用于大电流放电等优点。但是在铅酸蓄电池生产过程中，硫酸电解质温度保持在60°C，其中的硫酸分子会部分蒸发进入空气，与空气中的水分凝结形成酸雾；另一方面化成过程会发生化学反应，产生氢气和氧气，形成气泡上浮到液面后爆破，将硫酸以小液滴形式带出。上述产生的硫酸雾是介于烟气与水雾之间的物质，具有较强的腐蚀性，若不加以处理，会对工作场所中的人员皮肤、粘膜，呼吸道等造成极大危害；长期接触硫酸雾还会对循环系统、消化系统、内分泌系统、神经系统产生影响；同时硫酸雾也会腐蚀厂房设备及精密仪器。现有技术中硫酸雾的处理方法有很多，主要有静电除雾法、液体吸收法、过滤法、覆盖法、固体吸附法等。其中静电除雾法的技术较为成熟，对硫酸雾具有很好的吸收效果，吸收率能达到90%以上，但是造价比较高、体积大；液体吸收法具有吸收效果好、设备投资低等优点，但是存在耗水、耗电量大、运行费用高、设备腐蚀、二次污染和冬季防冻等问题；过滤法具有设备紧凑、操作方便、回收物质纯净和运行费较低等优点，但存在过滤面积较小、过滤风速不宜过高等问题；覆盖法简单易行，便于掌握，但受工艺条件的限制，酸液浓度过高时效果欠佳；固体吸附法的成本低、生成产物稳定、无二次污染，但采用的一般吸附剂容量有限，吸收效果不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种硫酸雾的消除方法，该方法不仅价格廉价，而且吸附性能好，不会带来二次污染，即解决了铅酸蓄电池厂硫酸雾的治理问题，又解决了工业废料粉煤灰的处理问题。一种硫酸雾的消除方法，所述方法包括采用固体废弃物粉煤灰对硫酸雾进行吸收；且进一步采用NaOH或CaO作为改性剂对所述粉煤灰进行碱性活化改性，以改善所述粉煤灰的吸附性能。当用所述NaOH作为改性剂时，所述NaOH的浓度为3mol/L，温度为120°C，固液比为1:10，且改性粉煤灰的填料粒径为3mm，改性时间为5h。当用所述CaO作为改性剂时，所述粉煤灰与CaO质量比为15，且所述CaO的温度为1200C，固液比为1:10，改性粉煤灰的填料粒径为3mm，改性时间5h。 所述方法还包括当采用NaOH或CaO作为改性剂对所述粉煤灰进行碱性活化改性时，加入聚乙烯醇和碳酸钠。
所述粉煤灰来自于各个工厂的各种燃煤锅炉。由上述本发明提供的技术方案可以看出，所述方法采用固体废弃物粉煤灰对硫酸雾进行吸收；且进一步采用NaOH或CaO作为改性剂对所述粉煤灰进行碱性活化改性，以改善所述粉煤灰的吸附性能。该方法不仅价格廉价，而且吸附性能好，不会带来二次污染，即解决了铅酸蓄电池厂硫酸雾的治理问题，又解决了工业废料粉煤灰的处理问题。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本发明实施例提供的硫酸雾消除方法的流程图；图2为本发明实施例所举实例改性后粉煤灰对硫酸雾的去除率对比结果示意图。
具体实施例方式下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中所述的粉煤灰是燃煤过程中产生的固体废弃物，其形成过程是，首先煤粉被喷入燃煤炉中，煤粉中一些气化温度较低的成分逸出、燃烧发热，使煤粉具有一些孔隙，进一步成为多孔性碳粒。随着温度的升高，煤粉内的有机物燃烧，高岭土脱水分解为SiO2和Al2O3，硫化铁分解为Fe203。等到煤粉中的碳分全部燃烧完毕后，颗粒即变为多孔玻璃体，煤灰就变成了粉煤灰，可以从烟道气体中收集得到粉煤灰。由于粉煤灰具有多孔性，比表面积大的特点，故有很好的吸附性能，主要有物理吸附和化学吸附，还包括离子交换吸附、静电吸附、絮凝吸附、沉淀和过滤等作用，本发明实施例就是利用改性后的粉煤灰来吸附硫酸雾。下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的硫酸雾消除方法的流程图，所述方法包括步骤11 :采用固体废弃物粉煤灰对硫酸雾进行吸收； 具体实现中，本发明实施例所述粉煤灰可以来自于各个工厂的各种燃煤锅炉。步骤12 :进一步采用NaOH或CaO作为改性剂对所述粉煤灰进行碱性活化改性，以改善所述粉煤灰的吸附性能。在该步骤中，当使用不同改性剂进行碱性活化改性时，氢氧化钠NaOH和氧化钙CaO分别有不同的最佳改性条件当使用所述NaOH作为改性剂时，所述NaOH的浓度为3mol/L，温度为120°C，固液比为1:10，且改性粉煤灰的填料粒径为3mm，改性时间为5h。当使用所述CaO作为改性剂时，所述粉煤灰与CaO质量比为15，且所述CaO的温度为120°C，固液比为1:10，改性粉煤灰的填料粒径为3mm，改性时间5h。另外，所述方法还包括
当采用NaOH或CaO作为改性剂对所述粉煤灰进行碱性活化改性时，还可以加入聚乙烯醇和碳酸钠，其中聚乙烯醇的作用是粘结剂，使粉煤灰填料能够很好地成型；而碳酸钠的作用是碱性激发剂，对粉煤灰中的硅酸盐玻璃网络结构具有直接破坏作用，可以释放出内部可溶的SiO2和Al2O3使颗粒变得多孔，体积增大，比表面积增大。另外，在具体实现中，上述作为改性剂的碱性物质可以用其他性质类似的碱来代替。下面以具体的实例来对上述消除硫酸雾方法的过程进行说明本实施例通过对燃煤锅炉里燃烧后的粉煤灰进行改性来吸附铅酸蓄电池厂产生的硫酸雾废气，同时鉴于原材料粉煤灰吸附容量小的问题，进一步对粉煤灰进行改性，改变其表面或结构特性，使其反应活性增强，提高粉煤灰的吸附容量。 以NaOH和CaO两种改性剂举例来说，本实施例采用NaOH和CaO这两种碱性物质作为主要改性剂对粉煤灰进行碱性活化改性，同时加入聚乙烯醇和碳酸钠。上述采用不同的改性剂有着不同的改性条件，具体可以通过BET表面积测试法，X射线衍射(XRD)测试法和SEM扫描电镜测试法的测试结果来获得最佳改性条件，本发明实施例中测得的最佳改性条件分别是NaOH改性法NaOH的浓度为3mol/L，温度为120°C，固液比为1:10，改性粉煤灰填料粒径为3mm，改性时间为5h。CaO改性法粉煤灰与CaO质量比为15，改性温度为120°C，固液比为1:10，改性粉煤灰的填料粒径为3mm,改性时间5h。下面在通过各种测试方式对上述改性后粉煤灰的性能进行说明，还是采用NaOH和CaO两种碱性改性剂，然后分别在其最佳改性条件下对粉煤灰进行改性。首先采用SEM扫描电镜测试法进行检测，在检测前进行测定预处理将改性后的固体吸附剂研磨后，在烘箱中烘干24h后，取少量样品固定、喷金，测扫描电镜。通过观察他们的SEM图可知NaOH改性法改性后，导致晶相结构的破坏，粉煤灰颗粒的玻璃体生成新物质，颗粒变小，孔隙率大大增加，从而扩大了比表面积。CaO改性法改性后的粉煤灰电镜图，在3万倍像素下才能看清，跟改性前的相比，表面结构被破坏，表面粗糙度明显增加，褶皱变多了，孔隙变多了，粒径变小了。可见粉煤灰通过CaO改性，粉煤灰的孔道得到了充分打通，比表面积变大，表面能也提高了。然后在通过BET表面积测试法进行检测，在检测前进行测量预处理将改性后的固体吸附剂研磨后，在真空烘箱中烘干24h后，取O. 2000g样品进行测量。使用比表面积仪器测定吸附剂改性前后的比表面积，分析改性前后比表面积的变化原粉煤灰的比表面积为2. 4215m2/g NaOH改性后粉煤灰的比表面积为28. 6912m2/g，相对于原粉煤灰2. 4215m2/g的比表面积，改性后粉煤灰比表面积大约增加了 11. 85倍；CaO改性后粉煤灰的比表面积为32. 8695m2/g，相对于原粉煤灰2. 4215m2/g的比表面积，改性后粉煤灰比表面积大约增加了 13. 57倍。最后再进行吸附硫酸雾的实验，取样检测改性后的粉煤灰对硫酸雾的去除率，对比结果如图2所示，由图2可知
原粉煤灰对酸雾的去除率最高只能达到81. 8%，并且随着时间变化迅速降低，在8h时已经下降到10%以下；而CaO改性的粉煤灰对酸雾的吸附效果明显提高，最高去除率能达到99%，最低(吸收时间长达12h时)也有60%以上；经过NaOH改性后的粉煤灰对酸雾的去除率也远大于原粉煤灰，对硫酸雾的去除率最高达到了 98. 5%，最低(吸收时间长达12h时)也有57%。由以上结果可知，经CaO和NaOH改性后的粉煤灰对酸雾的去除效果都很明显，CaO改性后的粉煤灰吸附效果略高，这可解释为，CaO与粉煤灰反应后除增多了活性点，增大了孔隙率和比表面积外，还有部分以Ca(OH)2的形式进入粉煤灰内部，也增加了硫酸雾的去除率以及有效吸附时间。综上所述，本发明实施例提供的方法不仅价格廉价，而且吸附性能好，不会带来二次污染，即解决了铅酸蓄电池厂硫酸雾的治理问题，又解决了工业废料粉煤灰的处理问题。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种硫酸雾的消除方法，其特征在于，所述方法包括采用固体废弃物粉煤灰对硫酸雾进行吸收；且进一步采用NaOH或CaO作为改性剂对所述粉煤灰进行碱性活化改性，以改善所述粉煤灰的吸附性能。
2.如权利要求1所述硫酸雾的消除方法，其特征在于，当用所述NaOH作为改性剂时，所述NaOH的浓度为3mol/L，温度为120°C，固液比为1:10，且改性粉煤灰的填料粒径为3mm，改性时间为5h。
3.如权利要求1所述硫酸雾的消除方法，其特征在于，当用所述CaO作为改性剂时，所述粉煤灰与CaO质量比为15，且所述CaO的温度为120°C，固液比为1:10，改性粉煤灰的填料粒径为3mm，改性时间5h。
4.如权利要求1所述硫酸雾的消除方法，其特征在于，所述方法还包括当采用NaOH或CaO作为改性剂对所述粉煤灰进行碱性活化改性时，加入聚乙烯醇和碳酸钠。
5.如权利要求1所述硫酸雾的消除方法，其特征在于，所述粉煤灰来自于各个工厂的各种燃煤锅炉。
全文摘要
本发明实施例公开了一种硫酸雾的消除方法，所述方法采用固体废弃物粉煤灰对硫酸雾进行吸收；且进一步采用NaOH或CaO作为改性剂对所述粉煤灰进行碱性活化改性，以改善所述粉煤灰的吸附性能。该方法不仅价格廉价，而且吸附性能好，不会带来二次污染，即解决了铅酸蓄电池厂硫酸雾的治理问题，又解决了工业废料粉煤灰的处理问题。
文档编号B01J20/20GK102989260SQ201210519478
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者舒月红, 方瑜, 高倩, 陈红雨 申请人:华南师范大学