技术摘要：
本发明属于环境污染防治与洁净煤燃烧技术领域，具体涉及一种氯化氢镁基吸附剂及其制备方法；包括以下步骤：(1)将菱镁矿研磨成粉末，在一定温度下煅烧一定时间，得到以氧化镁为主要成分的粉末；(2)将步骤(1)得到的煅烧产物投入到氯化钠和硝酸锰的混合水溶液中，搅拌至混 全部
背景技术：
近年来，生物质、垃圾衍生燃料(RDF)、医疗废弃物的燃烧或气化发电技术受到广 泛重视，该技术不仅有效处理了固体废弃物，解决了污染问题，而且能够实现这些废弃物的 资源化利用。垃圾焚烧技术具有减量、无害化、供热、发电等优点成为如今垃圾处理的主要 方式但垃圾成分复杂，焚烧过程中不可避免地要产生二次污染，其中氯是生活垃圾焚烧中 造成二次污染的重要元素之一。煤与生物质混烧、煤与RDF混烧能实现化石能源与可再生能 源综合利用，是一种低风险、低成本的可再生能源利用方式。不仅解决了单一生物质或垃圾 衍生燃料燃烧效率低、规模小等问题,又能节约化石燃料。 大多数煤中氯含量低于0.05％，而有少数煤中的氯含量高于0.3％，称之为高氯 煤。生物质中的氯含量远高于普通煤，氯含量高于1％的植物较多。RDF和医疗废弃物中含有 大量PVC,PVC中氯元素的质量含量为53.4％,导致RDF中的氯含量常高于3％，医疗废弃物氯 含量一般大于30％。研究表明，含氯燃料燃烧或气化过程中大部分氯元素以HCl形式析出， 导致烟气或合成气中HC1浓度较高118]。Porbatzki等研究发现，稻草气化时HCl浓度可达 0.1％。RDF焚烧炉烟气中的HCI浓度可达0.02-0 .1％，燃烧医疗废弃物时HCl浓度0.02- 0.15％。煤与生物质混烧、煤与垃圾衍生燃料混烧释放的HCI量受燃料的混合比例影响变化 较大。 HCl造成金属受热面严重腐蚀，威胁锅炉安全运行，并且对生态环境造成较大危 害。HCI会促进有机剧毒污染物PCDDs/Fs(二惡英/呋喃)的生成。HCl的脱除对于保证锅炉的 安全性、经济性和污染物零排放具有极为重要的意义。 常用的脱氯技术分为燃烧中固氯和燃烧后脱氯。燃烧中固氯是指预先在燃料中掺 入吸收剂或者向燃烧室内喷入吸收剂从而在燃烧过程中实现HCI的脱除。燃烧后脱氯则是 指在除尘器前的烟道中通过喷射吸收剂碱液淋洗等方法脱除HCl.钙基吸附剂和镁基吸附 剂是常见的脱氯吸附剂，其脱除HCl的主要反应如式如下： MgO HCl→MgClOH MgClOH HCl→MgCl2 H2O 技术具有多种优点：1、吸收剂前驱物在自然界中储量丰富，价格低廉；2、具有优越 的化学反应动力学特性；3、理论上具有相对较高的HCl吸收容量4、无需改组现有的锅炉机 组；5、该技术的成本低，具有良好的商业应用前景；6、该方法环境友好，不会产生任何二次 污染。 对于采用炉内氧化镁吸收燃煤尾气中的氯化氢，普通镁基吸附剂的转化反应速率 较慢，而吸附剂在炉膛内的停留时间有限，钙基吸附剂只吸收剂了少量氯化氢后，就和煤渣 一起排出反应器。所以，提高镁基吸收剂的转化反应速率对降低炉内氧化镁脱氯化氢的运 3 CN 111603902 A 说 明 书 2/3 页 行成本具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于提供一种氯化氢镁基吸附剂，主要用于提高基于MgO的吸 附剂的转化反应速率，解决吸附剂转化率低的问题。 本发明的目的之二在于提供一种氯化氢镁基吸附剂的制备方法，制备工艺简便， 易于调节。 本发明实现目的之一所采用的方案是：一种氯化氢镁基吸附剂的制备方法，包括 以下步骤： (1)将菱镁矿研磨成粉末，在一定温度下煅烧一定时间，得到以氧化镁为主要成分 的粉末； (2)将步骤(1)得到的煅烧产物投入到氯化钠和硝酸锰的混合水溶液中，搅拌至混 合均匀； (3)将步骤(2)得到的混合物在一定温度下干燥，得到氯化氢镁基吸附剂。 优选地，所述步骤(1)中，菱镁矿中碳酸镁的质量分数大于80％，将菱镁矿粉末在 500-700℃下于煅烧20-30分钟。 优选地，所述步骤(2)中，氯化钠和硝酸锰的混合水溶液的总质量浓度分数为 10％-30％，氯化钠和硝酸锰的摩尔比为1:1。 优选地，所述步骤(2)中，混合温度为常温条件，煅烧产物中氧化镁与高锰酸钾的 质量之比为(50-100)：1。 优选地，所述步骤(3)中，将混合物在110-150℃下干燥，干燥时间为1-2小时。 优选地，所述步骤(3)中，得到的氯化氢镁基吸附剂还经过研磨处理，研磨制得氯 化氢镁基吸附剂的粒径为0.1-0.3mm。 本发明选用的菱镁矿(主要成分为碳酸镁)，若菱镁矿中的惰性杂质越多，必然造 成吸附剂的捕集容量降低，本发明采用含有碳酸镁质量分数大于80％的菱镁矿。任何掺杂 改性吸附剂都将降低吸附剂的初期吸收容量，原因是其他惰性物质并不能与氯化氢有效反 应。然而，本发明通过添加适量的氯化钠和硝酸锰，能获得高转化率的吸附剂，而且吸附剂 的转化速率也有提高。 固定床反应器中的实验数据表明，本发明制备的氯化氢镁基吸附剂的转化率和速 率都高于未改性的镁基吸附剂。本发明是采用菱镁矿煅烧得到氧化镁，但本发明不局限于 此，其他方式得到氧化镁均可适用，如白云石经煅烧、消化、碳化后得到碱式碳酸镁，再经热 分解、煅烧、粉碎、风选，即得氧化镁等等。 本发明实现目的之二所采用的方案是：一种氯化氢镁基吸附剂，采用所述的的制 备方法制得。 本发明具有以下优点和有益效果： 本发明的制备方法中，菱镁矿中的碳酸镁粉末在煅烧后变为氧化镁粉末，其表面 致密光滑并存在一些小孔。通过浸渍法，可以使溶液中的氯化钠和硝酸锰的离子通过孔隙 浸渍到氧化镁的孔隙之中。通过研究发现，钠离子可以提高镁基吸附剂的反应活性，锰离子 可以提高镁基吸附剂的反应稳定性。此外，掺杂钠离子和锰离子的氧化镁，在高温反应中的 4 CN 111603902 A 说 明 书 3/3 页 孔隙能够进一步增大，更利于氯化氢在吸附剂产物层内部的扩散。 通过本发明的制备方法得到的氯化氢镁基吸附剂能够保持良好的稳定性，具有良 好的酸性气体吸附能力。在镁基吸附剂吸收氯化氢的实验中，本发明的方法制备的镁基吸 附剂的氯化氢吸附效果比未改性的镁基吸附剂的吸附效果好。 本发明的制备方法制备的氯化氢镁基吸附剂可高效吸附例如高温烟气中氯化氢， 也可用于捕集SO2等酸性气体，也可以循环捕集温室气体CO2；采用本发明制备方法制备得到 的吸附剂具有性能高、成本低的特点，尤其适用于大批量生产，可应用在燃煤烟气吸收处理 中的氯化氢的捕集。
本发明属于环境污染防治与洁净煤燃烧技术领域，具体涉及一种氯化氢镁基吸附剂及其制备方法；包括以下步骤：(1)将菱镁矿研磨成粉末，在一定温度下煅烧一定时间，得到以氧化镁为主要成分的粉末；(2)将步骤(1)得到的煅烧产物投入到氯化钠和硝酸锰的混合水溶液中，搅拌至混 全部
背景技术：
近年来，生物质、垃圾衍生燃料(RDF)、医疗废弃物的燃烧或气化发电技术受到广 泛重视，该技术不仅有效处理了固体废弃物，解决了污染问题，而且能够实现这些废弃物的 资源化利用。垃圾焚烧技术具有减量、无害化、供热、发电等优点成为如今垃圾处理的主要 方式但垃圾成分复杂，焚烧过程中不可避免地要产生二次污染，其中氯是生活垃圾焚烧中 造成二次污染的重要元素之一。煤与生物质混烧、煤与RDF混烧能实现化石能源与可再生能 源综合利用，是一种低风险、低成本的可再生能源利用方式。不仅解决了单一生物质或垃圾 衍生燃料燃烧效率低、规模小等问题,又能节约化石燃料。 大多数煤中氯含量低于0.05％，而有少数煤中的氯含量高于0.3％，称之为高氯 煤。生物质中的氯含量远高于普通煤，氯含量高于1％的植物较多。RDF和医疗废弃物中含有 大量PVC,PVC中氯元素的质量含量为53.4％,导致RDF中的氯含量常高于3％，医疗废弃物氯 含量一般大于30％。研究表明，含氯燃料燃烧或气化过程中大部分氯元素以HCl形式析出， 导致烟气或合成气中HC1浓度较高118]。Porbatzki等研究发现，稻草气化时HCl浓度可达 0.1％。RDF焚烧炉烟气中的HCI浓度可达0.02-0 .1％，燃烧医疗废弃物时HCl浓度0.02- 0.15％。煤与生物质混烧、煤与垃圾衍生燃料混烧释放的HCI量受燃料的混合比例影响变化 较大。 HCl造成金属受热面严重腐蚀，威胁锅炉安全运行，并且对生态环境造成较大危 害。HCI会促进有机剧毒污染物PCDDs/Fs(二惡英/呋喃)的生成。HCl的脱除对于保证锅炉的 安全性、经济性和污染物零排放具有极为重要的意义。 常用的脱氯技术分为燃烧中固氯和燃烧后脱氯。燃烧中固氯是指预先在燃料中掺 入吸收剂或者向燃烧室内喷入吸收剂从而在燃烧过程中实现HCI的脱除。燃烧后脱氯则是 指在除尘器前的烟道中通过喷射吸收剂碱液淋洗等方法脱除HCl.钙基吸附剂和镁基吸附 剂是常见的脱氯吸附剂，其脱除HCl的主要反应如式如下： MgO HCl→MgClOH MgClOH HCl→MgCl2 H2O 技术具有多种优点：1、吸收剂前驱物在自然界中储量丰富，价格低廉；2、具有优越 的化学反应动力学特性；3、理论上具有相对较高的HCl吸收容量4、无需改组现有的锅炉机 组；5、该技术的成本低，具有良好的商业应用前景；6、该方法环境友好，不会产生任何二次 污染。 对于采用炉内氧化镁吸收燃煤尾气中的氯化氢，普通镁基吸附剂的转化反应速率 较慢，而吸附剂在炉膛内的停留时间有限，钙基吸附剂只吸收剂了少量氯化氢后，就和煤渣 一起排出反应器。所以，提高镁基吸收剂的转化反应速率对降低炉内氧化镁脱氯化氢的运 3 CN 111603902 A 说 明 书 2/3 页 行成本具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于提供一种氯化氢镁基吸附剂，主要用于提高基于MgO的吸 附剂的转化反应速率，解决吸附剂转化率低的问题。 本发明的目的之二在于提供一种氯化氢镁基吸附剂的制备方法，制备工艺简便， 易于调节。 本发明实现目的之一所采用的方案是：一种氯化氢镁基吸附剂的制备方法，包括 以下步骤： (1)将菱镁矿研磨成粉末，在一定温度下煅烧一定时间，得到以氧化镁为主要成分 的粉末； (2)将步骤(1)得到的煅烧产物投入到氯化钠和硝酸锰的混合水溶液中，搅拌至混 合均匀； (3)将步骤(2)得到的混合物在一定温度下干燥，得到氯化氢镁基吸附剂。 优选地，所述步骤(1)中，菱镁矿中碳酸镁的质量分数大于80％，将菱镁矿粉末在 500-700℃下于煅烧20-30分钟。 优选地，所述步骤(2)中，氯化钠和硝酸锰的混合水溶液的总质量浓度分数为 10％-30％，氯化钠和硝酸锰的摩尔比为1:1。 优选地，所述步骤(2)中，混合温度为常温条件，煅烧产物中氧化镁与高锰酸钾的 质量之比为(50-100)：1。 优选地，所述步骤(3)中，将混合物在110-150℃下干燥，干燥时间为1-2小时。 优选地，所述步骤(3)中，得到的氯化氢镁基吸附剂还经过研磨处理，研磨制得氯 化氢镁基吸附剂的粒径为0.1-0.3mm。 本发明选用的菱镁矿(主要成分为碳酸镁)，若菱镁矿中的惰性杂质越多，必然造 成吸附剂的捕集容量降低，本发明采用含有碳酸镁质量分数大于80％的菱镁矿。任何掺杂 改性吸附剂都将降低吸附剂的初期吸收容量，原因是其他惰性物质并不能与氯化氢有效反 应。然而，本发明通过添加适量的氯化钠和硝酸锰，能获得高转化率的吸附剂，而且吸附剂 的转化速率也有提高。 固定床反应器中的实验数据表明，本发明制备的氯化氢镁基吸附剂的转化率和速 率都高于未改性的镁基吸附剂。本发明是采用菱镁矿煅烧得到氧化镁，但本发明不局限于 此，其他方式得到氧化镁均可适用，如白云石经煅烧、消化、碳化后得到碱式碳酸镁，再经热 分解、煅烧、粉碎、风选，即得氧化镁等等。 本发明实现目的之二所采用的方案是：一种氯化氢镁基吸附剂，采用所述的的制 备方法制得。 本发明具有以下优点和有益效果： 本发明的制备方法中，菱镁矿中的碳酸镁粉末在煅烧后变为氧化镁粉末，其表面 致密光滑并存在一些小孔。通过浸渍法，可以使溶液中的氯化钠和硝酸锰的离子通过孔隙 浸渍到氧化镁的孔隙之中。通过研究发现，钠离子可以提高镁基吸附剂的反应活性，锰离子 可以提高镁基吸附剂的反应稳定性。此外，掺杂钠离子和锰离子的氧化镁，在高温反应中的 4 CN 111603902 A 说 明 书 3/3 页 孔隙能够进一步增大，更利于氯化氢在吸附剂产物层内部的扩散。 通过本发明的制备方法得到的氯化氢镁基吸附剂能够保持良好的稳定性，具有良 好的酸性气体吸附能力。在镁基吸附剂吸收氯化氢的实验中，本发明的方法制备的镁基吸 附剂的氯化氢吸附效果比未改性的镁基吸附剂的吸附效果好。 本发明的制备方法制备的氯化氢镁基吸附剂可高效吸附例如高温烟气中氯化氢， 也可用于捕集SO2等酸性气体，也可以循环捕集温室气体CO2；采用本发明制备方法制备得到 的吸附剂具有性能高、成本低的特点，尤其适用于大批量生产，可应用在燃煤烟气吸收处理 中的氯化氢的捕集。
