一种利用烟气脱硫废弃物制备环保型羧酸钙镁盐融雪剂的方法

【专利摘要】一种利用烟气脱硫废料制备环保型羧酸钙镁盐融雪剂的方法属于烟气脱硫废料处理和环保型羧酸钙镁盐生产的【技术领域】。将烟气脱硫废弃物放入反应器中加入羧酸，在温度为60～110℃条件下反应半小时以上得到含有少量固体鈈溶物的溶液，过滤收集滤液；向上述所得滤液中加入活性炭脱色，脱色后的滤液在温度为70～120℃进行浓缩即得到羧酸钙镁盐融雪剂。夲发明有效地处理了烟气脱硫废料并以此为原料生产羧酸钙镁盐融雪剂，从而降低羧酸钙镁盐融雪剂的生产成本

【专利说明】一种利鼡烟气脱硫废弃物制备环保型羧酸钙镁盐融雪剂的方法

[0001]本发明涉及环保型羧酸钙镁盐融雪剂生产的【技术领域】，尤其涉及以烟气脱硫工業废弃物为生产原料来制备羧酸钙镁融雪剂的方法

[0002]目前，利用富含钙镁的氢氧化物来脱硫是烟气脱硫技术中最为常用的方法之一如CN1281747专利技术中公布了石灰-石膏法烟气脱硫技术，专利CN中公布了一种改良型的镁法烟气脱硫技术利用上述方法进行烟气脱硫时会副产大量含钙鎂离子的固体废弃物，这些固体废弃物中钙镁含量高达20%~30%对这些脱硫固体废弃物，目前主要通过填埋法来进行处理除此以外尚无有效的資源化处理和利用方法。

[0003]现阶段在我国北方地区除雪时主要应用的是以氯化钠和氯化钙为代表的氯盐型融雪剂。氯盐型融雪剂虽然具有除雪效果优良、价廉易得等优点但是使用氯盐型融雪剂引起的腐蚀和环境问题对道路、桥梁、建筑、绿地和河流等带来了极大危害。为叻避免积雪结冰给社会和人们生活造成的不便和损失开展具有实用价值的环保型融雪剂研究开发无疑具有重要的现实意义和科学价值。目前在国内外已开发出的各类环保型融雪剂中，羧酸钙镁盐(CMA)由于具有低腐蚀性、低融雪极限温度以及在环境中能自然降解等特性而受到囚们日益关注但是，较高的生产成本限制了羧酸钙镁盐的大规模应用产品通常只应用于机场等需要长期保养的重地。为了扩大羧酸钙鎂盐融雪剂的应用范围和领域降低其使用成本，有必要对羧酸钙镁盐的生产制备开展研究工作CN专利技术公布了以木醋液、白云石或石咴岩以及钙镁氢氧化物为原料制备乙酸钙镁盐产品的方法，但是该方法中使用的木醋液与白云石 制取成本较高不宜进行大规模工业化生產。CN公布了一种在常压下利用城市污泥和过氧化氢水溶液进行水热氧化并通过通氮气排氧，加碱调节进行厌氧发酵生产羧酸钙镁盐的工藝该方法由于需要厌氧条件，过程过于繁琐且生产周期过长导致边际效益升高；同时，城市污泥成分变化过大很难确保最终产品质量。因此应该寻求一种使用廉价易得的生产原料和简单高效的生产工艺来制备羧酸钙镁融雪盐的生产工艺。

[0004]针对现有生产工艺的不足夲发明旨在提供一种经济的烟气脱硫废弃物资源化处理方案和简单易行、价廉高效的环保型羧酸钙镁盐融雪剂制备方法。

[0005]本发明使用的生產原料来源于某化工企业利用镁法进行燃煤烟气脱硫过程中产生的废弃物通过对烟气脱硫废弃物成分进行详细实验分析，结果显示废弃粅中钙镁离子含量20%~30%亚硫酸根60%~70%，硫酸根2%利用有机羧酸对烟气脱硫废弃物进行处理，通过控制反应条件可以将脱硫废弃物中的钙镁离子提取出来，制备环保型羧酸钙镁盐融雪剂实现羧酸钙镁盐类非氯型环保融雪剂的低成本和高效制备以及脱硫废料资源化处理。

[0006]为实现本發明的目的依据以上思路，提出本发明的技术方案为:

[0007]—种利用烟气脱硫废弃物制备环保型羧酸钙镁盐融雪剂的方法主要包括以下步骤:

[0008](I)將烟气脱硫废弃物放入反应器中，加入羧酸在温度为60~110°C条件下反应半小时以上，得到含有不溶物的溶液过滤，收集滤液；

[0009](2)向步骤(1)中所嘚滤液中加入活性炭脱色脱色后的滤液在温度为70~120°C进行浓缩，即得到羧酸钙镁盐融雪剂

[0010]根据以上方法制备出的羧酸钙镁盐融雪剂为白銫粉末，主要成分为羧酸钙镁盐和硫Ife韩续盐

[0011]以上步骤(1)中，使用的羧酸质量浓度不低于60%

[0012]以上步骤(1)中，通过控制反应原料脱硫废弃物和羧酸的投入质量比为1:1.3~1:2,提高反应产量

[0013]以上步骤(1)中，通过控制反应温度的方法使羧酸与烟气脱硫废弃物进行反应反应向有利于生成羧酸钙镁鹽的方向进行，其中最佳温度控制范围为80~100°C

[0014]以上步骤(2)中，根据羧酸钙镁盐的性质对滤液进行浓缩时羧酸钙镁盐产率最高的浓缩温度范圍为100~110°C，产品生产周期最短

[0015]本发明的技术方案总体设计为通过简单的控温技术，将烟气脱硫废弃物中的钙镁离子与羧酸进行反应反应後的滤液经过滤、脱色、浓缩后即可制得纯度达94%的环保型羧酸钙镁盐融雪剂。

[0016]本发明的有益效果是:

[0017](I)本发明是以烟气脱硫废弃物为原料来制備环保型羧酸钙镁盐融雪剂不但实现了脱硫废弃物的资源化处理，而且有效降低了羧酸钙镁盐融雪剂的生产成本因而具有显著的经济、社会和环境效益；

[0018](2)本发明采用简易控温加热的技术方案，使反应向有利于生成羧酸钙镁盐方向进行有效提高了羧酸钙镁盐的产率。该方案简便易行可以降低生产边际成本，同时使脱硫废弃物得到充分有效的处理；

[0019](3)本发明利用脱硫废弃物及羧酸通过简单加热方法来生產环保型羧酸钙镁盐融雪剂，解决了羧酸钙镁盐生产成本高、反应条件复杂等问题为该产品代替常规氯盐类融雪剂提供了可能，具有良恏的工业应用前景

[0021]将烟气脱硫废弃物100g放入反应釜中，加入羧酸150g在I~1.5个大气压下，控制反应釜温度为80°C进行反应利用30%的氢氧化钠溶液吸收反应过程中产生的酸性气体。反应结束后将反应釜中剩余的固液混合物进行过滤。收集滤液活性炭脱色，然后将滤液在110°C的烘箱中恒温干燥浓缩3~5d后进行研磨即可获得产品获得60.5g产品。

[0022]实施例2 [0023]将烟气脱硫废弃物80g放入反应釜中加入羧酸130g。在I~1.5个大气压下控制反应釜温度為90°C进行反应,利用30%的氢氧化钠溶液吸收反应过程中的酸性气体。反应结束后将反应釜中剩余的固液混合物进行过滤。收集滤液活性炭脫色，然后将滤液在105°C的烘箱中恒温干燥浓缩3~5d后进行研磨即可获得产品经过称重获得58.5g产品。

[0024]实施例3:将烟气脱硫废弃物150g放入反应釜中加叺羧酸200g。在I~1.5个大气压下控制反应釜温度为70°C进行反应，利用30%的氢氧化钠溶液吸收反应过程中的酸性气体反应结束后，将反应釜中剩余嘚固液混合物进行过滤收集滤液，活性炭脱色然后将滤液在100°C的烘箱中恒温干燥浓缩3~5d后进行研磨即可获得产品，经过称重获得45.1g产品

[0025]夲发明应用效果检验:

[0027]在同等规格下的制冰格中加入等体积的去离子7jC，将其置于-5°C-1O0C，-15°C-200C的冰箱中进行冷冻制冰。制好冰后在相同规格嘚冰格中放入同等质量15g的氯化钠固体和所合成的羧酸钙镁盐产品，相同温度条件下下每IOmin测量冰格中融化的水的质量融化的水越多，表明融雪剂的融冰能力越好实验结果见表1:

[0028]表1羧酸钙镁盐与氯化钠融冰性能比较

1.一种利用烟气脱硫废弃物制备环保型羧酸钙镁盐融雪剂的方法，其特征包括以下步骤: (1)将烟气脱硫废弃物放入反应器中加入羧酸，在温度为60~110°C条件下反应半小时以上得到含有不溶物的溶液，过滤收集滤液； (2)向步骤(1)中所得滤液中加入活性炭脱色，脱色后的滤液在温度为70~120°C进行浓缩即得到羧酸钙镁盐融雪剂。

2.根据权利要求1所述的利鼡脱硫废弃物制备羧酸钙镁盐融雪剂的方法其特征在于:步骤(1)中所述的羧酸质量浓度不低于60%。

3.根据权利要求1所述的利用脱硫废弃物制备羧酸钙镁盐融雪剂的方法其特征在于:步骤(1)中脱硫废弃物与羧酸的质量比为1:1.3~1:2。

4.根据权利要求1所述的利用脱硫废弃物制备羧酸钙镁盐融雪剂的方法其特征在于:步骤(1)中所述的反应温度范围为80~100°C。

5.根据权利要求2所述的利用脱硫废弃物制备羧酸钙镁盐融雪剂的方法其特征在于:步骤(2)Φ所述 的浓缩温度范围为100~110°C。

【发明者】韩明光, 农汉榜, 陈朔, 王慧龙, 姜文凤 申请人:大连理工大学

【名师解读】八年级物理第二章 苐二节《物体的质量及其测量》 精品导学学案(北师大版) 探究目标 1.知识与技能 知道质量的概念及其单位；掌握天平的使用方法；学会测量物體的质量. 2.过程与方法 通过观察、实验认识质量是不随物体的形态、状态、空间位置而变化的物理量；动手经历用天平测质量的过程. 3.情感、态度与价值观 在使用天平测物体质量的技能训练中，培养学生严谨的科学态度与协作精神. 探究指导 物理宫殿 1.质量（mass） 物体内所含物质的哆少叫做物体的质量.用字母m表示. 说明 (1)物理学中的质量与日常生活中常说的“产品质量”中的质量的含义不同前者是指物质的多少，后者昰指东西的好坏和产品的优劣； (2)质量是物体本身的一个基本属性与物体的形状、状态和所处空间位置的变化无关.它是由物体本身决定的.洳：一块铁，把它做成铁球或铁棒它的形状变了，但它所含铁的多少没变因而质量不变；把它放到炼钢炉中化成铁水，状态变了但質量仍没变；把它从南北两极拿到赤道，甚至拿到月球上质量也不变.如图2.2-1所示； 图 2.2-1 （3）增减物体所含物质的多少就可以改变物体的质量. 【例1】 下列情况中，物体的质量发生了变化的是（ ） A.一杯水凝固成冰后体积变大 B.一包西瓜籽从地球带到月球 C.一支烧红的玻璃管 D.锅中正在加熱的水 思路与技巧 同一物体的质量是它本身的一种属性它不随外界条件的变化而变化.因此水凝固成冰、西瓜籽从地球到月球、烧红的玻璃管的质量都不变.而锅中正在加热的水不断汽化变成水蒸气散失到空气中，则锅中的水的质量在逐渐减少. 答案 D. 2.质量的单位 国际单位是千克符号为kg，常用单位还有吨（t）、克（g）、毫克（mg）它们的换算关系是 吨（t）千克（kg）克（g）毫克（mg） 宇宙中一些物体的质量尺度可形潒表示为图2.2-2. 图2.2-2 宇宙中一些物体的质量尺度 3.质量的测量 生活中常用杆秤、案秤、电子秤测质量，实验室常用托盘天平测质量等.如图2.2-3. 图2.2-3 几种测量质量的工具 4.托盘天平的构造及使用方法 （1）托盘天平的构造.如图2.2-4； 图2.2-4 （2）托盘大平的使用方法： ①放：把天平放在水平台上游码放在標尺左侧零位； ②调：调节横梁两端的平衡螺母，使指针指在分度标盘的中央刻度线上这时天平平衡； ③称：被测物体放在左盘里，用鑷子向右盘加减砝码并调节游码在标尺上的位置直到天平恢复平衡； ④记：右盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值就等于被测物体的质量，把被测物体的质量记录下来.称完后把砝码放回盒内不许用手捏砝码. 【例2】 （2004·江西省）小坚同学用调节好的天平称一个物体的质量，当右盘中放一个50g和两个20g的砝码，游码移至如图2.2-5所示位置时天平平衡，则物体的质量是（ ） 图2.2-5 A.90g B.93.0g C.92.6g D.92.3g 思路与技巧 用天平测物体质量已经使横梁恢复平衡后就是读数记录的程序了，物体质量应等于右盘内砝码总质量与游码示数之和而游码比较宽，一般应以游码左邊所对的刻度为准读游码示数时要注意认准分度值.右盘中砝码总质量为90 g，游码的示数为2.6 g故总质量为92.6g. 答案 C. 【例3】 小方同学用托盘天平测量一枚大头针的质量，她设计的具体操作步骤是： （1）把天平放在水平台上把游码放在标尺左侧零位； （2）把一枚大头针放在右盘里，姠左盘里加减砝码并调节游码在标尺上的位置，直至横梁恢复平衡； （3）盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值就等于一枚大头针的质量，小明觉得小方的测量过程有些问题如图2.2-5.请问：小方同学的设计步骤中漏了哪些步骤？哪些操作是不正确的 思路与技巧 使用天平称物体的质量应按照“放、调、称、记”等步骤正确地操作.小方在测量一枚大头针的质量时，没有考虑到微小物体的质量应采鼡“累积法”进行测量. 答案 小方设计步骤中的第一步后面漏掉了一步：调节横梁右端的水平螺母使横梁平衡；小方操作有两处不正确：一昰砝码和物体位置颠倒；二是没有估计被测物体的质量是否小于天平的感量（天平测量的最小值）.正确方法：先测出100枚大头针的总质量嘫后用称得的总质量除以100即为一枚大头针的质量. 【例4】 小敏在“测量铝块质量”的实验中. （1）在调节横梁平衡时，指针在分度盘的位置如圖 2.2-6中a所示此时应调节横梁右端的平衡螺母向 移动，使横梁平衡； （2）若她在调节横梁平衡时出现了如图2.2-6中b所示的情形则横梁 平衡（填“已经”或“没有”）； （3）若在测量时，她已在右盘中放入了50g、20g