專利名稱：一種天然貝殼類智能pH緩蝕劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種PH緩蝕劑及其制備方法，具體涉及一種天然貝殼類PH智能緩蝕劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
燃煤煙氣中的SA是大氣環(huán)境的主要污染物。據(jù)統(tǒng)計，2007年我國燃煤煙氣SA排放量約為2300多萬噸。這些污染物的大量排放，造成生態(tài)環(huán)境破壞和嚴(yán)重的酸雨現(xiàn)象，目前我國的酸雨面積已達到國土面積的40%，成為世界上降水酸化程度最為嚴(yán)重的地區(qū)之一。 對生態(tài)和全民健康構(gòu)成了極大的威脅。目前，環(huán)境污染已大大超過環(huán)境自凈能力，若不抓緊治理，本已脆弱的生態(tài)環(huán)境將繼續(xù)惡化直至不可逆轉(zhuǎn)的程度，造成生態(tài)災(zāi)難。據(jù)估計，這些污染物造成的經(jīng)濟損失每年高達1300多億元。另一方面，隨著人們環(huán)保意識的增強和大氣污染防治法的實施，以及建設(shè)資源節(jié)約和環(huán)境友好型社會的要求，更加使得治理污染變得迫在眉睫。此外，SO2等酸雨污染物可遠(yuǎn)距離輸送，因此它的危害是全球性的，而不僅限于污染物的產(chǎn)生地，對我國的環(huán)境外交也帶來新的挑戰(zhàn)。我國的SO2排放受到世界很多國家的關(guān)注和詰難，因此削減SA排放量，防止SA大氣污染，已成為我國環(huán)境保護的當(dāng)務(wù)之急， 刻不容緩。S02*N0x (以及CO2)的大量排放造成的嚴(yán)重大氣環(huán)境污染和酸雨等日趨嚴(yán)重的生態(tài)問題，被公認(rèn)為已成為超過“中東以巴和平”問題的又一世界熱點問題。煙氣脫硫已成為目前我國面臨的迫切任務(wù)和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。海水脫硫技術(shù)始于上世紀(jì)70年代，并很快在歐洲、美洲、亞洲等沿海電廠推廣應(yīng)用。眾所周知，天然海水呈堿性，堿度為1. 2 2. 5mmol/L，具有天然的酸堿緩沖能力及吸收 SO2的能力，這是海水直接用于煙氣脫硫的理論依據(jù)。海水脫硫的核心是煙氣與海水的接觸傳質(zhì)。填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備，具備分離效率高、阻力小、通量大、操作彈性大等特點，在氣液初始分布良好的情況下幾乎無放大效應(yīng)，便于實現(xiàn)從實驗室階段設(shè)計到工業(yè)化規(guī)模的應(yīng)用。但是，目前來看，洗脫后的海水酸性過高(通常在pH=3_4)不能直接排放，需進行進一步的處理，如鼓風(fēng)曝氣、電解氧化等，這些技術(shù)需要大量的占地面積和操作運行成本。若是在填料塔內(nèi)即可使洗脫后海水PH值升高，那么后續(xù)處理的成本和難度將會大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種利用天然貝類制備的智能PH緩蝕劑，可用于酸性海水的PH值的恢復(fù)，使酸性海水達到排放標(biāo)準(zhǔn)，并可以重復(fù)利用，達到變廢為寶的目的。本發(fā)明的另一個目的是提供上述天然貝殼類智能PH緩蝕劑的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下天然貝殼類智能PH緩蝕劑，其特征在于所述緩蝕劑的組成為貝殼基材料含量為40-80wt%、功能活性劑含量為8-20%，粘結(jié)劑含量為9-30wt%、造孔劑含量為0. 3-10襯％、潤滑劑含量為0. 1-1. 0wt%。
所述緩蝕劑的外形為具有一定開孔率的平板或波紋板狀。所述貝殼基材料為淡水貝、海水貝類中的一種或是幾種。其主要由無機鹽 (CaCO3)和蛋白質(zhì)結(jié)合而成，不溶于水，乙醇等，經(jīng)處理后，遇稀酸可緩慢釋放殼聚糖類有機線性聚合物迅速自動提高PH值，有一定的遇酸智能敏感反饋回復(fù)作用。所述功能活性劑為EDTA、水玻璃、糊精中的一種或幾種。所述粘結(jié)劑為浙青、水泥、石膏、粘土、聚乙烯醇、水玻璃+CO2、水玻璃+CaCO3中的一種或幾種。所述潤滑劑為石墨、干淀粉、石蠟、滑石粉中的一種或幾種。所述的造孔劑為蔗糖、羧甲基纖維素、淀粉中的一種或幾種。本發(fā)明所述天然貝殼類智能pH緩蝕劑的制備方法如下(1)將天然貝類先進行清洗、干燥后粉碎成不同的目數(shù)；(2)將粉碎后的貝殼基材料、功能活性劑、粘結(jié)劑、潤滑劑、 造孔劑加水?dāng)嚢杌旌暇鶆蚝蠓湃刖哂幸欢ㄩ_孔率的模具中進行冷壓成型后水蒸氣條件下養(yǎng)護達最大強度；(3)將制備好的規(guī)整pH緩蝕劑用粘結(jié)劑組合成一定形狀的規(guī)整填料，用于酸性海水的緩釋，最終使酸性海水達到排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明所采用的貝殼類原料來自海洋、河流和湖水養(yǎng)殖，儲量豐富，可不斷再生， 成本低；無毒，無味，廢棄后可被微生物分解，對環(huán)境沒有污染；遇稀酸可緩慢釋放殼聚糖類有機線性聚合物迅速自動提高PH值，有一定的遇酸智能敏感反饋回復(fù)作用。實現(xiàn)了海水煙氣脫硫電廠、酸性廢水處理、管道和容器的耐酸性腐蝕緩蝕劑、酸性氣體和液體過濾等工業(yè)領(lǐng)域的PH緩釋作用，并同時解決了廢棄貝類的處理問題，符合環(huán)境友好的“綠色低碳化工”的要求，具有重要的社會和經(jīng)濟效益。


圖1是不同濃度SO/—時pH隨時間變化圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。實施例1
首先對貝殼進行清洗、干燥后粉碎篩分成不同的目數(shù)，將70g 80目貝殼粉與由 IOgEDTA (功能活性劑)、lg滑石粉(潤滑劑)、5g蔗糖(造孔劑)和14g水泥(粘結(jié)劑)加水?dāng)嚢杌旌暇鶆蚝蠓湃胱灾频哪＞咧校?0Mpa壓力下加壓成型。脫模后在120°C飽和蒸汽壓下養(yǎng)護7天，然后自然養(yǎng)護觀天，制得具有一定強度的多孔智能pH緩蝕劑板材。根據(jù)實際吸收塔中煙氣量為1000mg/m3，2000mg/m3, 3000mg/m3配制等濃度的 SO廣溶液(分別為2. 552,5. 104,7. 656mmol/L),并調(diào)節(jié)pH=3. 0，將5. OOOOg孔智能pH緩蝕劑板材加入到該酸性水溶液中，在錐形瓶中常溫下磁力攪拌反應(yīng)，每隔5min測pH值。實驗結(jié)果如圖1所示。由圖中可見隨著時間的增長，溶液的pH值逐漸升高，在IOOmin的時候達到平衡，在PH升高的過程中能夠大大提高海水煙氣脫硫的脫硫率。實施例2
首先對貝殼進行清洗、干燥后粉碎篩分成不同的目數(shù)，將65gl20目貝殼粉與IOg水玻璃(功能活性劑)、0. 5g石墨(潤滑劑)、4. 5g淀粉(造孔劑)和20g水泥(粘結(jié)劑)加水?dāng)嚢杌旌暇鶆蚝蠓湃胱灾频哪＞咧校赹Mpa壓力下加壓成型。脫模后在120°C飽和蒸汽壓下養(yǎng)護7天，然后自然養(yǎng)護觀天，制得具有一定強度的多孔智能PH緩蝕劑板材；將制備好的智能PH緩蝕劑板材用粘結(jié)劑組合成波紋板狀的規(guī)整填料。取制備好的規(guī)整填料，按質(zhì)量與含S032_的酸性海水的體積比的不同，放入制備好的酸性海水中(pH=;3)，考察其pH值隨時間變化情況，取了兩組不同的貝殼基填料質(zhì)量與酸性海水體積比進行考察。表1酸性海水(pH=3) pH值隨時間的變化
權(quán)利要求
1.一種天然貝殼類智能PH緩蝕劑，其特征在于所述緩蝕劑的組成為貝殼基材料含量為40-80wt%、功能活性劑含量為8-20wt%，粘結(jié)劑含量為9-30wt%、造孔劑含量為 0. 3-10wt%j_滑劑含量為 0. 1-1. 0wt%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能pH緩蝕劑，其特征在于所述緩蝕劑的外形為具有一定開孔率的平板或波紋板狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能pH緩蝕劑，其特征在于所述貝殼基材料為淡水貝、海水貝類中的一種或是幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能pH緩蝕劑，其特征在于所述功能活性劑為EDTA、水玻璃、糊精中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能pH緩蝕劑，其特征在于所述粘結(jié)劑為浙青、水泥、石膏、 粘土、聚乙烯醇、水玻璃+CO2、水玻璃+CaCO3中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能pH緩蝕劑，其特征在于所述潤滑劑為石墨、淀粉、石蠟、 滑石粉中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能PH緩蝕劑，其特征在于所述的造孔劑為蔗糖、羧甲基纖維素、淀粉中的一種或幾種。
8.一種天然貝殼類智能pH緩蝕劑的制備方法，其特征在于它包括如下步驟(1)將天然貝類先進行清洗、干燥后粉碎成不同的目數(shù)；(2)將粉碎后的貝殼基材料、功能活性劑、 粘結(jié)劑、潤滑劑、造孔劑加水?dāng)嚢杌旌暇鶆蚝蠓湃刖哂幸欢ㄩ_孔率的模具中進行冷壓成型后水蒸氣條件下養(yǎng)護達最大強度；(3)將制備好的規(guī)整pH緩蝕劑用粘結(jié)劑組合成一定形狀的規(guī)整填料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天然貝殼類智能pH緩蝕劑，其特征在于所述緩蝕劑的組成為貝殼基材料含量為40-80wt%、功能活性劑含量為8-20%，粘結(jié)劑含量為9-30wt%、造孔劑含量為0.3-10wt%、潤滑劑含量為0.1-1.0wt%。本發(fā)明所采用的貝殼類原料來自海洋、河流和湖水養(yǎng)殖，儲量豐富，可不斷再生，成本低；無毒，無味，廢棄后可被微生物分解，對環(huán)境沒有污染。實現(xiàn)了海水煙氣脫硫電廠、酸性廢水處理、管道和容器的耐酸性腐蝕緩蝕劑、酸性氣體和液體過濾等工業(yè)領(lǐng)域的pH緩釋作用，并同時解決了廢棄貝類的處理問題，符合環(huán)境友好的“綠色低碳化工”的要求，具有重要的社會和經(jīng)濟效益。
文檔編號C02F5/08GK102320692SQ201110200748
公開日2012年1月18日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者馮麗娟, 劉云, 卞俊杰, 李子真, 李春虎, 李秀芹, 王亮, 王文娟 申請人:中國海洋大學(xué)