CN101219328A - 一种二氧化硫盐泥吸收剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及二氧化硫烟气湿法脱硫技术领域，具体涉及以纯碱生产过程中洗盐程序所产生的废渣“盐泥”为吸收剂，吸收烟气中二氧化硫的工艺方法。系以“盐泥”与水调制成的浆液吸收烟气中的二氧化硫并氧化，吸收浆液反复循环使用，液－气比为6～15L/m3，控制反应pH值为5～7，吸收二氧化硫并氧化后的浆液过滤、洗涤，洗液返回用去调浆，滤液送去回收MgSO4和Na2SO4，滤饼则送去回收CaSO4·2H2O。脱除二氧化硫后的烟气达到环保要求，经烟囱排入大气。

Description

一种二氧化硫盐泥吸收剂
技术领域
本发明涉及二氧化硫烟气湿法脱硫技术，具体涉及以纯碱厂洗盐的“盐泥”为吸收剂，吸收烟气中二氧化硫的工艺方法。
背景技术
随着经济的高速发展，电力、冶金、化工和建材等行业产生大量的含二氧化硫烟气，排入大气造成污染，二氧化硫成为大气主要污染物之一。人们经过努力找到很多减少二氧化硫排放量的方法，这些方法分为生产前脱硫、生产中脱硫和生产后脱硫，其中生产后脱硫最经济、有效，占有主导地位。所谓生产后脱硫就是在生产过程中原料和燃料中的硫转变为二氧化硫，形成含二氧化硫烟气，然后再设法将烟气中的二氧化硫分离出来并以某种稳定、无害或可再利用的化合物形态固定下来。生产后脱硫通常称为“烟气脱硫”。
“烟气脱硫”又可分为湿法、干法、半干法，湿法因其脱硫效率高、技术成熟而实际应用最多。
湿法烟气脱硫是湿态的吸收剂与烟气在吸收设备内充分接触，吸收剂与烟气中的二氧化硫反应，生成稳定、无害或可再生重复使用的化合物，二氧化硫从烟气中分离出来，达到烟气脱硫的目的。
湿法烟气脱硫的必备条件之一是要有经济、方便得到、吸收性能好的吸收剂。常用的吸收剂有钙基、钠基、氨基吸收剂，这些吸收剂相对而言价格偏高，造成脱硫成本升高。如果使用对二氧化硫有吸收作用的工业废弃物作为吸收剂，不仅可以降低脱硫成本，而且还能在处理烟气的同时使废弃物得到处理。专利ZL00119453.4《含二氧化硫烟气处理方法》和专利ZL01101467.9《一种处理含二氧化硫废气的化学吸附剂》以有色金属冶炼炉渣作为吸收剂；申请号为90106120.4的专利《一种燃煤锅炉烟气除尘脱硫工艺》以锅炉排污废水、炉渣和烟尘作为吸收剂；申请号为99121910.4的专利《一种烟气脱硫剂和烟气脱硫方法》以电石渣或蒸氨碱渣或两者的混合物为脱硫剂；申请号为85104062A的专利《烟气催化脱硫剂及其制备方法》以硫铁矿渣和烟泥为主要原料以活性炭或粮食面粉、氨水作为造孔剂制成脱硫剂；有人提出以潮湿的粒状炼铁炉渣为二氧化硫吸收剂，以固定床的形式吸收二氧化硫。这些技术均以工业废弃物为主要原料加工成脱硫剂用于烟气脱硫，本发明与这些技术一样以工业废弃物作为脱硫吸收剂，但所用废弃物与它们不一样，是以“盐泥”为吸收剂，而且形成了一套实用可行的完整技术。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种以对二氧化硫有吸收作用的工业废弃物作吸收剂，可降低脱硫成本，在处理烟气的同时使废弃物得到处理的二氧化硫盐泥吸收剂。
首先介绍“盐泥”的来源及化学成分
纯碱生产无论是氨碱法还是联碱法，都是以食盐为原料，食盐中含有或多或少的钙、镁盐类。《工业盐》国家标准GB/T5462-2003中规定了工业盐中钙、镁离子的含量指标，如表1所列：
表1《工业盐》国家标准GB/T5462-2003中规定了工业盐中钙、镁离子含量指标
指标     日晒工业盐     精制工业盐
    优级     一级     二级     优级     一级     二级
钙、镁离子/％≤     0.30 0.40 0.60 0.25 0.40 0.60
为了保证纯碱的质量和维持正常生产，必需事先清除食盐中的钙、镁盐类，用于生产纯碱的盐水中要求：Mg2+≤6mg/l；Ca2+≤050mg/l。通常采用石灰-纯碱法、石灰-碳酸铵法精制盐水，Mg2+、Ca2+分别以Mg(OH)2和CaCO3沉淀的形态进入“盐泥”，而被去除。“盐泥”是一种悬浮液(浆液)，由两部分组成：以Mg(OH)2和CaCO3沉淀为主体的固体物；含有精制食盐时生成的Na2SO4及过量的Ca(OH)2、NaCO3[或(NH4)2CO3]水溶液。经测定“盐泥”组成如表2所示。“盐泥”富含Mg(OH)2和CaCO3，还有过量的Na2CO3、Ca(OH)2，这些化合物都是很好的二氧化硫吸收剂，作为二氧化硫吸收剂使用是很好的选择。参见下表：
表2“盐泥”的化学组成
物料名称     组成
    Mg     Ca     Na     Fe     S
固体物％     9.2     23.81     0.74     0.34     0.24
水溶液g/l     0.98     0.70     6.00     0.39(mg/l)     0.73
固体物中Mg、Ca换算成Mg(OH)2、CaCO3其含量分别为22.07％、59.46％，两者相加超过80％，而且是新生态的活性很好，显然是很好的二氧化硫吸收剂；而溶液中的Mg、Ca可视为氯化物及微溶于溶液中的硫酸盐和过量的Ca(OH)2以及碳酸盐，除碳酸盐和Ca(OH)2外其它不能吸收二氧化硫。溶液中Na含量很高，由三部分组成：NaCL、Na2SO4和过量的NaCO3，其中NaCO3是很好的二氧化硫吸收剂。
本发明的技术方案如下。
以纯碱生产中的工业废弃物——“盐泥”作为二氧化硫吸收剂，该“盐泥”吸收剂富含Mg(OH)2和CaCO3，还有过量的Na2CO3和Ca(OH)2。这些化合物都是很好的二氧化硫吸收剂，作为二氧化硫吸收剂使用是很好的选择。
“盐泥”为吸收剂吸收烟气中二氧化硫的化学反应式如下：
用“盐泥”吸收二氧化硫反应第一步是SO2在水中溶解，如式(1)：
SO2+H2O＝H2SO3＝HSO3 -+H+
               ↑↓
                SO3 --+H+……………………………(1)
然后，物理溶解于水中的SO2生成的H2SO3、HSO3 -、SO3 --再与“盐泥”中的Mg(OH)2、CaCO3、Na2CO3、Ca(OH)2反应，可归纳为如下几个反应式：
Ca+++SO3 --＝CaSO3↓…………………………………(2)
Mg+++SO3 --＝MgSO3↓…………………………………(3)
2Na++SO3 --＝Na2SO3 ……………………………………(4)
生成的亚硫酸盐直接送去分离回收亚硫酸盐，或用空气氧化成硫酸盐再回收，氧化反应如下：
CaSO3+1/2O2＝CaSO4    …………………………………(5)
MgSO3+1/2O2＝MgSO4    …………………………………(6)
Na2SO3+1/2O2＝Na2SO4  …………………………………(7)
“盐泥”为吸收剂吸收烟气中二氧化硫的工艺流程叙述如下：
“盐泥”为吸收剂吸收烟气中二氧化硫的工艺流程如附图所示。
“盐泥”加入到调浆槽内，用水和返回的洗液调制成浓度为5～20％的浆液，送至吸收设备内，与流过的烟气充分接触，二氧化硫被水溶解、吸收，脱除二氧化硫后的烟气经烟囱排入大气，溶解、吸收二氧化硫后的浆液流入吸收设备下部的循环槽，在搅拌和通入空气的条件下完成“盐泥”与溶入水中二氧化硫的反应和氧化反应。浆液在吸收设备中循环反复进行吸收反应，液-气比为6～15L/m3，控制反应pH值5～7，完成吸收二氧化硫反应后的浆液送到过滤机过滤、洗涤，洗液返回用去调浆，滤液送去回收MgSO4和Na2SO4，滤饼则送去回收CaSO4·2H2O。
主要技术条件如下：
浆液固含量：5～20％
反应pH值：5～7
液-气比：6～15L/m3
附图说明
附图为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例：某厂75t/h燃煤锅炉烟气脱硫工程，烟气量：110000Nm3/h，烟气SO2浓度：3500mg/Nm3。采用本专利提出牡“盐泥”为吸收剂，吸收二氧化硫。“盐泥”投入量600kg(干基)/h，调制成固含量为15％的“盐泥”浆液，液气比：8L/m3，反应pH值6.5。脱硫后烟气SO2浓度：150mg/Nm3，脱硫率≥95％。

Claims (5)

1.一种二氧化硫盐泥吸收剂，是以纯碱厂生产中洗盐的“盐泥”作为吸收剂吸收烟气中二氧化硫的工艺方法，其特征在于：以“盐泥”与水调制成的浆液吸收烟气中的二氧化硫并氧化，吸收二氧化硫、氧化后的浆液过滤、洗涤，洗液返回用去调浆，滤液送去回收MgSO4和Na2SO4，滤饼则送去回收CaSO4·2H2O。脱除二氧化硫后的烟气达到环保要求，经烟囱排入大气。
2.根据权利要求1所述的二氧化硫盐泥吸收剂，其特征在于：该盐泥系纯碱生产过程中洗盐所得的废弃物，其成分富含Mg(OH)2和CaCO3，还含有过量的Na2CO3和Ca(OH)2。
3.根据权利要求1所述的二氧化硫盐泥吸收剂，其特征在于：所述的“盐泥”与水调制成的浆液中，浆液的固含量为5～20％。
4.根据权利要求1所述的二氧化硫盐泥吸收剂，其特征在于：以“盐泥”与水调制成的浆液吸收烟气中的二氧化硫，浆液与二氧化硫气体的液-气比为：6～15L/m3。
5.根据权利要求1所述的二氧化硫盐泥吸收剂，其特征在于：一具体实施例——某厂75t/h的燃煤锅炉烟气脱硫工程中，烟气量：110000Nm3/h，烟气SO2浓度：3500mg/Nm3；采用上述“盐泥”为吸收剂吸收二氧化硫；“盐泥”投入量600kg(干基)/h，调制成固含量为15％的“盐泥”浆液，液气比：8L/m3，反应pH值6.5；脱硫后烟气SO2浓度：150mg/Nm3，脱硫率≥95％。
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