CN101703873B - 一种烧结球团烟气脱硫副产物的回收处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种烧结球团烟气脱硫副产物的回收处理方法，其特征在于按以下步骤进行：将硫铁矿加入到沸腾炉或培烧炉中，将烟气脱硫副产物喷吹到沸腾炉或培烧炉的炉膛与流化床之间，硫铁矿在沸腾炉或培烧炉内进行流化反应，温度为850～900℃，CaSO3在高温下分解，反应后生成的炉渣主要成分为CaO与Fe2O3，作为烧结球团的制备原料，生成的烟气中含有SO2，进入制酸系统制备硫酸。该方法投资省、工艺过程简单、运行费用低、产品效果好，有利于环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟气脱硫副产物的回收处理方法，特别涉及一种烧结球团烟气脱硫副产物的回收处理方法。
背景技术
目前，越来越多的燃煤电厂、烧结厂及球团厂采用了不同的烟气脱硫装置，与此同时也产生了大量脱硫灰渣。根据工艺不同，烟气脱硫可分为湿法、半干法和干法。湿法脱硫应用最早、最广，但由于其腐蚀性及废水排放等问题的日益突出，半干法和干法脱硫已越来越多地被采用，尤其对于烟气硫含量不高的烧结厂、球团厂烟气脱硫，更是优先选择的脱硫技术。当前主要的半干法和干法脱硫技术包括喷雾干燥法、循环流化床法、NID工艺等。但其脱硫灰的应用研究目前仍较少，并且还没有一种适用于工业化生产的处理方法。如果这些脱硫产物不加以利用，便会直接影响脱硫工艺的发展及普及，而且如果利用的不合理，还有可能使脱硫产物中的SO2再次稀放出来，造成二次污染。另外脱硫成本居高不下，严重增加了企业负担。
烧结球团干法或半干法烟气脱硫副产物(脱硫灰)主要成分为CaSO3·1/2H2O、CaSO4·2H2O，其中亚硫酸钙占60～90％(在烧结脱硫烟气氧含量较低的情况下，烟气脱硫副产物的亚硫酸钙含量可达90％)，目前在资源化利用方面是一个世界性难题，大都采用抛弃的方法，给环境带来严重的污染问题，干法或半干法烟气脱硫工艺的发展受到一定的影响，脱硫成本居高不下，每吨烧结矿的成本增加7～14元。因此，烧结球团干法或半干法烟气脱硫副产物资源化利用问题必须加以解决。
发明内容
针对以上技术问题，本发明提供一种烧结球团烟气脱硫副产物的回收处理方法。
本发明的方法按以下步骤进行：将硫铁矿加入到沸腾炉或培烧炉中，将烧结球团干法或半干法烟烟气脱硫副产物喷吹到沸腾炉或培烧炉的炉膛与流化床之间，喷吹载气为空气，单位时间内进入沸腾炉或培烧炉内的烧结球团干法或半干法烟气脱硫副产物与硫铁矿的重量比为1∶9～20；硫铁矿在沸腾炉或培烧炉内进行流化反应，流化床反应温度为850～900℃，炉膛底部温度高于流化床温度100～150℃，烧结球团干法或半干法脱硫副产物中的CaSO3进入沸腾炉后在高温下分解，反应后生成的炉渣主要成分为CaO与Fe2O3，作为烧结球团的制备原料，生成的烟气中含有SO2，进入制酸系统制备硫酸。
上述的烧结球团干法或半干法烟气脱硫副产物的主要成分按重量百分比为 CaSO3·1/2H2O 60～90％，CaSO4·2H2O5～30％，Ca(OH)2、Al2O3和Fe2O3以及其他杂质占5～10％。
上述的硫铁矿的主要成分按重量百分比为硫元素21～31％，全铁含量34～56％。
上述的方法中，载气空气的流量为3～5m3/min，空气的气压为0.5～0.8MPa。
上述方法中硫铁矿的加入速度为20～30t/h，空气的流量为45000～50000m3/h，流化反应生成的烟气中含SO2体积百分比为10～15％，生成的炉渣中无CaSO3。
上述方法中的反应方程式为：
2FeS2＝2FeS+2S-113965J
S+O2＝SO2+296886J
2FeS+7/2O2＝2Fe2O3+2SO2+1230726J
CaSO3＝CaO+SO2
本发明的烧结球团烟气脱硫副产物的回收处理方法，利用硫铁矿来处理烧结球团干法或半干法烟气脱硫副产物，利用高温将含有杂质的亚硫酸钙彻底分解，产生的SO2进入制酸系统。该方法投资省、工艺过程简单、运行费用低、产品效果好，有利于环保。
烟气脱硫副产物中CaSO3.1/2H2O占总量60％以上，约1000K是硫酸盐分解产物中含硫化合物以SO3，或SO2和O2为主的分解温度。由于粒度只有10微米左右的脱硫灰中含有大量其他杂质，降低了CaSO3的分解温度；喷吹到反应炉内后，在1000℃左右条件下得到彻底分解。由于沸腾炉内存在Fe2O3，降低了CaSO4的分解温度，使CaSO4得到部分分解。反应产生的CaO与Fe2O3形成CaO·Fe2O3，作为很好的球团原料，或用于他用，达到了循环利用的目的。与采用硫铁矿制备的球团原料相比，氧化钙的含量增加。
附图说明
图1为本发明实施例中采用的沸腾炉，图中1、加料口，2、前室风箱，3、大斗风箱，4、溢流口，5、排烟口，6、炉膛，7、前室，8、气体分布板，9、流化床，10、喷吹口。
具体实施方式
实施例1
烟气脱硫副产物的成分按重量百分比为CaSO3·1/2H2O 75％，CaSO4·2H2O16％，Ca(OH)2、Al2O3和Fe2O3以及其他杂质占9％；硫铁矿的主要成分按重量百分比为硫元素21％，全铁含量34％。
采用的沸腾炉如图1所示，在沸腾炉的炉膛6底部，流化床9的上方设置一个喷吹口10，将硫铁矿用漏斗方式通过加料口1加入到沸腾炉的前室7中，将烟气脱硫副产物通过喷吹口 10喷吹到沸腾炉的炉膛与流化床之间，喷吹载气为空气，空气的流量为3m3/min，空气的气压为0.5MPa；单位时间内进入沸腾炉或培烧炉内的烟气脱硫副产物与硫铁矿的重量比为烟气脱硫副产物∶硫铁矿＝1∶9；同时从前室风箱2和大斗风箱3中通入热空气，物料在气体分布板8上方形成流化床，进行连续流化反应，生成的烟气从排烟口5排出，进入制酸系统；生成的炉渣高于溢流口4时，从溢流口4排出。流化床反应温度为850℃；硫铁矿的加入速度为20t/h，空气的流量为45000m3/h，流化反应生成的烟气中含SO2体积百分比为10％，生成的炉渣中无CaSO3。
反应后生成的炉渣主要成分为Fe2O3与CaO，作为烧结球团的制备原料。
实施例2
烟气脱硫副产物的成分按重量百分比为CaSO3·1/2H2O80％，CaSO4·2H2O14％，Ca(OH)2、Al2O3和Fe2O3以及其他杂质占6％；硫铁矿的主要成分按重量百分比为硫元素31％，全铁含量56％。
采用的沸腾炉同实施例1，将硫铁矿用漏斗方式通过加料口1加入到沸腾炉的前室7中，将烟气脱硫副产物通过喷吹口10喷吹到沸腾炉的炉膛与流化床之间，喷吹载气为空气，空气的流量为5m3/min，空气的气压为0.6MPa；单位时间内进入沸腾炉或培烧炉内的烟气脱硫副产物与硫铁矿的重量比为烟气脱硫副产物∶硫铁矿＝1∶20；同时从前室风箱2和大斗风箱3中通入热空气，物料在气体分布板8上方形成流化床，进行连续流化反应，生成的烟气从排烟口5排出，进入制酸系统；生成的炉渣高于溢流口4时，从溢流口4排出。流化床反应温度为900℃；硫铁矿的加入速度为22t/h，空气的流量为47000m3/h，流化反应生成的烟气中含SO2体积百分比为11％，生成的炉渣中无CaSO3。
反应后生成的炉渣主要成分为Fe2O3与CaO，作为烧结球团的制备原料。
实施例3
烟气脱硫副产物的成分按重量百分比为CaSO3·1/2H2O 70％，CaSO4·2H2O22％，Ca(OH)2、Al2O3和Fe2O3以及其他杂质占8％；硫铁矿的主要成分按重量百分比为硫元素22％，全铁含量39％。
采用的沸腾炉同实施例1，将硫铁矿用漏斗方式通过加料口1加入到沸腾炉的前室7中，将烟气脱硫副产物通过喷吹口10喷吹到沸腾炉的炉膛与流化床之间，喷吹载气为空气，空气的流量为3m3/min，空气的气压为0.5MPa；单位时间内进入沸腾炉或培烧炉内的烟气脱硫副产物与硫铁矿的重量比为烟气脱硫副产物∶硫铁矿＝1∶10；同时从前室风箱2和大斗风箱3中通入热空气，物料在气体分布板8上方形成流化床，进行连续流化反应，生成的烟气从排 烟口5排出，进入制酸系统；生成的炉渣高于溢流口4时，从溢流口4排出。流化床反应温度为860℃；硫铁矿的加入速度为24t/h，空气的流速为48000m3/h，流化反应生成的烟气中含SO2体积百分比为12％，生成的炉渣中无CaSO3。
反应后生成的炉渣主要成分为Fe2O3与CaO，作为烧结球团的制备原料。
实施例4
烟气脱硫副产物的成分按重量百分比为CaSO3·1/2H2O 90％，CaSO4·2H2O5％，Ca(OH)2、Al2O3和Fe2O3以及其他杂质占5％；硫铁矿的主要成分按重量百分比为硫元素27％，全铁含量41％。
采用的沸腾炉同实施例1，将硫铁矿用漏斗方式通过加料口1加入到沸腾炉的前室7中，将烟气脱硫副产物通过喷吹口10喷吹到沸腾炉的炉膛与流化床之间，喷吹载气为空气，空气的流量为4m3/min，空气的气压为0.6MPa；单位时间内进入沸腾炉或培烧炉内的烟气脱硫副产物与硫铁矿的重量比为烟气脱硫副产物∶硫铁矿＝1∶15；同时从前室风箱2和大斗风箱3中通入热空气，物料在气体分布板8上方形成流化床，进行连续流化反应，生成的烟气从排烟口5排出，进入制酸系统；生成的炉渣高于溢流口4时，从溢流口4排出。流化床反应温度为870℃；硫铁矿的加入速度为26t/h，空气的流量为49000m3/h，流化反应生成的烟气中含SO2体积百分比为13％，生成的炉渣中无CaSO3。
反应后生成的炉渣主要成分为Fe2O3与CaO，作为烧结球团的制备原料。
实施例5
烟气脱硫副产物的成分按重量百分比为CaSO3·1/2H2O 60％，CaSO4·2H2O30％，Ca(OH)2、Al2O3和Fe2O3以及其他杂质占10％；硫铁矿的主要成分按重量百分比为硫元素29％，全铁含量52％。
采用的沸腾炉同实施例1，将硫铁矿用漏斗方式通过加料口1加入到沸腾炉的前室7中，将烟气脱硫副产物通过喷吹口10喷吹到沸腾炉的炉膛与流化床之间，喷吹载气为空气，空气的流量为5m3/min，空气的气压为0.7MPa；单位时间内进入沸腾炉或培烧炉内的烟气脱硫副产物与硫铁矿的重量比为烟气脱硫副产物∶硫铁矿＝1∶18；同时从前室风箱2和大斗风箱3中通入热空气，物料在气体分布板8上方形成流化床，进行连续流化反应，生成的烟气从排烟口5排出，进入制酸系统；生成的炉渣高于溢流口4时，从溢流口4排出。流化床反应温度为880℃；硫铁矿的加入速度为30t/h，空气的流量为50000m3/h，流化反应生成的烟气中含SO2体积百分比为15％，生成的炉渣中无CaSO3。
反应后生成的炉渣主要成分为Fe2O3与CaO，作为烧结球团的制备原料。
Claims (4)
1.一种烧结球团烟气脱硫副产物的回收处理方法，其特征在于按以下步骤进行：将硫铁矿加入到沸腾炉或培烧炉中，将烧结球团干法或半干法烟气脱硫副产物喷吹到沸腾炉或培烧炉的炉膛与流化床之间，喷吹载气为空气，单位时间内进入沸腾炉或培烧炉内的烧结球团干法或半干法烟气脱硫副产物与硫铁矿的重量比为1∶(9～20)；硫铁矿在沸腾炉或培烧炉内进行流化反应，硫铁矿的加入速度为20～30t/h，空气的流量为45000～50000m3/h，流化床反应温度为850～900℃，烧结球团干法或半干法脱硫副产物中的CaSO3进入沸腾炉后在高温下分解，反应后生成的炉渣主要成分为CaO与Fe2O3，作为烧结球团的制备原料，生成的烟气中含有SO2，进入制酸系统制备硫酸。
2.根据权利要求1所述的一种烧结球团烟气脱硫副产物的回收处理方法，其特征在于所述的烧结球团干法或半干法烟气脱硫副产物的主要成分按重量百分比为CaSO3·1/2H2O60～90％，CaSO4·2H2O5～30％，Ca(OH)2、Al2O3和Fe2O3以及其他杂质占5～10％；所述的硫铁矿中硫元素重量百分比为21～31％，全铁重量含量34～56％。
3.根据权利要求1所述的一种烧结球团烟气脱硫副产物的回收处理方法，其特征在于所述的载气空气的流量为3～5m3/min，空气的气压为0.5～0.8MPa。
4.根据权利要求1所述的一种烧结球团烟气脱硫副产物的回收处理方法，其特征在于所述的流化反应生成的烟气中含SO2体积百分比为10～15％。
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