CN101890291A

CN101890291A - 一种烧结烟气脱硫方法

Info

Publication number: CN101890291A
Application number: CN 201010251211
Authority: CN
Inventors: 江善明; 肖鹏; 谢华强; 苏继新; 李元廷; 伍雁梅; 范尚学; 韦德建; 何坤林; 潘敏; 雷仁斌; 苟明国
Original assignee: Dazhou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Dazhou Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2010-08-10
Publication date: 2010-11-24

Abstract

本发明提供了一种烧结烟气脱硫方法，包括：通过喷头喷出的石灰喷淋液与除尘操作后的烧结烟气混合，反应后得到净化烟气和副产物浆料；将所述副产物浆料与氧气进行氧化反应得到石膏；所述烧结烟气包括：SO₂、SO₃、HCl、HF；所述石灰喷淋液包括：Ca(OH)₂、H₂O、CaO；所述副产物浆料包括：CaSO₃、H₂O。本发明提供的烧结烟气脱硫方法利用石灰浆液喷淋后形成的石灰喷淋液与烧结烟气中的SO₂、SO₃、HCl、HF反应，并通过氧化最终得到石膏。既节约了成产成本，又保护了环境。

Description

一种烧结烟气脱硫方法

技术领域

本发明涉及烟气脱硫领域，具体涉及一种烧结烟气脱硫方法。

背景技术

烧结烟气是钢铁行业中烧结混合料在高温烧结成型过程中产生的含尘废气。烧结烟气中二氧化硫的排放浓度为400mg/m³～3000mg/m³，二氧化硫含量占烧结烟气的总排放量的体积百分数为60％～90％。烧结烟气直接排放到大气不仅会污染环境，还会造成二氧化硫的浪费，给企企业造成损失，所以烧结烟气脱硫成为了目前我国钢铁行业面临的一大问题。

目前我国钢铁行业使用的烧结烟气脱硫方法主要有，干法、湿法、半干法、循环流化床法、离子液法和氨法等。且工艺步骤和参数均与电厂的脱硫方法相似，而电厂的燃煤烟气与烧结烟气有截然不同的特性，首先烧结烟气的排放量比燃煤烟气大；烧结烟气中二氧化硫的排放浓度波动范围宽；烧结烟气中烟尘浓度高；所述烟尘包括铁及其化合物、硅和/或钙等；烧结烟气中含有腐蚀性气体，如H₂S、NO_X、SO_X；烧结烟气中的含水量在9wt％～11wt％，而普通燃煤炉窑烟气中的含水量在3wt％-5wt％左右；并且烧结烟气的温度变化范围大，在85℃～150℃之间，而电厂的烟气温度基本保持在145℃～155℃之间。

所以现有技术的缺点在于，照搬了电厂的脱硫方法，导致现有技术的脱硫方法无法完全有效的脱除烧结烟气中的二氧化硫，另外，如果脱硫方法选择不当或脱硫过程控制不当，会造成脱硫设备的腐蚀，增加了生产和设备维修成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种烧结烟气的脱硫方法，脱硫效果可达98％以上，副产物可作为产品出售，既减少了原料的浪费，降低了生产和设备维修成本，又使环境得到了保护。

为了解决以上问题，本发明提供了一种烧结烟气脱硫方法，包括：

通过喷头喷出的石灰喷淋液与除尘操作后的烧结烟气混合，反应后得到净化烟气和副产物浆料；

将所述副产物浆料与氧气进行氧化反应得到石膏；

所述烧结烟气包括：SO₂、SO₃、HCl、HF；所述石灰喷淋液包括：Ca(OH)₂、H₂O、CaO；所述副产物浆料包括：CaSO₃、H₂O。

优选的，还包括将所述净化烟气进行除雾操作。

优选的，所述除雾操作次数为2～4次。

优选的，所述喷头为实心锥喷头，方形喷头，椭圆形喷头，扇形喷头，柱流喷头，二流体喷头或多流体喷头。

优选的，所述喷头的层数为3～5层。

优选的，所述烧结烟气的温度为80℃～100℃。

优选的，所述所述氧化反应温度为55℃～65℃。

优选的，所述副产物浆液的pH值为4.8～7.0。

优选的，所述净化烟气包括：NO_X、O₂、CO₂。

优选的，所述烧结烟气中的二氧化硫转化率大于98％。

本发明提供了一种烧结烟气脱硫方法，包括：将石灰喷淋液与除尘操作后的烧结烟气混合反应后得到净化烟气和副产物浆料；将所述副产物浆料与氧气进行氧化反应得到石膏；所述烧结烟气包括：SO₂、SO₃、HCl、HF；所述石灰喷淋液包括：Ca(OH)₂、H₂O、CaO；所述副产物浆料包括：CaSO₃、H₂O。本发明提供的烧结烟气脱硫方法，针对了烧结烟气和燃煤烟气的不同特点，使用了喷头将石灰液喷淋，得到石灰喷淋液，增加了石灰液与烧结烟气的接触面积，增加了烧结烟气的处理量，同时增加了反应速率。此外，石灰喷淋液与烧结烟气的充分接触，使烧结烟气中二氧化硫排放浓度的波动对吸收效率的影响降到最低。石灰喷淋液可以和烧结烟气中的有毒有害气体进行反应生对环境无污染的副产物浆料，而副产物浆料中的CaSO₃与氧气充分反应可以生成石膏，既节约了成产成本，又保护了环境。

附图说明

图1本发明提供的烧结烟气脱硫流程图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。

钢铁行业烧结烟气是烧结混合料点火后随台车运行，在高温烧结成型过程中产生的含尘废气。烧结系统烟气与其它工矿业废气有着明显的区别，其排放主要特点是废气排放量大、二氧化硫排放浓度低且波动范围宽、三氧化硫排放总量大等。具体表现为：

烟气量大。烧结工艺是在完全开放及富氧环境下工作，过量的空气通过料层进入风箱，进入废气集气系统经除尘后排放。因此，烧结工艺相对于锅炉等其它封闭式燃烧系统烟气排放量明显偏大，一吨烧结矿大约产生4000～6000m³烟气。具体表现为锅炉等封闭式燃烧系统废气氧含量的体积百分数为3％～5％，烧结机头废气氧含量的体积百分数为15％～18％。

二氧化硫排放浓度低波动范围宽。受烧结工艺特点决定，随着原料来源的不同、烧结工艺参数(如料层厚度、空气过剩系数、烧结温度碱度等)的变化，原料中二氧化硫转换率为60～90％，烧结烟气二氧化硫排放浓度为400～3000mg/m³。而普通燃煤烟气几氧化硫浓度仅受燃料种类影响，二氧化硫转换率为95％，二氧化硫排放浓度变化幅度小，多稳定4000mg/m³以上。

含烟尘浓度高。烧结烟气中的烟尘主要以铁及其化合物为主，还含有硅、钙等铁矿伴生成分。

含有腐蚀性气体，如H₂S、NO_X、SO_X。

含湿量大。烧结工艺特点决定，烟气中的含水量在10％左右，而普通燃煤炉窑烟气中的含水量在3～5％左右。

温度变化范围大，在85℃～150℃，而电厂的烟气温度基本保持在150℃左右。

由于烧结烟气自身特点，将用于普通电厂燃煤烟气脱硫的工艺直接应用于烧结烟气治理中成功的可能性较小，为此必须根据烧结烟气的特点完善脱硫技术。

本发明提供了一种烧结烟气脱硫方法，包括：通过喷头喷出的石灰喷淋液与除尘操作后的烧结烟气混合，反应后得到净化烟气和副产物浆料；

将所述副产物浆料与氧气进行氧化反应得到石膏；

本发明使用生石灰(CaO)与水混合后得到的Ca(OH)₂、水、CaO的混合物作为吸收剂。由于Ca(OH)₂能够和烧结烟气中的SO₂、SO₃、HCl、HF生成对应的钙盐和水，所以能够出去烧结烟气中的大量有害有毒气体。主要反应方程式为：

Ca(OH)₂+H₂SO₃→CaSO₃·1/2H₂O+3/2H₂O；

CaSO₃·1/2H₂O+3/2H₂O+1/2O₂→CaSO₄·2H₂O。

按照本发明提供的图1所示，烧结烟气脱硫过程为：将石灰粉输入生石灰仓中，并优选向生石灰仓中通入压缩空气将生石灰仓中的石灰粉吹入制浆罐，向制浆罐中加入水，并优选搅拌器搅拌制备吸收剂。将所述吸收剂过滤后进入生石灰浆液罐进行缓冲，并通过石灰浆液泵进入吸收塔底部。

烧结烟气从烧结机机头送出，通过增压风机经过除尘操作后进入吸收塔中部，此时烧结烟气的温度为80℃～110℃。烧结烟气进入吸收塔后向上扩散，吸收塔底部的吸收剂通过循环泵进入吸收塔的喷淋层，通过喷头形成石灰喷淋液，并与上升扩散的烧结烟气充分反应，得到净化烟气和副产物浆料。所述净化烟气继续上升扩散，并优选进行除雾操作除去净化烟气中的水分和石灰喷淋液，最后净化烟气通过吸收塔顶部排出，所述循环泵的台数优选为3～5台。所述吸收塔为本领域人员熟知的吸收塔。所述除雾操作使用本领域人员熟知的脱硫除雾器。所述除雾器的层数优选为2～3层。

按照本发明所述喷头优选为实心锥喷头，方形喷头，椭圆形喷头，扇形喷头，柱流喷头，二流体喷头或多流体喷头中的任意一种，目的在于将石灰浆液均匀的喷淋，形成石灰喷淋液。按照本发明喷头的层数优选为3～5层，每层的个数有选为10～40个，均匀的分布在吸收塔的中上部。各个喷头均与循环泵相连。另外，水箱可以为吸收塔补充水分。

当烟气净化后，得到的副产物浆液汇聚在吸收塔底部，氧气通过氧化风机进入吸收塔底部与副产物浆料进行氧化反应，得到石膏浆液。所述氧化风机的台数优选为1～3台。搅动泵带动搅拌器使副产物浆料均匀充分的与氧气接触。搅拌器还可以在石膏排出的时候加快石膏浆液的排放速度。所述搅动泵的台数优选为1～3台。

在石膏检测点检测到的石膏密度达到1070kg/m³～1080kg/m³，将吸收塔内的石膏排出，按照本发明，当吸收塔工作稳定后优选每1～2天排一次石膏。石膏通过石膏排出泵进入石膏水力旋流器，此时的石膏浆液中含有大量的水分，将石膏浆液经由石膏水力旋流器传送至石膏浆液缓冲箱中进行缓冲和沉淀处理，得到浓石膏浆液，再将所述浓石膏浆液通过浓石膏泵输送进真空皮带脱水机种进行脱水操作，再进行过滤，得到石膏和过滤水，所述石膏即为副产品，打包后运输出售。所述过滤水输送进入过滤水缓冲箱，然后通过过滤水输送泵返回制浆罐。

按照本发明，当发生事故或脱硫设备需要检修时，将吸收塔内的石灰浆料和副产物浆料以及石膏排1～2个事故池中，事故处理完或设备检修完毕后，所述事故池中的混合物通过事故返回泵返回到吸收塔中继续操作。所述事故返回泵的台数优选为1～2台。另外，在烧结烟气进入增压风机之前，优选设置有一旁路管道连接烟囱或排放口，当设备出现故障时，烧结烟气可以通过旁路闸板阀进入烟囱或排放口。

以下将用实施例详细阐述本发明

实施例1

向吸收塔内通入4000m³经过增压风机除尘后的烧结烟气，所述化硫排放浓度为400mg/m³。同时打开石灰浆液泵，将石灰浆液注入吸收塔底部，所述石灰浆液中含有98wt％的Ca(OH)₂、1wt％的H₂O以及1wt％的CaO。所述石灰浆液通过4台循环泵以及2台搅动泵的作用下进入喷头，并由喷头喷淋出形成石灰喷淋液，与烧结烟气接触，石灰喷淋液与烧结烟气中的SO₂、HCl、HF反应，得到副产物浆料与净化烟气，所述副产物浆料汇聚于吸收塔底部。所述副产物浆料在2台扰动泵的搅拌作用下排出气泡，并与2台氧化风机通入副产物浆料的氧气反应得到石膏。收集所述净化烟气和石膏。检测净化烟气体积为1612m³、石膏的质量为43..2g。通过脱硫反应的方程式得出Ca(OH)₂、SO₂和CaSO₄·2H₂O的摩尔比为1∶1∶1，所以理论上吸收4000×60％＝2400m³的二氧化硫就能生成44g的石膏，所以通过实际净化烟气的量可以得出实施例1二氧化硫转化率为(4000-1612)/(4000-2400)×100％＝99.3％。

本发明提供了一种烧结烟气脱硫方法，包括：将石灰喷淋液与除尘操作后的烧结烟气混合反应后得到净化烟气和副产物浆料；将所述副产物浆料与氧气进行氧化反应得到石膏；所述烧结烟气包括：SO₂、SO₃、HCl、HF；所述石灰喷淋液包括：Ca(OH)₂、H₂O、CaO；所述副产物浆料包括：CaSO₃、H₂O。本发明提供的烧结烟气脱硫方法，针对了烧结烟气和燃煤烟气的不同特点，使用了喷头将石灰液喷淋出来，得到石灰喷淋液，增加了石灰液与烧结烟气的接触面积，增加了烧结烟气的处理量，同时增加了反应速率。此外，石灰喷淋液与烧结烟气的充分接触，使烧结烟气中二氧化硫排放浓度的波动对吸收效率的影响降到最低。石灰喷淋液可以和烧结烟气中的有毒有害气体进行反应生对环境无污染的副产物浆料，而副产物浆料中的CaSO₃与氧气充分反应可以生成石膏，既节约了成产成本，又保护了环境。

以上对本发明提供的一种削铅笔器进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种烧结烟气脱硫方法，其特征在于，包括：

将所述副产物浆料与氧气进行氧化反应得到石膏；

2.根据权利要求1所述的烧结烟气脱硫方法，其特征在于，还包括将所述净化烟气进行除雾操作。

3.根据权利要求2所述的烧结烟气脱硫方法，其特征在于，所述除雾操作次数为2～4次。

4.根据权利要求1所述的烧结烟气脱硫方法，其特征在于，所述喷头为实心锥喷头，方形喷头，椭圆形喷头，扇形喷头，柱流喷头，二流体喷头或多流体喷头。

5.根据权利要求4所述的烧结烟气脱硫方法，其特征在于，所述喷头的层数为3～5层。

6.根据权利要求1所述的烧结烟气脱硫方法，其特征在于，所述烧结烟气的温度为80℃～100℃。

7.根据权利要求1所述的烧结烟气脱硫方法，其特征在于，所述所述氧化反应温度为55℃～65℃。

8.根据权利要求1素数的烧结烟气脱硫方法，其特征在于，所述副产物浆液的pH值为4.8～7.0。

9.根据权利要求1所述的烧结烟气脱硫方法，其特征在于，所述净化烟气包括：NO_X、O₂、CO₂。

10.根据权利要求1所述的烧结烟气脱硫方法，其特征在于，所述烧结烟气中的二氧化硫转化率大于98％。