CN102114379B - 脱硫剂及其制备和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脱硫剂及其制备和应用。本发明脱硫剂粉末的组分及重量百分含量为：CaO：30％～60％，Fe₂O₃：3％～10％，MgO：3％～10％，FeO：5％～20％，SiO₂：9％～18％，MnO：3％～10％，Al₂O₃：3％～5％，其他为杂质。本发明脱硫剂乳液的组分及重量百分含量为：CaO：18％～36％，Fe₂O₃：1％～6％，MgO：1％～6％，FeO：2％～10％，SiO₂：4％～9％，MnO：1％～5％，Al₂O₃：1％～3％，H₂O：40％～60％，其他为杂质。本发明充分利用了钢渣本身的碱性特性，通过把钢渣制备成脱硫剂，可用于处理含SO₂烟气，具有优良的效果；并且解决了现在大部分钢渣堆弃占用农田，污染水源，破坏生态环境的问题。

Description

脱硫剂及其制备和应用

技术领域

本发明涉及一种脱硫剂及其制备和应用，属于含二氧化硫气体的脱硫领域。

背景技术

目前，我国在烟气脱硫领域中，使用最广泛的脱硫剂为石灰石(CaCO₃)或生石灰(CaO)，而这种脱硫剂存在着以下缺陷：首先，使用石灰石或生石灰作为脱硫剂不仅成本高，而且其生产制备过程会破坏生态环境；其次，湿法脱硫方法使用石灰石或生石灰作为脱硫剂，其副产物石膏的资源化技术还处于不成熟阶段；再次，干法、半干法脱硫方法使用石灰石或生石灰做脱硫剂，其脱硫副产物由于亚硫酸根(SO₃ ²⁺)浓度较高，目前还没有很好的利用方法。

基于目前用于脱硫领域的脱硫剂现状，需要有一种成本低，且副产物能够资源化利用的脱硫剂来代替石灰石和生石灰。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种新的脱硫剂及其制备和应用方法，以代替传统的石灰石和生石灰脱硫剂。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种呈粉末状的脱硫剂，其组分及重量百分含量为：

CaO：30％～60％，Fe₂O₃：3％～10％，MgO：3％～10％，FeO：5％～20％，SiO₂：9％～18％，MnO：3％～10％，Al₂O₃：3％～5％，其他为杂质。

上述脱硫剂的制备方法，其步骤如下：

(1)将钢渣破碎成直径小于30mm的颗粒，回收钢渣中的Fe₂O₃；

(2)将破碎后的钢渣加入到干式磨机内磨制；

(3)对磨制后的钢渣粉末进行分选，粒径达到325目的粉末作为脱硫剂成品，未达到325目的粉末回到干式磨机继续磨制。

上述脱硫剂在湿法烟气脱硫中的应用，其是将脱硫剂粉末和水按重量比2-3∶7-8配置成脱硫剂乳液后使用。

一种乳液形态的脱硫剂，它是由重量百分比40％～60％的上述脱硫剂粉末和40％～60％的水组成的。

上述脱硫剂的制备方法，其步骤如下：

(1)将钢渣破碎成直径小于30mm的颗粒，回收钢渣中的Fe₂O₃；

(2)将破碎后的钢渣加水后置于湿式磨机内磨制；

(3)对磨制后的钢渣乳液进行分选，粒径达到325目的粉末作为脱硫剂成品，未达到325目的乳液回流到湿式磨机继续磨制。

本发明的有益效果为：

1)本发明充分利用了钢渣本身的碱性特性，通过把钢渣制备成脱硫剂，可用于处理含SO₂烟气，具有优良的效果。

2)钢渣中含有一定量氧化性金属化合物，对于脱硫副产物的氧化十分有利。

3)我国钢渣的数量巨大，2006年国内钢渣累计量约4亿吨，钢渣中含有可用于脱硫物质约50％，可替代碳酸钙约2500万吨，不仅可大幅度减少脱硫用石灰石开采量和对生态的破坏，还可减少CO₂排放量。且这些钢渣目前尚无其他用途，属于极其廉价的脱硫剂，可大幅度降低烧结机烟气脱硫的运行费用。

4)目前，由于钢渣中含有碱性物质不利于大规模利用，导致大部分钢渣堆弃占用农田，污染水源，破坏生态环境。使用钢渣作为脱硫剂后，其副产物呈中性或弱酸性，为其资源化创造了基本条件。

5)本发明所采用的干法和湿法的磨制系统还具有占地面积小，操作简便，磨制效率高，系统功耗低等特点。

附图说明

图1：为本发明的干式钢渣脱硫剂制备装置示意图

图2：为本发明的湿式钢渣脱硫剂制备装置示意图

具体实施方式

目前，我国钢渣的综合利用水平还比较低，钢渣综合利用的途径比较少，大量的钢渣处于堆放状态，占用的大量的土地资源，对环境也构成危害。钢渣综合利用的瓶颈在于，钢渣显碱性的同时，钢渣中氧化镁的含量比较高，有较强的吸湿性；而钢渣自身的硬度较大，不易被磨细，也影响了钢渣的综合利用。

本发明通过使用钢渣脱硫剂进行脱硫，充分利用了钢渣的碱性成分，同时钢渣中的氧化镁经过脱硫反应后溶解到脱硫溶液中，最终变为硫酸镁或亚硫酸镁，对脱硫副产物的综合利用无影响。

本发明以钢渣为原料，经过破碎除铁并进行磨制后的钢渣脱硫剂的主要化学成分如下：

A)干式钢渣脱硫剂粉末：CaO：30％～60％，Fe₂O₃：3％～10％，MgO：3％～10％，FeO：5％～20％，SiO₂：9％～18％，MnO：3％～10％，Al₂O₃：3％～5％，其他为杂质，主要成分是其他微量金属氧化物。

B)湿式钢渣脱硫剂乳液：CaO：18％～36％，Fe₂O₃：1％～6％，MgO：1％～6％，FeO：2％～10％，SiO₂：4％～9％，MnO：1％～5％，Al₂O₃：1％～3％，H₂O：40％～60％，其他为杂质，主要成分是其他微量金属氧化物。

在脱硫装置中的脱硫反应为：

SO₂(g)+H₂O→SO₃ ^2-+2H⁺

Me²⁺+2H⁺+SO₃ ^2-+2OH^-→MeSO₃+2H₂O

其中，Me²⁺为钢渣脱硫剂中的碱性金属。

脱硫反应一般集中在脱硫剂表面进行，反应深度平均为50μm，为保证脱硫剂能都充分的反应提高脱硫效率和脱硫剂的利用率，需要降低脱硫剂的粒径。为此本发明用两种方式制备的脱硫剂都保证脱硫剂的粒径小于325目(45μm)，从而保证钢渣脱硫剂具有良好的脱硫效果和较高的利用率。

本发明脱硫剂的制备工艺可分为干式和湿式两种。

实施例1

参见图1所示的制备装置示意图，干式钢渣脱硫剂制备工艺流程为：

收集在钢渣储仓1中的钢渣经过称重输送机2被传入初级破碎机3中，破碎成平均直径小于30mm的颗粒。破碎后的钢渣颗粒输送到干式磨机41中，经过磨制后的钢渣呈粉末状。引风机8对一级风选设备5和二级风选设备61进行引风，使得钢渣粉末在依次通过两个风选设备时悬浮在设备中，以进行分选，收集粒径达到325目以上的粉末作为脱硫剂成品送入脱硫剂储仓7中，粒径大于325目的粉末颗粒则回到干式磨机41中继续磨制。得到的粒径小于325目的钢渣粉末作为合格的脱硫剂成品，将其运输到脱硫系统的脱硫剂仓内，作为脱硫剂进行脱硫。

上述过程中，如脱硫剂应用于干法、半干法脱硫系统时，可直接应用；如果脱硫剂应用到湿法脱硫系统时，需要配置成相应浓度的脱硫剂乳液。

实施例2

参见图2所示的制备装置示意图，湿式钢渣脱硫剂制备工艺流程为：

收集在钢渣储仓1中的钢渣经过称重输送机2被传入初级破碎机3中，破碎成平均直径小于30mm的颗粒。破碎后的钢渣颗粒输送到湿式磨机42，水泵9将水注入湿式磨机42中，钢渣同水一起磨制成为钢渣乳液。钢渣乳液经过旋流分级系统62分级后，一定浓度含有粒径小于325目的钢渣乳液作为成品脱硫剂收集至脱硫剂储仓7中，而粒径大于325目的钢渣乳液回流到湿式磨机42中继续磨制。得到的钢渣乳液中钢渣粒径都小于325目，作为合格的脱硫剂成品，直接应用于脱硫系统。

上述过程中，脱硫剂应用到湿法脱硫系统时需要根据系统要求配置成相应浓度的脱硫剂乳液在应用。

实施例3

将磨制后钢渣脱硫剂，脱硫剂粒径小于325目，应用于鼓泡法脱硫装置，风量300m³/h，二氧化硫浓度1250mg/m³，配比的脱硫乳液浓度为20～30％。烟气进入到脱硫装置中，与钢渣脱硫剂乳液充分接触，反应前脱硫剂乳液的pH值在13～14，随着反应时间的延长，脱硫剂乳液的pH值逐步降低，当pH值在4左右时仍具有90％以上的脱硫效率。脱硫系统，控制pH值4.5～5.5之间系统脱硫效率在95％以上。

Claims (2)

1.一种脱硫剂，其特征在于，它的组分及重量百分含量为：

CaO：30％～60％，Fe₂O₃：3％～10％，MgO：3％～10％，FeO：5％～20％，SiO₂：9％～18％，MnO：3％～10％，Al₂O₃：3％～5％，其他为杂质；

它的制备方法步骤如下：

(1)将钢渣破碎成直径小于30mm的颗粒，回收钢渣中的Fe₂O₃；

(2)将破碎后的钢渣加入到干式磨机内磨制；

(3)对磨制后的钢渣粉末进行分选，粒径达到325目的粉末作为脱硫剂成品，未达到325目的粉末回到干式磨机继续磨制；

所述的脱硫剂在湿法烟气脱硫中应用时，将脱硫剂粉末和水按重量比2-3∶7-8配置成脱硫剂乳液后使用。

2.一种脱硫剂，其特征在于，它的组分及重量百分含量为：

CaO：18％～36％，Fe₂O₃：1％～6％，MgO：1％～6％，FeO：2％～10％，SiO₂：4％～9％，MnO：1％～5％，Al₂O₃：1％～3％，H₂O：40％～60％，其他为杂质；

它的制备方法步骤如下：

(1)将钢渣破碎成直径小于30mm的颗粒，回收钢渣中的Fe₂O₃；

(2)将破碎后的钢渣加水后置于湿式磨机内磨制；

(3)对磨制后的钢渣乳液进行分选，粒径达到325目的粉末作为脱硫剂成品，未达到325目的乳液回流到湿式磨机继续磨制。

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