CN103007734B - 一种糖厂滤泥在烟气湿法脱硫中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种糖厂滤泥在烟气湿法脱硫中的应用，将糖厂湿滤泥与水直接混合制成浆液，以该浆液作为石灰石-石膏湿法脱硫方法中的吸收剂。该脱硫吸收剂为糖厂碳酸法制糖的废弃物滤泥（也叫滤渣或黄泥），与水混合形成比例为1:10-1:12的浆液，用于吸收燃煤锅炉排放的二氧化硫（SO₂），在钙硫比为1?1.1时，SO₂去除率达95%以上，满足了国家脱硫标准。本发明采用企业废渣作为脱硫吸收剂，取材方便经济，处理过程简单，对设备的要求与石灰石?石膏湿法脱硫通用。该方法既节省了购买脱硫剂的费用，又为滤泥的安全处置找到了出路，实现了以废治废，节能减排的目标，具有较大的社会环境效益和经济效益。

Description

一种糖厂滤泥在烟气湿法脱硫中的应用

技术领域

本发明涉及一种糖厂滤泥在烟气湿法脱硫中的应用，具体涉及将糖厂滤泥替代湿法脱硫中的石灰石进行烟气脱硫的方法，属于烟气湿法脱硫环保技术领域和固体废弃物资源化利用技术领域。

背景技术

糖厂滤泥（也叫滤渣或黄泥）是碳酸法制糖工艺的废弃物，因含有较多的水并呈浅黄色，所以也称黄泥。滤泥的主要成分是碳酸钙，但还有相当比例的有机物和杂质。滤泥的排放量巨大，堆放还会因有机质发酵而产生难闻的臭味，由此造成的污染问题至今还没有找到较好的解决办法，制糖滤泥的处理已成为限制糖业发展的瓶颈问题。

另一方面，我国目前的能源构成以煤炭为主，煤在我国的一次能源中占71%左右，并且在今后相当长的时间内一次能源的消耗仍然以煤炭为主。全国各地的煤炭都不同程度地含有化学成分“硫”，然而绝大部分的煤仅经简单处理就作为燃煤锅炉的燃料。在每年排放到大气的SO₂中，有80%来自燃煤过程，所以削减SO₂的排放量、防止大气SO₂污染已成为我国当今及未来相当长时期内的主要环境问题之一。

脱硫技术主要有：（1）燃料脱硫；（2）改进燃烧方式的燃烧中脱硫；和（3）烟气脱硫，即燃烧后脱硫三种，目前使用最为广泛且效果最好的还是燃烧后脱硫。典型的技术有石灰石-石膏湿法、碱法、双碱法、氨法、海水湿法、喷雾干燥法、电子束法等，其中使用最为广泛的是较为稳定、技术比较成熟的石灰石-石膏湿法脱硫方法。

专利200810064049.8公开了甜菜糖厂滤泥在工业锅炉燃烧中脱硫的应用，该专利把滤泥泥浆加入到锅炉中与煤掺烧，在锅炉中将煤燃烧产生的SO₂直接吸收而转化为硫酸钙，并随烟气排出，属于燃烧中脱硫技术。但该方法添加量大，脱硫效率低，而且影响锅炉燃烧过程，导致热效率降低。

专利02134896.0公开了一种利用糖厂滤泥烧制成的固态气体吸附剂及其在处理锅炉烟气中的应用。在该专利中，滤泥首先经干燥和550-700 ^oC的高温焙烧活化，或再与经预处理、预氧化和活化工艺的炭纤维混合，才能形成吸收剂。该专利非湿法石灰石-石膏法，所用吸附剂为固体，且需要对滤泥进行高温焙烧的前处理，工艺复杂，经济效益较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种糖厂滤泥在烟气湿法脱硫中的应用，利用糖厂滤泥替代商品石灰石粉，实现了以废制废、变废为宝、节能减排、降低脱硫费用等多重目标。

糖厂滤泥是糖厂碳酸法制糖的废弃物，处理起来比较麻烦。从糖厂直接排出的滤泥为湿滤泥，湿滤泥中主要含有有机成分和无机成分，将糖厂排出的湿滤泥在100 ^oC烘干除水、再在550 ^oC下焙烧除去有机物，所得无机成分经x射线衍射检测为碳酸钙，含量可达90%以上，滤泥经550 ^oC焙烧后，BET比表面积为2.5-4.0m²/g，平均在3.5 m²/g左右，比商品石灰石粉略高。经热重检测，滤泥在220 ^oC左右有机物分解，在440 ^oC左右分解完全，在570 ^oC左右碳酸钙进行分解，在800 ^oC左右分解完全，从热重实验分析也可以看出滤泥中碳酸钙含量在90%以上，有机物含量在10%以下。滤泥经扫描电子显微镜观测为微米级，进一步经粒度仪分析得到滤泥小于45微米的颗粒比例达到90%以上。由上述数据可以得出，糖厂滤泥的无机成分为碳酸钙，滤泥粒度较细，为微米级。因为糖厂滤泥的上述特点，它完全满足国家标准中对石灰石-石膏湿法脱硫技术所用的吸收剂的要求。如果能将糖厂滤泥用于脱硫领域，不仅解决了滤泥后处理的问题，还会大大降低脱硫成本，一举两得。

目前，脱硫方法中成本最低、技术最成熟的为石灰石-石膏湿法脱硫技术，但是该石灰石-石膏法中吸收剂的费用也较高，以一般中小型企业为例，脱硫系统每天的吸收剂（石灰石）的使用量在20吨左右，目前每吨石灰石的市场价大概为700元/吨，维持其系统运行每天仅吸收剂费用就达1.4万元，每年为504万元。本发明采用制糖滤泥替代石灰石，“以废治废”、“变废为宝”，不仅节省了这部分费用，并为滤泥的安全处置找到了出路，经济和社会效益都较高。

本发明直接以糖厂湿滤泥为原料，不对滤泥进行烘干和焙烧处理，简化了工艺步骤，降低了成本，具体技术方案如下：

一种糖厂滤泥在烟气湿法脱硫中的应用，其特征是：将糖厂湿滤泥与水直接混合制成浆液，以该浆液作为石灰石-石膏湿法脱硫方法中的吸收剂。

上述应用中，糖厂湿滤泥不用进行预处理直接与水混合制成浆液作为吸收剂脱除二氧化硫，二氧化硫与滤泥中的碳酸钙形成石膏，其他与石灰石-石膏湿法脱硫方法相同，因此该“以糖厂滤泥为吸收剂的湿法脱硫”方法可以称之为糖厂滤泥-石膏湿法脱硫方法，简称糖厂滤泥-石膏法。

本发明的糖厂滤泥-石膏法中，糖厂湿滤泥与水的质量比为1:10～12。

本发明是基于糖厂滤泥的无机成分为碳酸钙，且滤泥粒度较细的实验结果进行的，本发明所用滤泥颗粒粒径略小于商品石灰石粉的粒径、比表面积也比商品石灰石粉略高，不仅可以有效地降低系统的磨损度，还解决了结垢堵塞的问题，确保了脱硝效率。另外，经x射线衍射检测得糖厂滤泥无机成分为碳酸钙，吸收SO₂后全部转变为硫酸钙，硫酸钙也为微米级，而以商品石灰石为吸收剂时一部分石灰石会转变为亚硫酸钙，相比之下本发明所得产品纯度高，更适于资源化利用。

本发明“糖厂滤泥-石膏法”中，除了将糖厂滤泥代替石灰石作为二氧化硫吸收剂外，其他工艺过程和参数与现今石灰石-石膏湿法脱硫方法原有的工艺过程和参数相同，并且所用的设备也相同，无需新的设备投入和工艺改进，直接就能达到石灰石-石膏法要求的指标。经工业化检验，在相同的钙/硫条件（钙硫比为1‒1.1）下，糖厂滤泥-石膏法的脱硫效率与石灰石-石膏法相当，可达到95%以上。

本发明“糖厂滤泥-石膏法”中，处理工业锅炉燃料燃烧后排出的烟气时SO₂吸收的最佳烟气温度为50-70℃，对SO₂浓度也有较强的适应性。

本发明“糖厂滤泥-石膏法”中，也会在吸收二氧化硫的吸收塔内出现与石灰石-石膏法类似的泡沫，加入脱硫专用的消泡剂，可以很好地解决这一问题。

本发明以糖厂滤泥为湿法脱硫吸收剂，脱硫效率高，满足国家脱硫标准，本方法直接使用糖厂排出的湿滤泥，不用对湿滤泥进行烘干、焙烧处理，简化了工艺，此外，糖厂滤泥作为企业废渣，取材方便经济、处理过程简单、对设备的要求与石灰石-石膏湿法脱硫通用，既节省了购买脱硫剂的费用，又为滤泥的安全处置找到了出路，解决了糖厂企业废渣难处理的问题，实现了以废治废，节能减排的目标，具有较大的社会环境效益和经济效益。

附图说明

图1 为实施例1所用糖厂滤泥脱硫前的XRD图，从图中可以看出，糖厂滤泥的无机成分为CaCO₃。

图2 为实施例1中所用糖厂滤泥脱硫后所得产品的XRD图，从图中可以看出糖厂滤泥经湿法脱硫后生成了CaSO₄，无其它杂质，具有较高的纯度。

图3为实施例1中脱硫前糖厂滤泥的SEM图，从图中可以看出糖厂滤泥是由平均粒径为1.5μm的超细颗粒构成的。

图4 为实施例1中脱硫后所得产品的SEM图，从图中可以看出所得产品的形貌为片状，平均粒径小于2μm。

图5为实施例1所用糖厂滤泥的热重图，从图中可以看出滤泥中碳酸钙的含量在90%以上。

图6 为本发明糖厂滤泥-石膏湿法脱硫工艺流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行进一步的说明，下述说明仅是起到解释作用，并不对其内容进行限定。

本发明“糖厂滤泥-石膏法”湿法脱硫的技术除了吸收剂不同外，与现今石灰石-石膏法湿法脱硫的技术一致，其工艺流程图如图1所示。工艺过程大体为：由除尘器出来的烟气，由脱硫风机引入脱硫系统，经过烟气挡板后，进入脱硫塔（吸收塔）进行脱硫反应。脱硫塔为喷淋空塔，玻璃鳞片为内存，内设三层喷淋层，烟气切向进入脱硫塔，90º折向朝上流动，与喷淋而下的滤泥浆液进行充分接触以吸收其中的SO₂，这时，烟气温度进一步降低至55 ^oC左右，每层喷淋层对应一台循环浆泵，喷淋层上部布置二级内置式除雾器，烟气中的SO₂与滤泥浆液中的CaCO₃发生反应，反应生成的亚硫酸钙在吸收塔底部的循环浆池内被氧化风机鼓入的空气强制氧化，最终生成石膏（CaSO₄），石膏浆液由石膏排出泵排出，送入石膏脱水处理系统。

实施例1

对某热电厂2台75 t/h循环流化床燃煤锅炉产生的烟气进行脱硫，烟气温度为135℃，流量189000 m³/h，SO ₂ 浓度为3000 mg/Nm³。

1、配制浆液：将糖厂排出的湿滤泥与其10质量倍数的水混合、搅拌制成浆液。

2、配好浆液后，按照石灰石-石膏法脱硫工艺的常规步骤对烟气进行脱硫处理，不同的是所用脱硫剂（即吸收剂）为上述步骤1配成的浆液，脱硫时控制钙硫比为1-1.1。

经过脱硫处理后，烟气中SO₂浓度为90 mg/Nm³，计算脱硫率为：脱硫率 = (3000‒90)/3000 × 100% = 97%。

实施例 2

对某热电厂2台75 t/h循环流化床燃煤锅炉产生的烟气进行脱硫，烟气温度为135℃，流量189000 m³/h，SO ₂ 浓度为5750 mg/Nm³。

1、配制浆液：将糖厂排出的湿滤泥与其12质量倍数的水混合、搅拌制成浆液。

2、配好浆液后，按照石灰石-石膏法脱硫工艺的常规步骤对烟气进行脱硫处理，不同的是所用脱硫剂（即吸收剂）为上述步骤1配成的浆液，脱硫时控制钙硫比为1-1.1。

经过脱硫处理后，烟气中SO₂浓度为200 mg/Nm³，计算脱硫率为：脱硫率 = (5750‒200/5750) × 100% = 96.5%。

Claims (1)

1.一种糖厂滤泥在烟气湿法脱硫中的应用，其特征是：将糖厂湿滤泥与水直接混合制成浆液，以该浆液作为石灰石-石膏湿法脱硫方法中的吸收剂，糖厂湿滤泥主要含碳酸钙和有机物成分，滤泥烘干后碳酸钙含量在90wt%以上，有机物含量在10wt%以下，糖厂湿滤泥中的碳酸钙吸收SO₂后全部转变为硫酸钙，所述硫酸钙粒径为微米级；

糖厂湿滤泥与水的质量比为1:10-12，钙硫比为1～1.1，糖厂湿滤泥中的碳酸钙的BET比表面积为2.5-4.0m²/g，糖厂湿滤泥粒径小于45微米的滤泥比例在90%以上。