CN103028324B - 利用赤泥浆进行锅炉烟气脱硫的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用赤泥浆进行锅炉烟气脱硫的方法。该方法采用的赤泥浆为制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣-赤泥加水制成的赤泥浆；将赤泥浆注入赤泥池中并不断搅拌，利用脱硫循环泵将赤泥浆输送到脱硫塔中，与从脱硫塔中下部通入的烟气进行脱硫反应，脱硫后的烟气从脱硫塔的顶部排出，脱硫后产生的含有硫酸盐的泥浆产物从脱硫塔底部排出；排出的含有硫酸盐的泥浆产物输送到泥水分离装置中，分离出脱硫后的赤泥和水，分离后的清水打入赤泥浆制备槽中重新利用，分离后的脱硫赤泥外运。利用本发明对锅炉产生的烟气进行脱硫，操作简单，成本低，并且是以废治废，有利于环保，具有显著的经济效益和社会效益。

Description

利用赤泥浆进行锅炉烟气脱硫的方法

技术领域

本发明涉及一种锅炉烟气脱硫方法，特别是涉及一种利用赤泥浆进行锅炉烟气脱硫的方法。

背景技术

烟气脱硫的基本原理是用碱性物质吸收酸性的二氧化硫。目前，烟气脱硫技术根据脱硫反应物和脱硫产物的存在状态可分为湿法、干法和半干法。湿法脱硫技术主要包括石灰石-石膏法、双碱法、镁法、氨法、海水法等；干法脱硫技术主要包括循环流化床脱硫技术、增湿灰循环烟气脱硫技术、电子束法等；半干法主要包括循环悬浮式半干法、喷雾干燥、炉内喷钙/增湿活化脱硫技术等。

石灰石-石膏法是目前世界上应用比较广泛的工艺，约占全部烟气脱硫装置的90%以上，其特点是工艺成熟，吸收剂来源广泛，但该工艺对煤种适应性不强，同时其副产物处置较为困难，运行成本也偏高；循环流化床和NID工艺通常适用于中小机组和老机组改造，目前单机最大容量为300MW，但需要使用高活性的石灰，吸收剂不易获得，在SO₂浓度较高时，其脱硫效率不能保证；而电子束法目前尚不成熟；海水脱硫工艺仅适用于沿海地区的燃用中低硫煤的电厂；镁法脱硫工艺较为成熟，脱硫效率有保障，但其吸收剂价格较高，同时副产物回收困难。

就目前烟气脱硫技术来看，工业上主要用氨水、石灰或石灰石等物质进行锅炉的烟气脱硫，现有技术存在的缺陷大致有：氨水、石灰或石灰石等脱硫剂价值比较高，操作较为复杂，产生的副产物难以处置等等。因此，如何能找到一种廉价的脱硫剂及脱硫方法一直是困扰锅炉企业的一个难题。

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。全世界每年产生的赤泥约7000万吨，我国每年产生的赤泥为3000万吨以上。大量赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响。所以最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫

目前，关于锅炉烟气脱硫方面的专利文献也有不少。例如：1、申请号为200910135535.9、名称为“一种烟气脱硫剂和烟气脱硫方法”的发明专利，公开的脱硫剂为含有主吸收组分、活化剂和酸的水溶液，其中所述主吸收组分为烷基哌嗪、羟烷基哌嗪和羟烷基哌嗪酮中的一种或几种，所述活化剂为哌嗪和二氮杂二环。该发明公开的脱硫方法包括将烟气与烟气脱硫剂接触，其中，该烟气脱硫剂为该发明提供的烟气脱硫剂。2、申请号为201110299647.5、名称为“燃烧锅炉烟气脱硫方法”的发明专利，该发明公开的脱硫方法是通过锅炉引风机将烟气输入脱硫塔，将氨水通过脱硫塔底部喷入，烟气经过氨水洗涤降温吸收SO2，除雾后的净烟气通过塔顶湿烟囱排放，氨水吸收了烟气中SO2形成的亚硫酸铵，被从脱硫塔底部鼓入的空气氧化成硫酸铵，硫酸铵溶液使烟气温度降低的同时，自身得到浓缩，并得到固含量5-15％硫酸铵浆液，固含量为5-15％的浆液经硫酸铵排出泵送至硫酸铵工序，经旋流器脱水后形成固含量40％的硫酸铵浆液，固含量40％的硫酸铵浆液进入离心机进行固液分离，形成含水4％的湿硫酸铵，旋流器及离心机母液均返回吸收塔，含水4％的湿硫酸铵经干燥机干燥，得到水分

＜1％的硫酸铵产品。3、申请号为201110157467.3、名称为“一种粉煤灰脱硫剂的制备方法”的发明专利，公开了一种利用粉煤灰制备固体脱硫剂的方法，制备过程繁琐，还要使用Ca(OH)₂、Na₂SiO₃·9H₂O和NaOH等物质制造成本高，主要起脱硫作用的是Ca(OH)₂和NaOH，而且利用固体脱硫剂造成烟气阻力大，更换费力等问题，很难在工业上应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以废治废的锅炉烟气脱硫方法，即提供一种利用制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣-赤泥进行锅炉烟气脱硫的方法。利用本发明技术方案对锅炉产生的烟气进行脱硫，操作简单，成本低，脱硫效果显著。本发明技术方案不仅解决了赤泥造成的诸多危害，并且是以废治废，使其资源得到最大程度的循环利用，有利于环保。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

本发明技术方案采用赤泥浆进行烟气脱硫的反应如下：

SO₃＋H₂O=H₂SO₃

H₂SO₃＋CaO=CaSO₃＋H₂O

3H₂SO₃＋Fe₂O₃= Fe₂（SO₃）₃＋3H₂O

H₂SO₃＋MgO=MgSO₃＋H₂O

H₂SO₃＋Na₂O= Na₂SO₃＋H₂O

H₂SO₃＋K₂O= K₂SO₃＋H₂O

2CaSO₃＋O₂=2 CaSO₄

2Fe₂（SO₃）₃＋3O₂= 2Fe₂（SO₄）₃

2MgSO₃＋O₂=2MgSO₄

2Na₂SO₃＋O₂=2Na₂SO₄

2K₂SO₃＋O₂=2K₂SO₄

本发明提供一种利用赤泥浆进行锅炉烟气脱硫的方法，所述方法包括以下步骤：

a、赤泥浆的制备：

所述赤泥浆为氧化铝行业产生的工业废品赤泥，将赤泥导入赤泥浆制备槽中，加入水搅拌均匀，制备成固含量为7～25%的赤泥浆；

b、将步骤a制成的赤泥浆注入赤泥池中，利用脱硫循环泵将赤泥池中的赤泥浆输送到脱硫塔中，赤泥浆从脱硫塔的上部进入，锅炉产生的烟气从脱硫塔的下部进入脱硫塔中，在脱硫塔内，从上部进入的赤泥浆与下部进入的烟气进行充分接触、脱硫反应，通过充分接触反应进行脱硫，脱硫后的烟气从脱硫塔的顶部排出，脱硫后产生的含有硫酸盐的泥浆产物从脱硫塔底部排出；

在锅炉烟气脱硫过程中，锅炉产生的烟气与固含量为7～25%的赤泥浆二者之间通入量的体积比例1000:1.5～5，即1000立方米的烟气需要通入1.5～5立方米固含量为7～25%的赤泥浆；

c、将步骤b中从脱硫塔底部排出的含有硫酸盐的泥浆产物输送到泥水分离装置中，经泥水分离装置分离出脱硫后的赤泥和水，分离后的清水流入清水槽中，通过清水泵打入步骤a中赤泥浆制备槽中重新利用，泥水分离装置分离后的脱硫赤泥外运。

根据上述的利用赤泥浆进行锅炉烟气脱硫的方法，步骤a中所述赤泥中各化学成分的质量百分含量分别为SiO₂ 13～20%，Al₂O₃ 18～28%，Fe₂O₃ 11～17%，TiO₂ 3～5%，CaO 13～20%，MgO 1.5～2.4%，K₂O 1.2～2.6%，Na₂O 3～6%。

根据上述的利用赤泥浆进行锅炉烟气脱硫的方法，步骤b中锅炉产生的烟气脱硫前烟气中二氧化硫含量为600～4000mg/Nm³，脱硫后烟气中二氧化硫的含量为50～200mg/Nm³。

本发明的积极有益效果：

1、本发明利用氧化铝行业产生的工业废品赤泥，加水制成赤泥浆作为脱硫剂，进行锅炉烟气脱硫。本发明技术方案是利用以废治废，从而达到烟气脱硫的目的。本发明采用的脱硫剂赤泥浆制备简单、易得，每年可节省大量的脱硫剂费用，以本单位130t/h的锅炉为例，脱硫前烟气中二氧化硫含量约为1800 mg/Nm³，脱硫后烟气中二氧化硫含量约为120 mg/Nm³，每年节省脱硫剂费用200万元。整个脱硫的流程短，可实现自动化操作，可节省人工及运行费用。

2、利用本发明技术方案对锅炉产生的烟气进行脱硫，操作简单，成本低，脱硫效果显著。因此，本发明技术方案不仅解决了赤泥造成的诸多危害，使其变废为宝，而且解决了氧化铝企业的一大难题；本发明技术方案以废治废，使其资源得到最大程度的循环利用，有利于环保，具有显著的经济效益和社会效益。

3、利用本发明技术方案，将赤泥浆作为脱硫剂进行锅炉烟气脱硫，脱硫后赤泥接近中性（pH值为6左右），可用于制砖，或放在堆场处理，有效解决了氧化铝行业产生的赤泥的诸多危害（脱硫前的赤泥由于碱度很高，随雨水冲刷而下，造成土地碱化，影响植物生长，对环影污染很大）。

四、附图说明：

图1 本发明利用赤泥浆进行锅炉烟气脱硫方法的工艺流程示意图。

图1中，1为赤泥浆制备槽，2为赤泥池，3为搅拌器，4为脱硫循环泵，5为清水槽，6为清水泵，7为脱硫塔，8为搅拌器，9为泥水分离装置。

五、具体实施方式：

以下结合实施例进一步阐述本发明，但并不限制本发明的内容。

实施例1：

本发明利用赤泥浆进行锅炉烟气脱硫的方法，该方法的详细步骤如下：

a、赤泥浆的制备：

所述赤泥浆为氧化铝行业产生的工业废品赤泥，将赤泥导入赤泥浆制备槽1中，加入水通过搅拌器8搅拌均匀，制备成固含量为7～10%的赤泥浆；

所述赤泥中各化学成分的质量百分含量分别为SiO₂ 13～20%，Al₂O₃ 18～28%，Fe₂O₃ 11～17%，TiO₂ 3～5%，CaO 13～20%，MgO 1.5～2.4%，K₂O 1.2～2.6%，Na₂O 3～6%；

b、将步骤a制成的赤泥浆注入赤泥池2中，为防止灰水分离，采用搅拌器3进行不断搅拌，利用脱硫循环泵4将赤泥池2中的赤泥浆输送到脱硫塔7中，赤泥浆从脱硫塔7的上部进入，锅炉产生的烟气（锅炉产生的烟气脱硫前烟气中二氧化硫含量约为1800mg/Nm³）从脱硫塔7的下部进入脱硫塔7中，在脱硫塔7内，从上部进入的赤泥浆与下部进入的烟气进行充分接触、脱硫反应，通过充分接触反应进行脱硫，脱硫后的烟气（脱硫后的烟气中二氧化硫的含量约为120mg/Nm³）从脱硫塔7的顶部排出，脱硫后产生的含有硫酸盐的泥浆产物从脱硫塔7底部排出；

在锅炉烟气脱硫过程中，锅炉产生的烟气与固含量为7～10%的赤泥浆二者之间通入量的体积比例1000:4，即1000立方米的烟气需要通入4立方米固含量为7～10%的赤泥浆；

c、将步骤b中从脱硫塔7底部排出的含有硫酸盐的泥浆产物输送到泥水分离装置9中，经泥水分离装置9分离出脱硫后的赤泥和水，分离后的清水流入清水槽5中，通过清水泵6打入步骤a中赤泥浆制备槽1中重新利用，泥水分离装置分离后的脱硫赤泥外运。

实施例2：与实施例1基本相同，不同之处在于：

步骤a中：加入水通过搅拌器8搅拌均匀，制备成固含量为10～15%的赤泥浆；

步骤b中：在锅炉烟气脱硫过程中，锅炉产生的烟气与固含量为10～15%的赤泥浆二者之间通入量的体积比例1000:3，即1000立方米的烟气需要通入3立方米固含量为10～15%的赤泥浆。

实施例3：与实施例1基本相同，不同之处在于：

步骤a中：加入水通过搅拌器8搅拌均匀，制备成固含量为15～20%的赤泥浆；

步骤b中：在锅炉烟气脱硫过程中，锅炉产生的烟气与固含量为15～20%的赤泥浆二者之间通入量的体积比例1000:2，即1000立方米的烟气需要通入2立方米固含量为15～20%的赤泥浆。

实施例4：与实施例1基本相同，不同之处在于：

步骤a中：加入水通过搅拌器8搅拌均匀，制备成固含量为20～25%的赤泥浆；

步骤b中：在锅炉烟气脱硫过程中，锅炉产生的烟气与固含量为20～25%的赤泥浆二者之间通入量的体积比例1000:1.5，即1000立方米的烟气需要通入1.5立方米固含量为20～25%的赤泥浆。

Claims (1)

1.一种利用赤泥浆进行锅炉烟气脱硫的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a、赤泥浆的制备：

所述赤泥浆为氧化铝行业产生的工业废品赤泥，将赤泥导入赤泥浆制备槽中，加入水搅拌均匀，制备成固含量为7～25%的赤泥浆；

所述赤泥中各化学成分的质量百分含量分别为SiO₂ 13～20%，Al₂O₃ 18～28%，Fe₂O₃ 11～17%，TiO₂ 3～5%，CaO 13～20%，MgO 1.5～2.4%，K₂O 1.2～2.6%，Na₂O 3～6%；

b、将步骤a制成的赤泥浆注入赤泥池中，利用脱硫循环泵将赤泥池中的赤泥浆输送到脱硫塔中，赤泥浆从脱硫塔的上部进入，锅炉产生的烟气从脱硫塔的下部进入脱硫塔中，在脱硫塔内，从上部进入的赤泥浆与下部进入的烟气进行充分接触、脱硫反应，通过充分接触反应进行脱硫，脱硫后的烟气从脱硫塔的顶部排出，脱硫后产生的含有硫酸盐的泥浆产物从脱硫塔底部排出；

在锅炉烟气脱硫过程中，锅炉产生的烟气与固含量为7～25%的赤泥浆二者之间通入量的体积比例1000:1.5～5，即1000立方米的烟气需要通入1.5～5立方米固含量为7～25%的赤泥浆；

所述锅炉产生的烟气脱硫前烟气中二氧化硫含量为600～4000mg/Nm³，脱硫后烟气中二氧化硫的含量为50～200mg/Nm³；

c、将步骤b中从脱硫塔底部排出的含有硫酸盐的泥浆产物输送到泥水分离装置中，经泥水分离装置分离出脱硫后的赤泥和水，分离后的清水流入清水槽中，通过清水泵打入步骤a中赤泥浆制备槽中重新利用，泥水分离装置分离后的脱硫赤泥外运。