CN104028085A - 基于铁矿石烧结过程的烟气脱硫工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于铁矿石烧结过程的烟气脱硫工艺，包括以下步骤：1)配制脱硫剂：将尿素溶于水制得尿素溶液；2)烧结过程脱硫：按氨硫比为2～4的比例在混合料中喷洒尿素溶液，使烧结产生的SO2与氨气在烧结过程中充分反应生成硫酸铵盐；3)除尘灰脱硫脱碱：将静电除尘器3#电场除尘灰弃置，将1#电场和/或2#电场除尘灰循环使用。将尿素添加到混合料中使整个烧结过程释放的SO2均能与氨气反应，提高了脱硫效果；对除尘灰采用部分抛弃的方法，将Fe含量最低，K、Na和S含量最高的3#电场除尘灰抛弃，只将Fe含量较高、S和K、Na含量较低的1#和2#电场的除尘灰作为烧结原料循环使用，因此降低了除尘灰处理难度，提高了处理效率。

Description

基于铁矿石烧结过程的烟气脱硫工艺
技术领域
本发明涉及烟气脱硫技术，具体地指一种基于铁矿石烧结过程的烟气脱硫工艺。
背景技术
目前从国内外烧结烟气脱硫技术应用情况来看，采用的方法有很多，按脱硫产物的干湿形态来分，有干法、湿法，及半干法，其中，湿法烟气脱硫技术应该最为广泛，常见的工艺系统有：石灰石-石膏法、氨法、氨-硫铵法、硫酸镁法、海水法等；干法烟气脱硫反应是在无液相介入的完全干燥的状态下进行的，反应产物也为干粉状，干法烟气脱硫技术主要有活性炭吸附法和电子束照射法等；半干法烟气脱硫技术主要是利用烟气显热蒸发石灰浆液中的水分，同时在干燥过程中，石灰与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙等，并使最终产物为干粉状，半干法包括：密相干塔法、循环流化床法、旋转喷雾干燥法、ENS法、LEC法、NID法和MEROS法等。以上提到的这些烟气脱硫技术均是对烧结烟气中的SO2进行治理，也就是对烧结过程中产生的SO2在进入烟道之后排放到大气之前进行治理，属于“末端控制”技术，具有投资高、占地面积大，运行成本高等缺点；而且，除干法脱硫工艺外，其余工艺无一例外地都存在着较严重的设备腐蚀问题；干法和半干法脱硫工艺所产生的副产物成分复杂，处理难度大，缺乏有效利用途径。现有技术中也有考虑在烧结原料中添加脱硫剂的，但其存在副产物处理难度大，或烧结前半部分释放的SO2，脱硫率过低的问题。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种基于铁矿石烧结过程的烟气脱硫工艺，该工艺脱硫效果好，大幅降低了副产物处理难度，投资费用少，占地面积小。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于铁矿石烧结过程的烟气脱硫工艺，包括以下步骤：
1)配制脱硫剂：将尿素溶于水制得尿素溶液；
2)烧结过程脱硫：按氨硫比为2～4的比例在铁矿石烧结混合料中喷洒尿素溶液，然后将该混合料经加水，混合，制粒后进行布料烧结，使烧结产生的SO2与尿素分解释放出的氨气在烧结过程中充分反应生成硫酸铵盐；
3)除尘灰脱硫脱碱：用静电除尘器收集含硫酸铵盐的粉尘，将静电除尘器3#电场的除尘灰弃置处理，实现除尘灰脱硫脱碱，将1#电场和/或2#电场的除尘灰作为烧结原料循环使用。
进一步地，所述步骤3)中，将1#电场和/或2#电场的除尘灰用水浸泡后过滤，过滤得到的固体干燥后用作烧结原料循环使用，并对滤液进行结晶提纯获取硫酸铵，氯化钾，及氯化钠。采用抛弃和过滤相结合的方法，只对Fe含量较高、S和K、Na含量较低的1#和2#电场的除尘灰用水浸泡、过滤、干燥后用作原料循环使用，因此除尘灰处理难度减小，处理效率提高。
进一步地，所述步骤2)中，尿素用量为1～3.5kg尿素/t混合料。
进一步地，所述步骤3)中，对3#电场除尘灰采取深埋或制成金属化球团。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
其一，本发明克服了现有烧结过程脱硫技术的不足，考虑了整个烧结过程中SO2的释放，将尿素添加到混合料中而不是铺底料中，使整个烧结过程释放的SO2均能与尿素分解释放出的氨气反应，解决了烧结前半部分释放的SO2容易进入大气的问题，大幅提高了脱硫效率。
其二，本发明对脱硫后的除尘灰采用部分抛弃的方法，将Fe含量最低，K、Na和S含量最高的3#电场除尘灰抛弃，只将Fe含量较高、S和K、Na含量较低的1#和2#电场的除尘灰作为烧结原料循环使用，不但实现了除尘灰的脱硫和脱碱，进而降低了烧结烟气中SO2浓度和高炉的碱负荷，更降低了除尘灰处理难度和处理量，提高了处理效率。
其三，本发明通过合理设计氨硫比，使得脱硫率高达80％以上。
其四，本发明工艺流程简单，只需增加一个将尿素溶解的容器和将该尿素溶液打到混合料上的高压水泵，不需额外增加建筑面积，具有投资费用少，占地面积小的优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
实施例1
一种基于铁矿石烧结过程的烟气脱硫工艺，包括以下步骤：
1)配制脱硫剂：将尿素置于溶解罐中溶于水制得脱硫剂，溶解过程中不断搅拌以使尿素充分溶解；
2)烧结过程脱硫：按氨硫比为2.3在铁矿石烧结混合料中喷洒尿素溶液，将尿素溶液用高压水泵打到一次混合机前的混合料上，然后含有尿素溶液的混合料先后进入一次混合机和二次混合机进行混合，加水，制粒，然后经布料、点火后进行烧结，尿素在烧结过程中遇热释放出氨气并与烧结过程中释放的SO2充分反应生成硫酸铵盐，硫酸铵吸附在烟尘上并随烟气一起被电除尘器收集进入除尘灰中，这样就达到了降低烧结烟气SO2的目的，其中，所需尿素溶液的用量根据尿素溶液中氨的摩尔量与混合料中S的摩尔量的比值即氨硫比来确定，氨硫比优选2～4，尿素用量为1～3.5kg尿素/t混合料；
3)除尘灰脱硫脱碱：用静电除尘器收集含硫酸铵盐的粉尘，粉尘经静电除尘器后，由于重力作用，大颗粒的粉尘先落下进入1#电场，然后中等颗粒的粉尘进入2#电场，最后进入3#电场的粉尘最细，由于细粉尘吸附的硫酸铵最多，因此1#电场中除尘灰S含量最低，2#电场次之，3#电场最高，且在烧结过程中的碱金属同样以KCl和NaCl的形式被吸附在粉尘上，同理可知3#电场除尘灰中的K、Na等对高炉有害的碱金属含量最高，而细粉尘中可再利用的Fe含量最低，因此根据除尘灰化学成分在3个电场的分布特点，对脱硫除尘灰采用抛弃和过滤相结合的方法，将Fe含量最低，K、Na和S含量最高的3#电场除尘灰抛弃，将Fe含量较高、S和K、Na含量较低的1#和2#电场的除尘灰用水浸泡、过滤、干燥后用作烧结原料循环使用，过滤后的滤液通过结晶提纯的方法制取纯的硫酸铵、氯化钾和氯化钠，实现除尘灰脱硫脱碱，并对抛弃的3#电场除尘灰深埋或制成金属化球团等进行再利用，其中，氨硫比为2.3时，静电除尘器3个电场除尘灰的化学成分见下表1：
表1
从表1数据可以看出，无论是A烟道还是B烟道，3#电场除尘灰中的Fe含量最低，K，Na，和S含量最高，其中，K和Na为对高炉有害的碱金属，因此将3#电场除尘灰采取弃置处理，不但可以实现除尘灰脱硫脱碱，降低烧结烟气中SO2浓度和高炉的碱负荷，更大幅降低了除尘灰处理难度和处理量，提高了处理效率，氨硫比为2.3时，烧结烟气脱硫率高达81.33％。

Claims (4)

1.一种基于铁矿石烧结过程的烟气脱硫工艺，包括以下步骤：
1)配制脱硫剂：将尿素溶于水制得尿素溶液；
2)烧结过程脱硫：按氨硫比为2～4的比例在铁矿石烧结混合料中喷洒尿素溶液，然后将该混合料经加水，混合，制粒后进行布料烧结，使烧结产生的SO2与尿素分解释放出的氨气在烧结过程中充分反应生成硫酸铵盐；
3)除尘灰脱硫脱碱：用静电除尘器收集含硫酸铵盐的粉尘，将静电除尘器3#电场的除尘灰弃置处理，实现除尘灰脱硫脱碱，将1#电场和/或2#电场的除尘灰作为烧结原料循环使用。
2.根据权利要求1所述的基于铁矿石烧结过程的烟气脱硫工艺，其特征在于：所述步骤3)中，将1#电场和/或2#电场的除尘灰用水浸泡后过滤，过滤得到的固体干燥后用作烧结原料循环使用，并对滤液进行结晶提纯获取硫酸铵，氯化钾，及氯化钠。
3.根据权利要求1或2所述的基于铁矿石烧结过程的烟气脱硫工艺，其特征在于：所述步骤2)中，尿素用量为1～3.5kg尿素/t混合料。
4.根据权利要求1或2所述的基于铁矿石烧结过程的烟气脱硫工艺，其特征在于：所述步骤3)中，对3#电场除尘灰采取深埋或制成金属化球团。
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