CN106045348A - 一种脱硫富剂的处置方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脱硫富剂的处置方法。它包括以下步骤：按脱硫富剂与水泥生料的质量比为0.5～2:100的比例将脱硫富剂与水泥生料混合得到生料混合物后；将生料混合物粉磨、烘干、预热分解，然后送至回转窑在温度为1300～1450℃的条件下反应40～60min，冷却干燥，得到熟料；再将熟料与石膏混合，混合后控制混合物内SO3的质量百分比≤3.5％，得到普通硅酸盐水泥。本发明的方法消除了环保隐患，避免污染事故发生，保护生态环境；利用本发明的方法可实现脱硫富剂无害化、减量化、资源化目标。

Description

一种脱硫富剂的处置方法
技术领域
本发明涉及危险废弃物无害化处理领域，具体涉及一种脱硫富剂的处置方法。
背景技术
燃气厂的制氢车间在煤气净化过程中，使用脱硫剂脱硫。每年约有2700m3左右的脱硫剂报废，报废的脱硫剂一直露天堆放在燃气厂第七加压站院内。随着时间的推移，场地受限制、产生二次污染，要想彻底消除此污染，目前已成为棘手的问题。脱硫富剂即为废弃脱硫剂，是天然气净化过程中，脱硫剂与硫化氢气体反应后形成的固体废弃物。脱硫富剂的主要成分为Fe2S3、Fe2O3、FeS、单质硫等，还含有少量的SO4 2-、无毒粘合剂，脱硫富剂存在易燃、有毒、异臭、浸出液呈褐色、酸性等特征。
目前处理脱硫富剂的方法存在的问题如下：(1)简单地露天长期堆放，其中的单质S被氧化生成氧化硫气体逸散到大气中，若遇雨天氧化硫则会生成亚硫酸浸入周边的土壤中，使周边寸草不生，甚至影响附近的地下水，同时有碍观瞻。(2)普通的焚烧法，会使其中的S被氧化成氧化硫放散至大气中，腐蚀设备，还形成二次污染。(3)采用安全填埋法，按照要求，危险固体废弃物的处理办法为深埋法，即在地下修筑槽盖，距地面6m以上密闭的钢筋混凝土槽，处理费用较高。虽然符合环境保护法要求，但在运途管制方面，距离远，且其他要求高，如泄漏率、上部夯实层厚度、必须下卧一定深度等要求高。此外，脱硫富剂的临时堆存站，或深埋都是不能满足永久处置脱硫富剂的环保要求，长期堆存违反《中华人民共和国固体废物污染防治法》规定，一旦发生环境安全事故，脱硫富剂不仅会严重污染周边环境，还会对周边地域的水源造成染污，其后果和损失则无法估计。所以对脱硫富剂进行有效处置是势在必行。
发明内容
[要解决的技术问题]
本发明的目的是解决上述现有技术问题，提供一种永久性无害化的脱硫富剂的处置方法。
[技术方案]
为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
本发明利用脱硫富剂与水泥生料按一定的配比进入预热带、高温分解带、高温煅烧带的系列反应历程，脱硫富剂中的铁的化合物与硅铝酸盐反应生成水泥中的主要成分之一的铁铝酸钙，尾气中的硫的氧化物经生料磨物料的吸收，所生成的硫酸钙是水泥所需的原料，粉尘通过布袋除尘器回收返回生料磨，而从布袋除尘器出来的废气再经废气净化装置净化所产生的硫酸铵也是具有经济价值的副产品。
一种脱硫富剂的处置方法，它包括以下步骤：按脱硫富剂与水泥生料的质量比为0.5～2:100的比例将脱硫富剂与水泥生料混合得到生料混合物后；将生料混合物粉磨、烘干、预热分解，然后送至回转窑在温度为1000～1450℃的条件下反应40～60min，冷却干燥，得到熟料；再将熟料与石膏混合，混合后控制混合物内SO3的质量百分比≤3.5％，得到普通硅酸盐水泥。
根据本发明更进一步的技术方案，所述脱硫富剂与水泥生料的质量比为0.8～1:100。
根据本发明更进一步的技术方案，所述水泥生料是由由石灰石、黏土、铁矿石或铁粉按质量比为78～85：10～15：1～3混合。
根据本发明更进一步的技术方案，所述粉磨是在生料磨中将生料混合物粉磨至120～180目。
根据本发明更进一步的技术方案，所述预热分解是利用回转窑排出的废气余热对生料混合物进行预热和碳酸盐分解，控制温度为850～900℃进行反应，并控制预热分解后的生料混合物的含水量为1～2％。
根据本发明更进一步的技术方案，对粉磨、预热分解和进入回转窑反应的过程中产生的粉尘利用布袋收尘器收集并传送至生料磨中。
根据本发明更进一步的技术方案，所述布袋收尘器排出的废气经废气净化装置净化。
根据本发明更进一步的技术方案，在所述预热分解的过程中加入适量氨水或Ca(OH)2。
下面将详细地说明本发明。
本发明通过设计脱硫富剂适量添加到水泥生料中制备水泥，实现了脱硫富剂的无害化焚烧处理的过程，本发明是在现有水泥生产工艺的基础上，进行改进，实现对危险废物脱硫富剂的焚烧处理。本发明中脱硫富剂的加入量需要严格控制，加入量过多，易导致水泥的质量受到影响，增加脱硫脱硝的负担。由于脱硫富剂中主要成分为Fe2S3、Fe2O3、FeS、单质硫，其几乎没有铬、砷等重金属元素，因此加入适量的脱硫富剂到水泥生料中进行水泥的生产不会产生过多的杂质影响水泥的质量。并且脱硫富剂在通过与水泥掺烧，还可以部分代替水泥原料中的铁矿粉或铁粉，减少铁矿粉或铁粉的使用量。由于脱硫富剂易燃，，通过在水泥生料中加入脱硫富剂可以促进其与水泥生料的氧化作用，使得其与水泥生料在预热分解的过程中反应更加的充分，进一步的使得生料混合物在进入到回转窑中反应的时间较短但是反应的更加充分。当本发明中脱硫富剂与水泥生料的质量比为0.8～1:100时，既保证制备得到水泥熟料符合行业要求，也能保证处理尽量多的脱硫富剂量的同时，尽量减少脱硫脱硝的技术复杂度，并且也使产生的废气中有害气体量减少，有利于后期的尾气净化无害化处理。本发明将生料混合物粉磨至120～180目，与利于脱硫富剂与水泥生料混合均匀，促进反应充分。
由于脱硫富剂是脱硫剂表面反应后的物质，那么适量的脱硫富剂的加入还可能进一步的起到脱硫脱硝的作用。另外，脱硫富剂的密度较低，还可以起到水泥助磨剂的作用。
本发明在所述预热分解的过程中加入适量氨水或尿素具体是指根据预热分解的处理过程选择性使用该技术以去除多余的硫硝元素，进一步增加水泥熟料的质量。
本发明最终实现了脱硫富剂通过水泥窑焚烧，实现了永久性无害化处置的目的，即实现了变废为宝，资源的综合利用，同时又取得较好的经济效益、社会效益、环境效益。
本发明利用回转窑处置危险废物，不会对环境造成二次污染，而且还具有其他焚烧炉所不具备的优点。本发明通过对废物的控制，不会影响水泥质量。脱硫富剂中的铁氧化物与硅酸盐反应生成水泥中的主要成分之一的铁铝酸钙(C4AF)，而硫的化合物则生成水泥辅料硫酸钙，这样既解决了永久性环保安全隐患，又变废为宝，资源的综合利用，降低了水泥生产的成本。水泥行业是一个自净度较高的行业，水泥回转窑自身在温度和废渣排放等方面的特点使得水泥厂越来越成为处理危险废弃物的理想场所。水泥窑的焚烧，只要在现有的基础上稍加改造，完全能够满足危废处理的苛刻条件，而且运行费用较低，无二次污染问题。
[有益效果]
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
本发明的方法消除了环保隐患，避免污染事故发生，保护生态环境；利用本发明的方法可实现脱硫富剂“无害化、减量化、资源化”目标。
本发明利用水泥窑处置废脱硫剂是一种先进、科学、合理的处置方法，具有处理量大，结果彻底，投资少的优点。水泥窑处置废脱硫剂技术的研发成功，迈出了水泥企业向环保企业转型的一大步，开创了“生态水泥”的新局面。对于该处置方法来说，只要天然气这种清洁能源存在，这中处置方法将存在，而且其可持续性是相当长的，同时也可能推广到其他领域的应用，如固体废物(含重金属固废，电石废渣，高炉废渣等或其他矿渣)、高危固液体废弃物等，都可以达到，变废为宝，资源综合利用的目的，如此，既保护了环境，又节约了资源。这种处置方法无疑是对国民经济起到了推动和持续发展作用。因此，利用水泥窑焚烧的处置工艺方法，无疑是最理想的处置手段之一。
利用本发明的方法进行脱硫富剂的处理，其满足处理危险物苛刻的条件的同时，运行费用低，没有二次污染。
具体实施方式
下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
实施例1：
称取0.6t脱硫富剂、100t水泥生料混合，得到生料混合物后；将生料混合物粉磨140目，利用回转窑排出的废气余热控制温度为850～900℃对生料混合物进行预热和部分碳酸盐分解至生料混合物的含水量为1～2％，然后送至回转窑在温度为1300～1450℃，冷却干燥，得到熟料。其中水逆生料中是由石灰石、黏土、铁矿石或铁粉按质量比为80：12：2混合；再将熟料与石膏混合，混合后控制混合物内SO3的质量百分比≤3.5％，得到普通硅酸盐水泥。在对粉磨、预热分解和进入回转窑反应的过程中产生的粉尘利用布袋收尘器收集并传送至生料磨中。所述布袋收尘器排出的废气经废气净化装置净化。
本实施例的水泥熟料会灰色粉末，采用JY/T016-1996波长色散型X射线荧光光谱方法通则对水泥熟料的元素进行定性和定量检测。利用帕纳科Axios型X射线荧光光谱仪，陶瓷X射线光管，最大功率2.4W；测角仪扫描方式θ/2θ方式；角度重现优于±0.0001°；精度0.0025°；探测器为闪烁探测器和气流探测器；分析元素范围9F到92U，含量范围为0.01～100％；试样直径为32mm。检测结果显示水泥熟料各化学成分均在行业标准范围内，其质量合格。
并且对本实施例尾气检测，SO2排放监测值为7.8～9.7mg/m3，NOx排放监测值为146～345mg/m3，烟尘排放浓度为12.5～15.2mg/m3。尾气符合环保局要求，属于无害化的处理。
实施例2
称取0.8t脱硫富剂、100t水泥生料混合，得到生料混合物后；将生料混合物粉磨140目，利用回转窑排出的废气余热控制温度为850～900℃对生料混合物进行预热和部分碳酸盐分解至生料混合物的含水量为1～2％，然后送至回转窑在温度为1300～1450℃，冷却干燥，得到熟料。其中水逆生料中是由石灰石、黏土、铁矿石或铁粉按质量比为81：14：1混合；再将熟料与石膏混合，混合后控制混合物内SO3的质量百分比≤3.5％，得到普通硅酸盐水泥。在对粉磨、预热分解和进入回转窑反应的过程中产生的粉尘利用布袋收尘器收集并传送至生料磨中。所述布袋收尘器排出的废气经废气净化装置净化。
本实施例的水泥熟料会灰色粉末，采用JY/T016-1996波长色散型X射线荧光光谱方法通则对水泥熟料的元素进行定性和定量检测。利用帕纳科Axios型X射线荧光光谱仪，陶瓷X射线光管，最大功率2.4W；测角仪扫描方式θ/2θθ/2θ方式；角度重现优于±0.0001°；精度0.0025°；探测器为闪烁探测器和气流探测器；分析元素范围9F到92U，含量范围为0.01～100％；试样直径为32mm。检测结果显示水泥熟料各化学成分均在行业标准范围内，其质量合格。
并且对本实施例尾气检测，SO2排放监测值为8.5～10.2mg/m3，NOx排放监测值为187～313mg/m3，烟尘排放浓度为13.6～15.0mg/m3。尾气符合环保局要求，属于无害化的处理。
实施例3
称取1t脱硫富剂、100t水泥生料混合，得到生料混合物后；将生料混合物粉磨160目，利用回转窑排出的废气余热控制温度为850～900℃对生料混合物进行预热和部分碳酸盐分解至生料混合物的含水量为1～2％，然后送至回转窑在温度为1300～1450℃，冷却干燥，得到熟料。其中水逆生料中是由石灰石、黏土、铁矿石或铁粉按质量比为78：13：1混合；再将熟料与石膏混合，混合后控制混合物内SO3的质量百分比≤3.5％，得到普通硅酸盐水泥。在对粉磨、预热分解和进入回转窑反应的过程中产生的粉尘利用布袋收尘器收集并传送至生料磨中。所述布袋收尘器排出的废气经废气净化装置净化。
本实施例的水泥熟料会灰色粉末，采用JY/T016-1996波长色散型X射线荧光光谱方法通则对水泥熟料的元素进行定性和定量检测。检测结果显示水泥熟料各化学成分均在行业标准范围内，其质量合格。
并且对本实施例尾气检测，SO2排放监测值为7.1～9.7mg/m3，NOx排放监测值为187～285mg/m3，烟尘排放浓度为11.35～14.32mg/m3。尾气符合环保局要求，属于无害化的处理。
实施例4
称取0.6t脱硫富剂、100t水泥生料混合，得到生料混合物后；将生料混合物粉磨120目，利用回转窑排出的废气余热控制温度为850～900℃对生料混合物进行预热和部分碳酸盐分解至生料混合物的含水量为1～2％，然后送至回转窑在温度为1300～1450℃，冷却干燥，得到熟料。其中水逆生料中是由石灰石、黏土、铁矿石或铁粉按质量比为84：15：3混合；再将熟料与石膏混合，混合后控制混合物内SO3的质量百分比≤3.5％，得到普通硅酸盐水泥。所述布袋收尘器排出的废气经废气净化装置净化。在所述预热分解的过程中加入适量氨水或Ca(OH)2。
本实施例的水泥熟料会灰色粉末，采用JY/T016-1996波长色散型X射线荧光光谱方法通则对水泥熟料的元素进行定性和定量检测。检测结果显示水泥熟料各化学成分均在行业标准范围内，其质量合格。
并且对本实施例尾气检测，SO2排放监测值为6.5～9.3mg/m3，NOx排放监测值为157～345mg/m3，烟尘排放浓度为12.45～14.12mg/m3。尾气符合环保局要求，属于无害化的处理。
实施例5
称取1.5t脱硫富剂、100t水泥生料混合，得到生料混合物后；将生料混合物粉磨150目，利用回转窑排出的废气余热控制温度为850～900℃对生料混合物进行预热和部分碳酸盐分解至生料混合物的含水量为1～2％，然后送至回转窑在温度为1300～1450℃，冷却干燥，得到熟料。其中水逆生料中是由石灰石、黏土、铁矿石或铁粉按质量比为83：14：2混合；再将熟料与石膏混合，混合后控制混合物内SO3的质量百分比≤3.5％，得到普通硅酸盐水泥。所述布袋收尘器排出的废气经废气净化装置净化。所述预热分解的过程中加入适量氨水或Ca(OH)2。
本实施例的水泥熟料会灰色粉末，采用JY/T016-1996波长色散型X射线荧光光谱方法通则对水泥熟料的元素进行定性和定量检测。检测结果显示水泥熟料各化学成分均在行业标准范围内，其质量合格。并且本实施例制备后的尾气经检测后符合环保局对尾气排放的要求，符合无害化处理的要求。
本发明的脱硫富剂与水泥生料掺烧，可部分代替铁矿粉或铁粉水泥原料，减少铁矿粉或铁粉的使用量。并且利用脱硫富剂掺烧水泥制备得到的水泥质量完全符合行业标准要求，制备过程中的废气也符合环保局的废气排放要求；通过水泥窑焚烧，既实现了永久性无害化处置的目的，又实现了变废为宝，资源综合利用，同时又取得较好的经济效益、社会效益、环境效益。进而推动油气田开发及地方经济和谐、可持续性发展。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (8)

1.一种脱硫富剂的处置方法，其特征在于它包括以下步骤：按脱硫富剂与水泥生料的质量比为0.5～2:100的比例将脱硫富剂与水泥生料混合得到生料混合物后；将生料混合物粉磨、烘干、预热分解，然后送至回转窑在温度为1300～1450℃的条件下反应40～60min，冷却干燥，得到熟料；再将熟料与石膏混合，混合后控制混合物内SO3的质量百分比≤3.5％，得到普通硅酸盐水泥。
2.根据权利要求1所述的脱硫富剂的处置方法，其特征在于所述脱硫富剂与水泥生料的质量比为0.8～1:100。
3.根据权利要求1所述的脱硫富剂的处置方法，其特征在于所述水泥生料是由石灰石、黏土、铁矿石或铁粉按质量比为78～85：10～15：1～3混合。
4.根据权利要求1所述的脱硫富剂的处置方法，其特征在于所述粉磨是在生料磨中将生料混合物粉磨至120～180目。
5.根据权利要求1所述的脱硫富剂的处置方法，其特征在于所述预热分解是利用回转窑排出的废气余热对生料混合物进行预热和碳酸盐分解，控制温度为850～900℃进行反应，并控制预热分解后的生料混合物的含水量为1～2％。
6.根据权利要求4所述的脱硫富剂的处置方法，其特征在于对粉碎、预热分解和进入回转窑反应的过程中产生的粉尘利用布袋收尘器收集并传送至生料磨中。
7.根据权利要求6所述的脱硫富剂的处置方法，其特征在于所述布袋收尘器排出的废气经废气净化装置净化。
8.根据权利要求6所述的脱硫富剂的处置方法，其特征在于在所述预热分解的过程中加入适量氨水或Ca(OH)2。
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