CN108525508A - 利用水泥生料进行烟气脱硫的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，将水泥生料与含硫烟气接触，使水泥生料吸收所述的含硫烟气中的二氧化硫；其中，所述的含硫烟气含水量为10％‑60％，所述生料的含水量为0‑15％。本发明利用水泥生料对烟气进行脱硫，不需要额外购置昂贵的脱硫剂，不会对窑炉煅烧系统造成影响，同时，还不存在脱硫废物难以处理的难题。本发明的水泥生料对烟气进行脱硫后，可以继续作为水泥生产原料，投资及运行成本低、操作简单，可以实现水泥行业SO2的削减，减少SO2排放量。

Description

利用水泥生料进行烟气脱硫的方法
技术领域
本发明涉及一种水泥行业大气污染物减排技术，特别是涉及一种利用水泥生料进行烟气脱硫的方法。
背景技术
二氧化硫(SO2)是常见的大气污染物之一，其除了能形成酸雨，破坏生态环境，还能形成PM2.5，诱发灰霾，影响人体健康。而在水泥煅烧过程中，又会产生大量的SO2。据统计，我国SO2年排放量在2000万吨以上，其中水泥行业占到3-4％。
2013年12月环境保护部和国家质量监督检验检疫总局发布了水泥工业大气污染物排放标准GB4915-2013代替原有标准GB4915-2004，规定现有水泥厂SO2排放浓度不超过200mg/Nm3；重点地区低于100mg/Nm3。新标准的出台使得水泥脱硫面临着巨大的压力。
水泥行业SO2的排放主要来源于原料中的硫化物、有机硫等。当含硫化物的原料进入预热器后，在400℃左右就开始氧化并释放出SO2，这个反应主要发生在第一、二级旋风筒；部分硫化物会在500-600℃发生氧化生成SO2气体，反应主要发生在二级筒。而回转窑内喷入的燃料硫绝大部分会与分解炉中大量的活性CaO反应生成硫酸碱，并被水泥熟料带走，而不会排放到大气中。因此，绝大多数情况下，水泥窑SO2的排放主要来源于原料中的硫。
实际情况中，因地域的限制引起水泥原料硫含量有较大差异，导致不同水泥企业的SO2排放浓度差别非常大。大部分生产线原料中硫含量较少或不含硫，烟气SO2排放浓度低于200mg/Nm3，甚至检测不到SO2排放，但部分生产线原燃料中硫含量较高，导致SO2排放浓度较高，有的甚至高达1000mg/Nm3以上。
目前，在电厂应用较为广泛的主要是石灰石-石膏法湿法脱硫技术。该技术采用石灰石或石灰作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆，当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应从而被脱除，最终反应产物为石膏。该技术具有适用的煤种范围广、脱硫效率高、吸收剂利用率高、设备运转率高等优势，但缺点也是比较明显的：初期投资费用太高、运行费用高、占地面积大、系统管理操作复杂、磨损腐蚀现象较为严重、工业废水较难处理等。由于水泥行业SO2排放浓度通常低于1000mg/Nm3，烟气量波动大，且污染物组分复杂，脱硫系统入口粉尘较高等问题，石灰石-石膏法湿法脱硫在水泥行业并不适用。
除了石灰石-石膏法外，针对水泥行业的脱硫技术主要有以下几种：干反应剂喷注法、热生料喷注法、喷雾干燥脱硫法等。通过注入反应剂或利用分解炉内生成的氧化钙进行脱硫，或将氧化钙、氢氧化钙溶于水中制成浆液，再喷入相关的反应器内来降低SO2排放浓度。然而，上述技术或存在建设、运行成本高，操作难度大，维护费用高的缺点，或对原有窑炉系统的正常运行有较大影响。因此开发一种成本低、操作难度小、对原有系统没有影响或影响很小的脱硫技术对于水泥行业脱硫具有重大意义。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种新型的利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，所要解决的技术问题是使其运行成本低、操作简单、对原有系统没有影响、反应产物可以继续作为水泥生产原料，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，将水泥生料与含硫烟气接触，使水泥生料吸收所述的含硫烟气中的二氧化硫；
其中，所述的含硫烟气的含水量为10％-60％，所述的水泥生料的含水量为0-15％。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，其中所述的含硫烟气的温度为50-180℃。
优选的，前述的利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，其中所述的含硫烟气的温度为80-180℃。
优选的，前述的利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，其中所述的水泥生料的钙与含硫烟气的硫的摩尔比为2-6。
优选的，前述的利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，其中所述的水泥生料吸收所述的含硫烟气中的二氧化硫，得到固硫生料。
优选的，前述的利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，其中所述的固硫生料中包括亚硫酸钙和硫酸钙。
优选的，前述的利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，其中所述的利用水泥生料进行烟气脱硫的效率为60-90％。
借由上述技术方案，本发明利用水泥生料进行烟气脱硫的方法至少具有下列优点：
本发明利用水泥生料对烟气进行脱硫，不需要额外购置昂贵的脱硫剂，不会对窑炉煅烧系统造成影响，同时，还不存在脱硫废物难以处理的难题。本发明的水泥生料对烟气进行脱硫后可以继续作为水泥生产原料，投资及运行成本低、操作简单，可以实现水泥行业SO2的削减，减少SO2排放量。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是利用水泥生料进行烟气脱硫的方法的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的利用水泥生料进行烟气脱硫的方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本发明的一个实施例提出的一种利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，将水泥生料与含硫烟气接触，通过控制烟气温度、相对湿度及烟气与生料的比例，使水泥生料吸收所述的含硫烟气中的二氧化硫，得到固硫生料；固硫生料可以继续作为水泥生产原料。
其中，所述的含硫烟气含水量为10％-60％，所述的水泥生料的含水量为0-15％。
含硫烟气的温度为50-180℃。优选的，含硫烟气的温度为80-180℃。
水泥生料的钙与含硫烟气的硫的摩尔比为2-6。
固硫生料中包括亚硫酸钙和硫酸钙。
利用水泥生料进行烟气脱硫的效率为60-90％。水泥生料对SO2的吸收不仅仅是物理上的吸附，而是发生了化学反应，反应产物则以亚硫酸钙和硫酸钙形式存在。以该形式存在的硫在加入水泥窑炉后并不会发生释放，从而实现了烟气中SO2的削减。
如图1所示，为本发明利用水泥生料进行烟气脱硫的方法的流程图，含硫烟气1经过预热器2后通过高温风机3，进入余热锅炉4，经过换热后的烟气进入增湿塔5进行增湿处理，降落的粉尘6进入均化库7，调节后的烟气8进入生料磨9内，参与按原料比例配置的水泥生料10从生料配料系统11烘干、分选，出生料磨包含烟气和生料粉的混合物12进入旋风筒13内进行料气分离，分离产生后的气体通过三通阀14可以选择进入收尘器15，然后经过尾排风机16排出；或进入烟气调节装置17，而后进入流化床反应器18。流化床反应器18所需的水泥生料来自于均化库，通过卸料装置19经过斗提机20进入生料仓30，经过螺旋喂料21进入往流化床反应器18的输送机，期间设置有雾化水喷射装置22，进入流化床反应器18的生料在引风机23的作用下产生流化状态，并与通过烟气调节装置17的含硫烟气进行混合，期间通过喷入雾化水喷射装置24和蒸汽喷射装置25来进行调湿、调温，在流化床反应器18内完成固硫反应后，生料粉和烟气的混合物26出反应器并经过旋风筒27进行气固分离，分离后的固硫生料28通过输送机29再次进入均化库7内，分离后的脱硫烟气进入收尘器15并被尾排风机16拉走。最终，均化库7内原有生料和固硫后生料的混合物经过提升机31送入预热器2内进行预热处理。
实施例1
本发明的一个实施例提出的一种利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，将水泥生料与含硫烟气接触，通过控制烟气温度为120℃，含水量为50％，水泥生料含水量15％，水泥生料的钙与含硫烟气的硫的摩尔比为2，使水泥生料吸收所述的含硫烟气中的二氧化硫，得到固硫生料；固硫生料可以继续作为水泥生产原料。固硫生料中包括亚硫酸钙和硫酸钙。
实施例1的利用水泥生料进行烟气脱硫的效率为70％。
实施例2
本发明的一个实施例提出的一种利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，将水泥生料与含硫烟气接触，通过控制烟气温度为80℃，含水量为20％，水泥生料含水量15％，，水泥生料的钙与含硫烟气的硫的摩尔比为6，使水泥生料吸收所述的含硫烟气中的二氧化硫，得到固硫生料；固硫生料可以继续作为水泥生产原料。固硫生料中包括亚硫酸钙和硫酸钙。
实施例2的利用水泥生料进行烟气脱硫的效率为90％。
实施例3
本发明的一个实施例提出的一种利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，将水泥生料与含硫烟气接触，通过控制烟气温度为100℃，含水量为10％，水泥生料含水量5％，水泥生料的钙与含硫烟气的硫的摩尔比为4，使水泥生料吸收所述的含硫烟气中的二氧化硫，得到固硫生料；固硫生料可以继续作为水泥生产原料。固硫生料中包括亚硫酸钙和硫酸钙。
实施例3的利用水泥生料进行烟气脱硫的效率为60％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，其特征在于，将水泥生料与含硫烟气接触，使水泥生料吸收所述的含硫烟气中的二氧化硫；
其中，所述的含硫烟气的含水量为10％-60％，所述的水泥生料的含水量为0-15％。
2.根据权利要求1所述的利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，其特征在于，所述的含硫烟气的温度为50-180℃。
3.根据权利要求2所述的利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，其特征在于，所述的含硫烟气的温度为80-180℃。
4.根据权利要求1所述的利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，其特征在于，所述的水泥生料的钙与含硫烟气的硫的摩尔比为2-6。
5.根据权利要求1所述的利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，其特征在于，所述的水泥生料吸收所述的含硫烟气中的二氧化硫，得到固硫生料。
6.根据权利要求5所述的利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，其特征在于，所述的固硫生料中包括亚硫酸钙和硫酸钙。
7.根据权利要求1所述的利用水泥生料进行烟气脱硫的方法，其特征在于，所述的利用水泥生料进行烟气脱硫的效率为60-90％。
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