CN109012072A - 一种脱除工业烟气中so2并副产聚合硫酸铁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种脱除工业烟气中SO2并副产聚合硫酸铁的方法，属工业烟气治理及工业固废资源化利用技术领域。本发明将钢铁行业除尘灰作为一种有效的工业烟气SO2吸收剂，在脱除SO2的同时，将除尘灰中的铁元素以聚合硫酸铁的形式回收；用钢铁行业除尘灰为原料，将其和水按一定比例配制成吸收浆液，并且用搅拌器混合均匀；将含SO2的工业烟气通入脱硫塔中与喷淋下来的吸收浆液进行反应，当脱硫塔出口烟气中SO2浓度超过排放标准时，补充新的吸收浆液，并将失效后的浆液进行固液分离，对液相中的硫酸铁进行回收。本发明专利工艺简单，SO2净化效果好，同时实现除尘灰的资源化利用，运行成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种脱除工业烟气中SO2并副产聚合硫酸铁的方法，属工业烟气治理及工业固废资源化利用技术领域。
背景技术
二氧化硫是大气中的主要污染物，它不仅对人体有毒害作用，而且可以导致酸雨，所以一直是严格控制的排放的污染物之一。烟气脱硫是最有效和应用最广的控制大气中SO2排放、降低酸雨危害的脱硫技术。烟气脱硫工艺主要分为湿法、半干法和干法三种。其中湿法烟气脱硫技术占据主导地位，目前已工业化应用的脱硫方法也存在较多问题，开发新型的脱硫剂是当前的研究热点。
我国钢铁企业众多，在钢铁的生成过程中，产生了大量难以利用的除尘灰。而这些除尘灰是巨大的资源，以转炉煤气电除尘灰为例其含铁量在50%以上，长期以来大量除尘灰、泥在烧结循环利用，存在着许多问题。一是除尘灰品种、数量多，成分复杂差异大，难以做到定量配料，造成烧结矿物化性能指标下降。二是除尘灰、泥烧结性能差，根据钢铁企业多年来的生产经验会使烧结生产能力降低。三是烟气除尘灰中K、Na、Cl、Zn等元素富集危害烧结炼铁生产，造成烧结台车糊蓖条，风机叶片挂泥，除尘器效率降低，烟尘污染加重，设备维护量加大。高炉因有害元素富集而影响炉况顺行和寿命甚至造成事故也是不乏先例的。四是除尘灰、泥在装、卸现场及运输途中造成多次扬尘，污染环境。目前这些除尘灰的综合利用率还较低，大量堆存不仅占用土地资源，还造成严重的大气污染、土壤污染和水资源污染，危害自然环境和人类健康。这些固体废物却又大多具有可利用的价值，是可再利用的资源。将其再简单加工用于其他污染治理中，既实现了废物利用，减少污染，也降低了资源、能源的消耗，是落实可持续发展战略的重要体现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脱除工业烟气中SO2并副产聚合硫酸铁的方法，具体包括以下步骤：
（1）取钢铁行业除尘灰直接过筛，去除颗粒较大部分，取筛后物备用；
（2）向过筛后的除尘灰中加入水，按固液比为0.1~0.2:1的比例混合均匀制成吸收浆液；
（3）用引风机将含SO2的工业烟气从脱硫塔底部通入，吸收浆液用泵从脱硫塔上部打入，通过雾化喷头进行喷淋，形成的雾化液滴与烟气逆流接触后发生反应；
（4）净化后的烟气经一级旋流除沫器和二级折流除沫器处理，检测SO2达标后排放；当脱硫塔出口SO2浓度高于排放标准时，更换吸收浆液；
（5）将失效后的浆液进行固液分离，分离后的溶液中含大量的Fe3+和SO4 2-离子，控制pH进行加热浓缩，浓缩后再干燥、粉碎制得粉末状聚合硫酸铁。
优选的，本发明所述脱硫塔设有循环槽，吸收浆液通过循环泵在循环槽和脱硫塔之间进行循环使用。
优选的，本发明所述加热浓缩过程中：pH为1~1.5，加热浓缩温度为90~150℃。
优选的，本发明所述步骤（5）中浓缩至液体中聚合硫酸铁含量在15%以上，干燥温度为：50~100℃。
本发明所述钢铁行业除尘灰包括除尘灰包括球团、烧结、高炉、转炉等工序产生的除尘灰，其主要成分如下表：
本发明的原理为：钢铁行业除尘灰含有大量的铁元素和少量的锰元素，它们的化合物在吸收浆液中有一定的催化氧化作用，溶解后以Fe3+和Mn2+离子的形式存在液相中，具有优异的液相催化氧化性能，能将烟气中的SO2催化氧化为SO4 2-，使烟气得到净化；反应后液相中存在大量的Fe3+和SO4 2-离子，能以聚合硫酸铁的形式回收利用；同时，除尘灰粒径为微米级，与SO2接触面积极大，反应速率较快，脱硫效率高。
本发明的有益效果：利用钢铁行业除尘灰净化含SO2工业烟气，可以实现以废治废，工艺简单，无需复杂设备且流程短，运行维护成本低；除尘灰中含大量铁和锰元素，对SO2吸收时间长，净化效果好；反应后液相产物可以通过制备聚合硫酸铁进行后续的回收，实现了废物的资源化利用。
具体实施方式
下面结合具体的实例来详细说明本发明，但本发明保护范围并不限于以下所述内容。
实施例1
除尘灰取自云南某钢铁企业烧结工序灰仓，粉尘干燥均匀，直接过筛（80目筛），取筛后物。按固液比0.2:1的比例制成吸收浆液，搅拌均匀；所处理的工业烟气中SO2含量为2000mg/m3。用泵将吸收浆液打入喷淋吸收塔，用引风机将含SO2的工业烟气从脱硫塔底部通入，用循环泵将吸收浆液从循环槽中打入脱硫塔上部，通过雾化喷头进行喷淋，形成颗粒细小、反应活化性很高的雾化液滴，与烟气逆流接触后发生反应；净化后的烟气经脱硫塔顶部一级旋流除沫器和二级折流除沫器处理，烟气中SO2的去除率大于99%。反应进行930分钟后，出口浓度大于200mg/m3，视为吸收浆液失效。将失效后的浆液进行固液分离，对分离后的溶液进行加热浓缩回收聚合硫酸铁；控制溶液pH在1.0，在100℃进行加热浓缩，浓缩至液体聚合硫酸铁含量15%以上，在80℃下干燥、粉碎制得粉末状聚合硫酸铁，其产率达到82.1%。
实施例2
除尘灰取自云南某钢铁企业球团工序灰仓，粉尘干燥均匀，直接过筛（80目筛），取筛后物。按固液比0.1:1的比例制成吸收浆液，搅拌均匀。所处理的工业烟气中SO2含量为3500mg/m3。用泵将吸收浆液打入喷淋吸收塔，用引风机将含SO2的工业烟气从脱硫塔底部通入，用循环泵将吸收浆液从循环槽中打入脱硫塔上部，通过雾化喷头进行喷淋，形成颗粒细小、反应活化性很高的雾化液滴，与烟气逆流接触后发生反应；净化后的烟气经脱硫塔顶部一级旋流除沫器和二级折流除沫器处理，烟气中SO2的去除率大于98%。反应进行820分钟后，出口浓度大于200mg/m3，视为吸收浆液失效。将失效后的浆液进行固液分离，对分离后的溶液进行加热浓缩回收聚合硫酸铁；控制溶液pH在1.5，在120℃进行加热浓缩，浓缩至液体聚合硫酸铁含量15%以上，在100℃下干燥、粉碎制得粉末状聚合硫酸铁，其产率达到88.7%。
实施例3
除尘灰取自云南某钢铁企业高炉除尘灰灰仓，粉尘干燥均匀，直接过筛（80目筛），取筛后物。按固液比0.1:1的比例制成吸收浆液，搅拌均匀。所处理的工业烟气中SO2含量为3000mg/m3。用泵将吸收浆液打入喷淋吸收塔，用引风机将含SO2的工业烟气从脱硫塔底部通入，用循环泵将吸收浆液从循环槽中打入脱硫塔上部，通过雾化喷头进行喷淋，形成颗粒细小、反应活化性很高的雾化液滴，与烟气逆流接触后发生反应；净化后的烟气经脱硫塔顶部一级旋流除沫器和二级折流除沫器处理，烟气中SO2的去除率大于96%。反应进行850分钟后，出口浓度大于200mg/m3。将失效后的浆液进行固液分离，对分离后的溶液进行加热浓缩回收聚合硫酸铁；控制溶液pH在1.2，在150℃进行加热浓缩，浓缩至液体聚合硫酸铁含量15%以上，在100℃下干燥、粉碎制得粉末状聚合硫酸铁，其产率达到84.7%。
Claims (4)
1.一种脱除工业烟气中SO2并副产聚合硫酸铁的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）取钢铁行业除尘灰直接过筛，取筛后物备用；
（2）向过筛后的除尘灰中加入水，按固液比为0.1~0.2:1的比例混合均匀制成吸收浆液；
（3）用引风机将含SO2的工业烟气从脱硫塔底部通入，吸收浆液用泵从脱硫塔上部打入，通过雾化喷头进行喷淋，形成的雾化液滴与烟气逆流接触后发生反应；
（4）净化后的烟气经一级旋流除沫器和二级折流除沫器处理，检测SO2达标后排放；当脱硫塔出口SO2浓度高于排放标准时，更换吸收浆液；
（5）将失效后的浆液进行固液分离，控制pH进行加热浓缩，浓缩后再干燥、粉碎制得粉末状聚合硫酸铁。
2.根据权利要求1所述的脱除工业烟气中SO2并副产聚合硫酸铁的方法，其特征在于：所述的脱硫塔设有循环槽，吸收浆液通过循环泵在循环槽和脱硫塔之间进行循环使用。
3.根据权利要求1所述的脱除工业烟气中SO2并副产聚合硫酸铁的方法，其特征在于：加热浓缩过程中：pH为1~1.5，加热浓缩温度为90~150℃。
4.根据权利要求1所述的脱除工业烟气中SO2并副产聚合硫酸铁的方法，其特征在于：步骤（5）中干燥温度为：50~100℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181218 |
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