CN109847550A - 一种相界面调控提高软锰矿渣浆液脱硫效率的方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种相界面调控提高软锰矿渣浆液脱硫效率的方法，属于工业废弃物的再利用技术领域。本发明通过对软锰矿浆烟气脱硫进行相界面调控，即二氧化硫气相与矿浆液相，以提高软锰矿浆液脱硫效率，对于二氧化硫气相，控制合适的反应温度、pH、液气比，使气相二氧化硫在液相矿浆中具有较大的溶解度；对于矿浆液相，随着脱硫过程进行，H2SO4富集，pH降低，脱硫率随之降低，当pH为1.4～1.6时加入水锰矿作为矿浆pH调节剂，提高液相矿浆的pH值至2.5～3.5，创造有利于SO2与MnO2反应的条件，不仅提高软锰矿浆体系的pH，也避免软锰矿浆体系引入了新的杂质，以废制废，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种相界面调控提高软锰矿渣浆液脱硫效率的方法及应用，属于工业废弃物的再利用技术领域。
背景技术
锰矿以低品位贫矿(锰质量分数低于40％)为主，其中软锰矿中锰以MnO2形式存在，同时含有高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O)、赤铁矿(Fe2O3)；菱锰矿中锰、铁、钙主要以碳酸盐结合态存在，同时伴有高岭土。
锰矿浆烟气脱硫是利用烧结烟气中还原性的SO2和锰矿中具有氧化性的MnO2在锰矿浆中发生氧化还原反应，对烧结烟气中SO2进行脱除。基于此，烟气经除尘后进入吸收塔，在吸收塔内进行脱硫和浸锰过程。
锰矿浆烟气脱硫的目的是为了获得较高的脱硫率，但随着脱硫过程进行，产生大量H2SO4，pH降低，低pH不利于脱硫反应的进行。
一般认为软锰矿浆脱硫过程中，SO2溶于水生成亚硫酸后，亚硫酸与MnO2反应生成MnSO4，其中部分SO2会被吸收液中的氧化为SO3，SO3溶于水中生成硫酸后却不能与MnO2直接反应。所以随着吸收的进行，吸收液中的硫酸逐渐富集，导致溶液pH下降，SO2在溶液中的溶解受到抑制，脱硫效率受到影响。
发明内容
针对现有技术中软锰矿浆脱硫效率降低的问题，提供一种相界面调控提高软锰矿渣浆液脱硫效率的方法，本发明利用水锰矿浆作为反应浆液的pH值调节剂，提高反应浆液pH，创造有利于SO2与MnO2反应的条件，以提高脱硫率。
本发明通过对软锰矿浆烟气脱硫进行相界面调控，即二氧化硫气相与矿浆液相，以提高软锰矿浆液脱硫效率，对于二氧化硫气相，控制合适的反应温度、pH、液气比，使气相二氧化硫在液相矿浆中具有较大的溶解度；对于矿浆液相，随着脱硫过程进行，H2SO4富集，pH降低，脱硫率随之降低，当pH为1.4～1.6时加入水锰矿作为矿浆pH调节剂，提高液相矿浆的pH值至2.5～3.5，创造有利于SO2与MnO2反应的条件，不仅提高软锰矿浆体系的pH，也避免软锰矿浆体系引入了新的杂质，以废制废，降低成本。
一种相界面调控提高软锰矿渣浆液脱硫效率的方法，具体步骤如下：
(1)将软锰矿渣烘干研磨得到软锰矿渣颗粒；
(2)将水加入到步骤(1)的软锰矿渣颗粒中进行调浆得到软锰矿渣浆；
(3)将步骤(2)的软锰矿渣浆作为脱硫吸收液A送入烟气吸收塔中，将除尘后的含硫烟气通入吸收塔中与软锰矿渣浆进行脱硫和浸锰反应至浆液的pH值为1.4～1.6得到反应浆液A，停止通入含硫烟气；
(4)将水锰矿渣烘干研磨得到水锰矿渣颗粒；将水加入到水锰矿渣颗粒中进行调浆得到水锰矿渣浆；
(5)将步骤(4)的水锰矿渣浆加入到步骤(3)的反应浆液A中调节浆液的pH值为2.5～3.5得到脱硫吸收液B，脱硫吸收液B送入烟气吸收塔中，将除尘后的含硫烟气通入吸收塔中与脱硫吸收液B进行脱硫和浸锰反应至脱硫吸收液B失效。
所述软锰矿渣中锰以MnO2形式存在，锰质量分数低于40％。
所述步骤(1)软锰矿渣颗粒的粒径不大于0.075mm。
所述步骤(2)软锰矿渣浆中软锰矿渣的质量浓度为12.0～13.0％。
所述步骤(3)含硫烟气的流速为300～1000L/min，软锰矿渣浆的温度为40～50℃，含硫烟气与软锰矿渣浆的气液体积比为(35～45):1。
所述步骤(4)水锰矿渣颗粒的粒径不大于0.075mm，水锰矿渣浆中水锰矿渣的质量浓度为12.0～13.0％。
所述步骤(5)含硫烟气的流速为300～1000L/min，脱硫吸收液B的温度为40～50℃，含硫烟气与脱硫吸收液B的气液体积比为(35～45):1。
本发明的有益效果：
(1)本发明利用水锰矿浆作为反应浆液的pH值调节剂，与脱硫过程产生的H2SO4反应，提高反应浆液pH，创造有利于SO2与MnO2反应的条件，以提高水锰矿浆的脱硫率；
(2)本发明方法水锰矿浆的脱硫效率可达94～95％；
(3)本发明不仅提高了水锰矿浆体系的pH，也避免水锰矿浆体系引入了新的杂质，脱硫后生成的副产品为MnSO4，以废制废，降低成本。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1：一种相界面调控提高软锰矿渣浆液脱硫效率的方法，具体步骤如下：
(1)将软锰矿渣烘干研磨得到软锰矿渣颗粒；其中软锰矿渣中锰以MnO2形式存在，锰质量分数为30％；软锰矿渣颗粒的粒径为0.075mm；
(2)将水加入到步骤(1)的软锰矿渣颗粒中进行调浆得到软锰矿渣浆；其中软锰矿渣浆中软锰矿渣的质量浓度为12.5％；
(3)将步骤(2)的软锰矿渣浆作为脱硫吸收液A送入烟气吸收塔中，将除尘后的含硫烟气通入吸收塔中与软锰矿渣浆进行脱硫和浸锰反应至浆液的pH值为1.5得到反应浆液A，停止通入含硫烟气；其中含硫烟气的流速为300L/min，软锰矿渣浆的温度为40℃，含硫烟气与软锰矿渣浆的气液体积比为40:1；
(4)将水锰矿渣烘干研磨得到水锰矿渣颗粒；将水加入到水锰矿渣颗粒中进行调浆得到水锰矿渣浆；其中水锰矿渣颗粒的粒径为0.075mm，水锰矿渣浆中水锰矿渣的质量浓度为12.5％；
(5)将步骤(4)的水锰矿渣浆加入到步骤(3)的反应浆液A中调节浆液的pH值为3.0得到脱硫吸收液B，脱硫吸收液B送入烟气吸收塔中，将除尘后的含硫烟气通入吸收塔中与脱硫吸收液B进行脱硫和浸锰反应至脱硫吸收液B失效，其中含硫烟气的流速为300L/min，脱硫吸收液B的温度为40℃，含硫烟气与脱硫吸收液B的气液体积比为35:1；
本实施例软锰矿渣浆的脱硫效率为95％。
实施例2：一种相界面调控提高软锰矿渣浆液脱硫效率的方法，具体步骤如下：
(1)将软锰矿渣烘干研磨得到软锰矿渣颗粒；其中软锰矿渣中锰以MnO2形式存在，锰质量分数为35％；软锰矿渣颗粒的粒径为0.0070mm；
(2)将水加入到步骤(1)的软锰矿渣颗粒中进行调浆得到软锰矿渣浆；其中软锰矿渣浆中软锰矿渣的质量浓度为13.0％；
(3)将步骤(2)的软锰矿渣浆作为脱硫吸收液A送入烟气吸收塔中，将除尘后的含硫烟气通入吸收塔中与软锰矿渣浆进行脱硫和浸锰反应至浆液的pH值为1.4得到反应浆液A，停止通入含硫烟气；其中含硫烟气的流速为0.0075L/min，软锰矿渣浆的温度为45℃，含硫烟气与软锰矿渣浆的气液体积比为35:1；
(4)将水锰矿渣烘干研磨得到水锰矿渣颗粒；将水加入到水锰矿渣颗粒中进行调浆得到水锰矿渣浆；其中水锰矿渣颗粒的粒径为0.0070mm，水锰矿渣浆中水锰矿渣的质量浓度为13％；
(5)将步骤(4)的水锰矿渣浆加入到步骤(3)的反应浆液A中调节浆液的pH值为2.5得到脱硫吸收液B，脱硫吸收液B送入烟气吸收塔中，将除尘后的含硫烟气通入吸收塔中与脱硫吸收液B进行脱硫和浸锰反应至脱硫吸收液B失效，其中含硫烟气的流速为0.0075L/min，脱硫吸收液B的温度为45℃，含硫烟气与脱硫吸收液B的气液体积比为35:1；
本实施例软锰矿渣浆的脱硫效率为94％。
实施例3：一种相界面调控提高软锰矿渣浆液脱硫效率的方法，具体步骤如下：
(1)将软锰矿渣烘干研磨得到软锰矿渣颗粒；其中软锰矿渣中锰以MnO2形式存在，锰质量分数为38％；软锰矿渣颗粒的粒径为0.0065mm；
(2)将水加入到步骤(1)的软锰矿渣颗粒中进行调浆得到软锰矿渣浆；其中软锰矿渣浆中软锰矿渣的质量浓度为12％；
(3)将步骤(2)的软锰矿渣浆作为脱硫吸收液A送入烟气吸收塔中，将除尘后的含硫烟气通入吸收塔中与软锰矿渣浆进行脱硫和浸锰反应至浆液的pH值为1.6得到反应浆液A，停止通入含硫烟气；其中含硫烟气的流速为0.0075L/min，软锰矿渣浆的温度为50℃，含硫烟气与软锰矿渣浆的气液体积比为45:1；
(4)将水锰矿渣烘干研磨得到水锰矿渣颗粒；将水加入到水锰矿渣颗粒中进行调浆得到水锰矿渣浆；其中水锰矿渣颗粒的粒径为0.0065mm，水锰矿渣浆中水锰矿渣的质量浓度为12％；
(5)将步骤(4)的水锰矿渣浆加入到步骤(3)的反应浆液A中调节浆液的pH值为3.5得到脱硫吸收液B，脱硫吸收液B送入烟气吸收塔中，将除尘后的含硫烟气通入吸收塔中与脱硫吸收液B进行脱硫和浸锰反应至脱硫吸收液B失效，其中含硫烟气的流速为0.0075L/min，脱硫吸收液B的温度为50℃，含硫烟气与脱硫吸收液B的气液体积比为45:1；
本实施例软锰矿渣浆的脱硫效率为93％。
Claims (7)
1.一种相界面调控提高软锰矿渣浆液脱硫效率的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将软锰矿渣烘干研磨得到软锰矿渣颗粒；
(2)将水加入到步骤(1)的软锰矿渣颗粒中进行调浆得到软锰矿渣浆；
(3)将步骤(2)的软锰矿渣浆作为脱硫吸收液A送入烟气吸收塔中，将除尘后的含硫烟气通入吸收塔中与软锰矿渣浆进行脱硫和浸锰反应至浆液的pH值为1.4～1.6得到反应浆液A，停止通入含硫烟气；
(4)将水锰矿渣烘干研磨得到水锰矿渣颗粒；将水加入到水锰矿渣颗粒中进行调浆得到水锰矿渣浆；
(5)将步骤(4)的水锰矿渣浆加入到步骤(3)的反应浆液A中调节浆液的pH值为2.5～3.5得到脱硫吸收液B，脱硫吸收液B送入烟气吸收塔中，将除尘后的含硫烟气通入吸收塔中与脱硫吸收液B进行脱硫和浸锰反应至脱硫吸收液B失效。
2.根据权利要求1所述相界面调控提高软锰矿渣浆液脱硫效率的方法，其特征在于：软锰矿渣中锰以MnO2形式存在，锰质量分数低于40％。
3.根据权利要求1所述相界面调控提高软锰矿渣浆液脱硫效率的方法，其特征在于：步骤(1)软锰矿渣颗粒的粒径不大于0.075mm。
4.根据权利要求1所述相界面调控提高软锰矿渣浆液脱硫效率的方法，其特征在于：步骤(2)软锰矿渣浆中软锰矿渣的质量浓度为12.0～13.0％。
5.根据权利要求1所述相界面调控提高软锰矿渣浆液脱硫效率的方法，其特征在于：步骤(3)含硫烟气的流速为300～1000L/min，软锰矿渣浆的温度为40～50℃，含硫烟气与软锰矿渣浆的气液体积比为(35～45):1。
6.根据权利要求1所述相界面调控提高软锰矿渣浆液脱硫效率的方法，其特征在于：步骤(4)水锰矿渣颗粒的粒径不大于0.075mm，水锰矿渣浆中水锰矿渣的质量浓度为12.0～13.0％。
7.根据权利要求1所述相界面调控提高软锰矿渣浆液脱硫效率的方法，其特征在于：步骤(5)含硫烟气的流速为300～1000L/min，脱硫吸收液B的温度为40～50℃，含硫烟气与脱硫吸收液B的气液体积比为(35～45):1。
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| 贵永亮等: "《铁矿粉烧结过程中固体燃料的行为及烟气脱硫技术》", 30 June 2016, 中国矿业大学出版社 * |
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| Publication number | Publication date |
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| CN109847550B (zh) | 2021-09-24 |
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