CN113117489A - 烟气脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化工艺 - Google Patents

烟气脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN113117489A
CN113117489A CN201911401424.8A CN201911401424A CN113117489A CN 113117489 A CN113117489 A CN 113117489A CN 201911401424 A CN201911401424 A CN 201911401424A CN 113117489 A CN113117489 A CN 113117489A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flue gas
ash
weight
desulfurization
integrated process
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911401424.8A
Other languages
English (en)
Inventor
童裳慧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongjing New Materials Co ltd
Original Assignee
Zhongjing New Materials Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongjing New Materials Co ltd filed Critical Zhongjing New Materials Co ltd
Priority to CN201911401424.8A priority Critical patent/CN113117489A/zh
Publication of CN113117489A publication Critical patent/CN113117489A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75—Multi-step processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/60—Simultaneously removing sulfur oxides and nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/81—Solid phase processes
    • B01D53/83—Solid phase processes with moving reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/10—Oxidants
    • B01D2251/106—Peroxides

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本发明公开了一种烟气脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化工艺。该一体化工艺包括以下步骤：将原烟气通过预除尘处理得到第一烟气；将第一烟气与过氧化氢水溶液接触以反应得到第二烟气；将第二烟气经过脱硫脱硝处理以形成第三烟气；将所述第三烟气用布袋除尘器进行处理，得到颗粒物和净化烟气；所述颗粒物包括副产物灰渣和未反应完全的脱硫脱硝剂；所述副产物灰渣包含硫酸钙和硫酸钠；将包括副产物灰渣、矿粉、粉煤灰和碱激发剂的原料混合均匀，得到所述胶凝材料；其中，以矿粉为1重量份为基准，副产物灰渣为1～2.4重量份、粉煤灰为0.8～2.4重量份、碱激发剂为0.16～0.36重量份。本发明的脱硝效率高，所得胶凝材料的强度较高。

Description

烟气脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化工艺
技术领域
本发明涉及一种烟气脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化工艺。
背景技术
近年来，一方面，中国大多数火电厂和工业锅炉行业仍沿用传统的大气污染物治理方法，如使用湿法烟气脱硫和选择性催化还原法等对燃煤烟气中的二氧化硫和氮氧化物(尤其是一氧化氮)进行脱除。这些工艺往往使用昂贵的催化剂来实现超低排放的目标，导致工厂运营成本增加。基于此，开发一种脱硫效率和脱硝效率高、成本低、产物无二次污染并可实现一体化脱硫脱硝的技术是研究者和企业十分关心的问题。
另一方面，水泥产业面临着需要研究开发低能耗、低排放的新型水泥的压力。而如何以脱硫脱硝副产物灰渣为原料制备得到能够替代水泥的新型无机胶凝材料是亟待解决的问题。
如果上述两方面问题一体化得到解决，则既可以实现一体化脱硫脱硝，提高脱硫效率和脱硝效率；又可以实现固体废物再利用，并可减小环境压力，大大减少煤、电资源及石灰石、铁矿石、粘土和石膏等自然资源的消耗。
CN109833750A公开了一种采用SNCR/SCR混合工艺的锅炉烟气脱硝系统。燃煤锅炉烟气经除尘加热后一部分进行SNCR处理，经过氨基催化喷淋后还原；而另一部分烟气进行SCR处理，依次经过二级过热器和二级锅炉省煤器，后通过SCR脱硝催化层进行净化；烟气最后经整流格栅整合后排出。该脱硝系统中工艺复杂，设备繁多，极易发生氨逃逸，存在一定的危险性，且极难控制烟气温度。
CN102772986A公开了一种烟气脱硫脱硝一体化工艺。该工艺利用包括石灰石、活性焦、催化剂和水制备的吸收剂浆液吸收并脱除烟气中的NOx和SO2。该工艺存在催化剂成本高、运行过程中催化剂易失活、产物易造成二次污染等问题。此外，该工艺中脱硝效率仅有80％，仍待提高。
CN107441909A公开了一种脱硫脱硝一体化工艺。该脱硫脱硝工艺包括除尘、换热、通入臭氧反应、碱液吸收。该工艺中碱液可以是氨水、氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠。用碱液同时吸收烟气中的SOx和被氧化的NOx，从而将烟气中的NOx和SOx彻底脱除干净，烟气达标排放。该工艺中未提及脱硫脱硝灰渣的再利用，而且该工艺采用昂贵的臭氧氧化，导致成本较高。
CN109231860A公开了一种胶凝材料，其原料包括工业固体废弃物、外加掺合料和激发剂。掺合剂为矿石原料，需要消耗大量的自然资源。该专利文献中制备胶凝材料的原料未涉及脱硫脱硝副产物灰渣。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烟气脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化工艺。本发明的一体化工艺具有较高的脱硫效率和脱硝效率，制造的胶凝材料强度高。进一步地，本发明能够实现废气和固废的协同再利用。
本发明通过以下技术方案达到上述目的。
本发明提供一种烟气脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化工艺，包括以下步骤：
(1)将原烟气进行预除尘处理，得到第一烟气；将所述第一烟气与过氧化氢水溶液在烟气管道内接触以进行氧化反应，得到第二烟气；将第二烟气通入密相干塔，然后与脱硫脱硝剂干粉反应，从而形成第三烟气；其中，所述脱硫脱硝剂干粉含有吸收剂干粉和亚硫酸氢钠干粉；所述吸收剂干粉为含钙的碱性物质干粉；
(2)将所述第三烟气通过布袋除尘器进行处理，得到颗粒物和净化烟气；所述颗粒物包括副产物灰渣和未反应完全的脱硫脱硝剂；所述副产物灰渣包含硫酸钙和硫酸钠；将所述副产物灰渣排入至灰仓；将未反应完全的脱硫脱硝剂循环至密相干塔；
(3)将包括副产物灰渣、矿粉、粉煤灰和碱激发剂的原料混合均匀，得到胶凝材料；其中，以矿粉为1重量份为基准，副产物灰渣为1～2.4重量份、粉煤灰为0.8～2.4重量份、碱激发剂为0.16～0.36重量份。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(3)中，所述胶凝材料包含以下重量份的原料：以矿粉为1重量份为基准，副产物灰渣为1.2～2.2重量份、粉煤灰为1～2重量份、碱激发剂为0.2～0.32重量份。
根据本发明的一体化工艺，优选地，所述胶凝材料由以下重量份的原料组成：矿粉为1重量份，副产物灰渣为1～2.4重量份、粉煤灰为0.8～2.4重量份和碱激发剂为0.16～0.36重量份。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(3)中，所述碱激发剂选自氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(1)中，单位时间内通入的原烟气中所含一氧化氮与单位时间内加入的过氧化氢水溶液中的H2O2的摩尔比为1:1～4；所述过氧化氢水溶液的浓度为15～35wt％。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(1)中，将所述过氧化氢水溶液通过第一喷淋设备喷淋到烟气管道内，并与所述第一烟气以进行氧化反应；所述过氧化氢水溶液与所述第一烟气接触时间为1～25s；所述第一烟气在烟气管道内的流速为6～15m/s。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(1)中，单位时间内通入的原烟气中所含一氧化氮与单位时间内加入的亚硫酸氢钠干粉的摩尔比为1:2.9～4.8。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(1)中，单位时间内加入的吸收剂干粉与单位时间内通入的原烟气中所含二氧化硫的摩尔比为钙硫比，所述钙硫比为1～2:1。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(1)中，所述含钙的碱性物质选自氧化钙和氢氧化钙中的一种或两种。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(1)中，所述第二烟气在密相干塔内的流速为1～7m/s；步骤(1)中，所述密相干塔内脱硫脱硝剂干粉与所述第二烟气接触时间为5～30s。
本发明以过氧化氢，含钙的碱性物质吸收剂(氧化钙和/或氢氧化钙)和亚硫酸氢钠为烟气处理剂，将烟气中的二氧化硫和氮氧化物除去。该方法具有很高的脱硝效率和脱硫效率。所得副产物灰渣可以直接作为胶凝材料的生产原料。与臭氧氧化工艺相比，本发明所得胶凝材料的成本更低，脱硝效率也比较高。
附图说明
图1为本发明的一体化装置的示意图。
1-吸收剂仓；2-还原剂仓；3-氧化剂储罐；4-雾化器；5-电除尘器；6-密相干塔；7-加湿器；8-布袋除尘器；9-灰仓；10-烟囱；11-球磨机；12-粉煤灰仓；13-矿粉仓；14-碱激发剂仓；15-卧式螺带混合机；16-包装机。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明的所述原烟气可以为来自燃煤锅炉、钢铁烧结机、球团、工业窑炉等含二氧化硫(SO2)和含一氧化氮(NO)的烟气。有时候，本发明的烟气脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化工艺也可以称为基于烟气脱硫脱硝制造胶凝材料的一体化工艺。
本发明的烟气脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化工艺同时包括烟气脱硫脱硝工艺和胶凝材料制造工艺，二者紧密结合。需要同时研究烟气脱硫脱硝工艺参数及胶凝材料制造工艺参数才能实现一体化，才能够实现较高的脱硫效率和脱硝效率，以及同时才能够得到具有较高强度的胶凝材料。因而本发明的一体化工艺不同于通常的单独的烟气脱硫脱硝工艺，也不同于通常的单独的胶凝材料制造工艺。
本发明的一体化工艺包括如下步骤：(1)烟气脱硫脱硝步骤；(2)除尘步骤；(3)胶凝材料制造步骤。下面进行详细描述。
<烟气脱硫脱硝步骤>
将原烟气进行预除尘处理，得到第一烟气。本发明的原烟气的含尘量为80～200mg/Nm3，优选为90～180mg/Nm3，更优选为100～160mg/Nm3。
本发明的预除尘处理为将原烟气通过预除尘设备进行预处理，得到第一烟气。预除尘效率可达90％以上。预除尘设备可以采用布袋式除尘器、旋流式除尘器或者电除尘器，且优选为电除尘器。经过预除尘步骤，可以脱除烟气中较大及微小的颗粒。
第一烟气中含尘量为5～20mg/Nm3，优选为6～18mg/Nm3，更优选为7～16mg/Nm3。当第一烟气中的含尘量为上述范围时，能够使过氧化氢与烟气中的NO更加充分地反应，从而形成NO2、N2O5等高价态氮氧化物，有利于提高脱硝效率，进而有利于改善胶凝材料强度。
本发明的原烟气的氧气含量为5～23vol％，优选为8～20vol％。这样有利于提高脱硝效率。
预除尘处理所得第一烟气的温度可以为90～150℃，优选为100～130℃，更优选为110～120℃。原烟气的含湿量为5～15％，优选为5～12％。将烟气温度、烟气湿度控制在上述范围，更加有利于过氧化氢水溶液将NO强制氧化为NO2、N2O5等高价态氮氧化物，从而提高脱硝效率。
本发明的原烟气的含硫量为500～4500mg/Nm3，优选为600～4500mg/Nm3，更优选为600～4000mg/Nm3。原烟气中含硫的物质主要为二氧化硫。原烟气的氮氧化物NOx浓度为200～600mg/Nm3，优选为300～550mg/Nm3。原烟气中的氮氧化物主要为NO。这样有利于改善胶凝材料的强度。
将第一烟气通入位于密相干塔之前的烟气管道内。将所述第一烟气与过氧化氢水溶液在烟气管道内接触以进行氧化反应，得到第二烟气。这样有利于提高脱硝效率。
利用过氧化氢氧化NO的氧化原理如下：
NO+H2O2→NO2+H2O(主)
2NO+3H2O2→N2O5+3H2O(主)
2NO+3H2O2→2HNO3+2H2O(副)
2NO+H2O2→2HNO2(副)
单位时间内通入的原烟气中所含一氧化氮与单位时间内加入的过氧化氢水溶液中的H2O2的摩尔比为1:1～4，优选为1:1.1～3，更优选为1:1.2～1.6。这样能够提高脱硝效率，且节约过氧化氢水溶液用量，且可以改善胶凝材料的强度。
过氧化氢水溶液的浓度可以为15～35wt％，优选为20～35wt％，更优选为27.5wt％或35wt％。再优选为27.5wt％。过氧化氢水溶液与第一烟气的接触时间可以为1～25s，优选为1～10s，更优选为1～3s。第一烟气在烟气管道内的流速为6～15m/s，优选为9～13m/s，更优选为10～12m/s。这样有利于提高脱硝效率。
在本发明中，通过氧化剂储罐将过氧化氢水溶液供给至第一喷淋设备，并将过氧化氢水溶液通过第一喷淋设备进行喷淋至烟气管道内，然后与第一烟气在烟气管道内接触并反应，以形成第二烟气。根据本发明的一个具体实施方式，第一喷淋设备为雾化器。并且氧化反应步骤在进入密相干塔之前的烟气管道内进行。这样有利于促进对烟气中的NO的氧化，提高脱硝效率。
过氧化氢将烟气中的一氧化氮(NO)氧化为二氧化氮(NO2)、五氧化二氮(N2O5)等高价态氮氧化物，便于与亚硫酸氢钠干粉反应。利用过氧化氢水溶液将第一烟气中的NO进行氧化后的产物包括：NO2、N2O5、HNO3、HNO2和H2O，并得到第二烟气。
将第二烟气通入密相干塔，然后与脱硫脱硝剂干粉反应，从而形成第三烟气。所述脱硫脱硝剂干粉含有吸收剂干粉和亚硫酸氢钠干粉；所述吸收剂干粉为含钙的碱性物质干粉。所述含钙的碱性物质干粉选自氧化钙和氢氧化钙中的一种或两种，优选为氢氧化钙干粉。
采用亚硫酸氢钠干粉和吸收剂干粉与第二烟气进行脱硫脱硝反应原理如下：
4NaHSO3+2NO2→N2+2Na2SO4+2H2SO4(主)
10NaHSO3+2N2O5→2N2+5Na2SO4+5H2SO4(主)
10NaHSO3+4HNO3→2N2+5Na2SO4+5H2SO4+2H2O(副)
6NaHSO3+4HNO2→2N2+3Na2SO4+3H2SO4+2H2O(副)
4NaHSO3+2NO+O2→N2+2Na2SO4+2H2SO4(副)
SO2+H2O→H2SO3(主)
3H2SO3+2Ca(OH)2→Ca(HSO3)2+CaSO3+4H2O(主)
Ca(HSO3)2+2CaSO3+2O2+Ca(OH)2→4CaSO4+2H2O(主)
NO+NO2+Ca(OH)2→Ca(NO2)2+H2O(副)
Ca(NO2)2+O2→Ca(NO3)2(副)
N2O5+Ca(OH)2→Ca(NO3)2+H2O(副)
HNO2+HNO3+1/2O2+Ca(OH)2→Ca(NO3)2+2H2O(副)
H2SO4+Ca(OH)2→CaSO4+2H2O
单位时间内通入的原烟气中所含一氧化氮与单位时间内加入的亚硫酸氢钠干粉的摩尔比为1:2.9～4.8，优选为1:3～3.9，更优选为1:3～3.7。亚硫酸氢钠干粉的粒度为100～400目，优选为150～350目，更优选为200～300目。这样有利于吸收剂对二氧化硫的吸收以提高脱硝效率，且有利于改善胶凝材料的强度。若亚硫酸氢钠用量太少，则脱硝效率较低，胶凝材料性能不佳；若亚硫酸氢钠用量太多，脱硝效率不会明显提高，且影响吸收剂的吸收，胶凝材料性能不佳。
单位时间内加入的吸收剂干粉与单位时间内通入的原烟气中所含二氧化硫的摩尔比为钙硫比，所述钙硫比为1～2:1，优选为1.1～1.8:1，更优选为1.1～1.5:1。吸收剂干粉(氢氧化钙干粉和/或氧化钙干粉)的粒度为100～400目，优选为150～350目，更优选为200～250目。这样有利于提高脱硫效率。
脱硫脱硝剂干粉与第二烟气在所述密相干塔中的接触时间可以为5～30s，优选为6～15s，更优选为9～12s。第二烟气在密相干塔内的流速可以为1～7m/s，优选为2～5m/s，更优选为3～5m/s，例如4m/s。这样有利于提高脱硫效率和脱硝效率，进而有利于改善胶凝材料的强度。
根据本发明的一个实施方式，将第二烟气通入密相干塔，将吸收剂干粉和亚硫酸氢钠干粉分别通过吸收剂仓和还原剂仓喷入至密相干塔，且通过第二喷淋设备向密相干塔内喷入水，从而加湿吸收剂干粉和亚硫酸氢钠干粉，并且吸收剂干粉和亚硫酸氢钠干粉与所述第二烟气在密相干塔内接触并反应，从而形成第三烟气。根据本发明的一个具体实施方式，第二喷淋设备为加湿器。密相干塔为本领域常用的吸收塔。
通过加湿器将水喷入至密相干塔中。少量的水可以促进亚硫酸氢钠干粉还原第二烟气中的氮氧化物，并且少量的水可以促进吸收剂干粉吸收第二烟气中的二氧化硫以及硫酸。这样可以显著改善烟气脱硫脱硝效果。适量的水分对烟气脱硫脱硝是有利的。但是，过多的水分则导致吸收剂干粉团聚，影响烟气脱硫脱硝效果。
在本发明中，吸收剂干粉由吸收剂仓供给。亚硫酸氢钠干粉由还原剂仓供给。加湿吸收剂和亚硫酸氢钠干粉所用的水由第二喷淋设备供给。
<除尘步骤>
将所述第三烟气通过布袋除尘器进行处理，得到颗粒物和净化烟气。采用布袋除尘器进行除尘处理。所述颗粒物包括副产物灰渣和未反应完全的脱硫脱硝剂。
副产物灰渣包含硫酸钙和硫酸钠，副产物灰渣被排入至灰仓，用以制备胶凝材料的原料。这样既有利于改善胶凝材料的强度，又可以实现固废再利用。
净化烟气从排气设备(比如烟囱)排出。未反应完全的脱硫脱硝剂则被循环至所述密相干塔。
<胶凝材料制造步骤>
将包括副产物灰渣、矿粉、粉煤灰和碱激发剂的原料混合均匀，得到胶凝材料。在某些实施方案中，原料由副产物灰渣、矿粉、粉煤灰和碱激发剂组成。
以矿粉为1重量份为基准，副产物灰渣可以为1～2.4重量份。优选地，副产物灰渣为1.2～2.2重量份。更优选地，副产物灰渣为1.2～2重量份。这样有利于改善胶凝材料的抗压强度和抗折强度。
本发明的矿粉可以选用S105、S95或S75级矿粉，优选为S105级矿粉。矿粉的粒度可以为150～500目，优选为200～400目，更优选为300～350目。这样有利于得到抗压强度和抗折强度更高的胶凝材料。
以矿粉为1重量份为基准，本发明的粉煤灰可以为0.8～2.4重量份。优选地，粉煤灰为1～2重量份。更优选地，粉煤灰为1～1.8重量份。粉煤灰选自一级粉煤灰和二级粉煤灰的一种或两种，优选为一级粉煤灰。粉煤灰的粒度可以为150～500目，优选为200～400目，更优选为300～350目。这样有利于改善胶凝材料的抗压强度和抗折强度。
本发明的碱激发剂选自氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH)中的一种或两种。优选为NaOH。以矿粉为1重量份为基准，碱激发剂可以为0.16～0.36重量份。优选地，碱激发剂为0.2～0.32重量份。更优选地，碱激发剂为0.2～0.28重量份。这样有利于得到抗压强度和抗折强度更高的胶凝材料。
根据本发明的一个实施方式，所述胶凝材料由以下重量份的原料组成：矿粉为1重量份，副产物灰渣为1～2.4重量份、粉煤灰为0.8～2.4重量份和碱激发剂为0.16～0.36重量份。根据本发明另一个实施方式，所述胶凝材料由以下重量份的原料组成：矿粉为1重量份，副产物灰渣为1.2～2.2重量份、粉煤灰为1～2重量份和碱激发剂为0.2～0.32重量份。根据本发明的再一个实施方式，所述胶凝材料由以下重量份的原料组成：矿粉为1重量份，副产物灰渣为1.2～1.8重量份、粉煤灰为1～1.8重量份和碱激发剂为0.2～0.28重量份。
根据本发明的一个具体实施方式，所述胶凝材料由以下重量份的原料组成：矿粉为25重量份，副产物灰渣为25～60重量份、粉煤灰为20～60重量份和碱激发剂为4～9重量份。
将包括副产物灰渣、矿粉、粉煤灰和碱激发剂的原料混合前，可以将副产物灰渣进行研磨至粒度为150～500目，优选为200～400目，更优选为300～350目。这样有利于改善胶凝材料的性能。
本发明的研磨所用设备优选为球磨机。球磨机内料球比为1:8～12，研磨时间为0.5～2h。优选地，球磨机内料球比为1:9～11，研磨时间为0.5～1.5h。料球比是指球磨机内物料与研磨体质量之比。
可以采用常规方法将这些原料混合均匀。混合设备可以采用单轴混合设备、双轴混合设备或卧式螺带混合机，优选为卧式螺带混合机。
根据本发明的一个实施方式，将副产物灰渣加入至球磨机进行研磨0.5～1.5h，至将副产物灰渣磨到粒度为300～350目；将研磨后的副产物灰渣、矿粉、粉煤灰和碱激发剂在卧式螺带混合机内进行混合，得到胶凝材料。球磨机内料球比为1:9～11。
在本发明中，副产物灰渣通过灰仓供给至混合设备。粉煤灰通过粉煤灰仓供给至混合设备。矿粉通过矿粉仓供给至混合设备。碱激发剂通过碱激发剂仓供给至混合设备。将制备好的胶凝材料采用(自动)包装机进行包装，避免产品受潮和混入杂质。
实施例1
用于本发明的烟气脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化工艺的装置示意图如图1所示。
将来自烧结机的原烟气采用电除尘器5除去颗粒物质，得到第一烟气。将第一烟气通入烟气管道内。将浓度为27.5wt％的过氧化氢水溶液通过氧化剂储罐3供给至位于烟气管道内的雾化器4；然后将过氧化氢水溶液通过雾化器4喷淋至烟气管道内，并与第一烟气在烟气管道内接触并反应，从而形成第二烟气。
将第二烟气通入密相干塔6，同时将氢氧化钙干粉和亚硫酸氢钠干粉分别通过吸收剂仓1和还原剂仓2供给并喷入密相干塔6内，且同时通过加湿器7向密相干塔6内喷入水，从而加湿氢氧化钙干粉和亚硫酸氢钠干粉(即加湿脱硫脱硝剂干粉)，并且氢氧化钙干粉和亚硫酸氢钠干粉与第二烟气接触10s并发生反应，从而形成第三烟气。
将第三烟气采用布袋除尘器8进行除尘处理，得到颗粒物和净化烟气。颗粒物包括副产物灰渣和未反应完全的脱硫脱硝剂。副产物灰渣排入至灰仓9。净化烟气通过烟囱10排出。将未反应完全的氢氧化钙干粉和亚硫酸氢钠干粉送入密相干塔6进行循环利用。脱硫脱硝处理的相关参数见表1～2。表1中所述的“烟气”为原烟气。本发明的脱硫效率为99.7％，脱硝效率可达94.8％。
表1、入口烟气参数及工艺参数
参数 数值 单位
入口烟气量(工况) 1151648 m<sup>3</sup>/h
入口烟气量(标况湿) 800000 Nm<sup>3</sup>/h
入口烟气温度 120 ℃
SO<sub>2</sub>入口浓度 2500 mg/Nm<sup>3</sup>
NO入口浓度 210 mg/Nm<sup>3</sup>
烟气含湿量 10 ％
烟气含氧量 18 ％
烟气含尘量 120 mg/Nm<sup>3</sup>
烟道内烟气流速 12 m/s
空塔烟气流速 3.8 m/s
NO/H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>摩尔比 1:1.5 —
NO/NaHSO<sub>3</sub>摩尔比 1:3 —
钙硫比 1.3 —
H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>质量分数 27.5 ％
氧化剂喷入量 1039 kg/h
亚硫酸氢钠纯度 99 ％
亚硫酸氢钠粒度 200～300 目
亚硫酸氢钠用量 1765 kg/h
吸收剂(消石灰)纯度 90 ％
吸收剂(消石灰)粒度 200～300 目
氢氧化钙(消石灰)用量 3340 kg/h
表2、出口烟气参数及脱硫脱硝率
项目 数量 单位
排烟温度 40 ℃
脱硫效率 99.7 ％
脱硝效率 94.8 ％
将副产物灰渣由灰仓9输送至球磨机11，然后球磨至粒度为300～350目。将球磨后的副产物灰渣输送至卧式螺带混合机15内；同时将粉煤灰、矿粉和氢氧化钠分别由粉煤灰仓12、矿粉仓13和碱激发剂仓14输送至卧式螺带混合机15内，并进行充分混合，得到胶凝材料。副产物灰渣、粉煤灰、矿粉和氢氧化钠的用量参照表3。所得胶凝材料可以通过包装机16进行包装。
将所得胶凝材料在40mm×40mm×160mm的模板中进行浇筑，根据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》进行测定。结果见表4。
表3、胶凝材料的各原料用量
参数 数值 单位
副产物灰渣 30 重量份
矿粉 25 重量份
粉煤灰 45 重量份
碱激发剂(NaOH) 5 重量份
表4、胶凝材料的性能
龄期 抗压强度 抗折强度 单位
3d 24 4.2 MPa
7d 34 6.4 MPa
28d 60 9.3 MPa
由表可知，胶凝材料的抗折强度与抗压强度均能够达到52.5级水泥国家相关标准。
实施例2
与实施例1的不同在于仅在于胶凝材料的原料组成配比不同。本实施例的胶凝材料的各原料用量参见表5。所得胶凝材料的性能参见表6。
表5、胶凝材料各原料用量
参数 数值 单位
副产物灰渣 45 重量份
矿粉 25 重量份
粉煤灰 30 重量份
碱激发剂(NaOH) 5 重量份
表6、胶凝材料的性能
龄期 抗压强度 抗折强度 单位
3d 32 5.0 MPa
7d 36 6.7 MPa
28d 75 10.7 MPa
由表可知，所得胶凝材料的抗折强度与抗压强度均能够达到52.5级水泥国家相关标准。
比较例1
除了以下条件之外，其余与实施例1相同:
氧化剂为含臭氧的气体，由臭氧发生器制备得到，该含臭氧的气体中臭氧的浓度为10wt％，含臭氧的气体经高压雾化喷嘴喷入烟气管道与烟气混合，且未使用亚硫酸氢钠干粉。脱硫效率为98.6％，脱硝效率为85.1％。
将所得胶凝材料在40mm×40mm×160mm的模板中进行浇筑，根据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》进行测定。结果如表7所示。
表7、胶凝材料的性能
龄期 抗压强度 抗折强度 单位
3d 20 3.5 MPa
7d 25 5.2 MPa
28d 51 8.5 MPa
将比较例1和实施例1～2进行对比可知，采用本发明的氧化剂溶液不仅可以提高脱硝效率，还可以提高胶凝材料的抗折强度和抗压强度。
比较例2
除了以下工艺参数及相应的亚硫酸氢钠干粉用量之外，其他工艺参数与实施例1相同。亚硫酸氢钠干粉用量见表8。脱硫效率和脱硝效率见表9。
表8
参数 数值 单位
NO/NaHSO<sub>3</sub>摩尔比 1:2.7 —
表9
项目 数值 单位
脱硫效率 99.4 ％
脱硝效率 87.5 ％
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (10)

1.一种烟气脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将原烟气进行预除尘处理，得到第一烟气；将所述第一烟气与过氧化氢水溶液在烟气管道内接触以进行氧化反应，得到第二烟气；将第二烟气通入密相干塔，然后与脱硫脱硝剂干粉反应，从而形成第三烟气；其中，所述脱硫脱硝剂干粉含有吸收剂干粉和亚硫酸氢钠干粉；所述吸收剂干粉为含钙的碱性物质干粉；
(2)将所述第三烟气通过布袋除尘器进行处理，得到颗粒物和净化烟气；所述颗粒物包括副产物灰渣和未反应完全的脱硫脱硝剂；所述副产物灰渣包含硫酸钙和硫酸钠；将所述副产物灰渣排入至灰仓；将未反应完全的脱硫脱硝剂循环至密相干塔；
(3)将包括副产物灰渣、矿粉、粉煤灰和碱激发剂的原料混合均匀，得到胶凝材料；其中，以矿粉为1重量份为基准，副产物灰渣为1～2.4重量份、粉煤灰为0.8～2.4重量份、碱激发剂为0.16～0.36重量份。
2.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述胶凝材料包含以下重量份的原料：以矿粉为1重量份为基准，副产物灰渣为1.2～2.2重量份、粉煤灰为1～2重量份、碱激发剂为0.2～0.32重量份。
3.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，所述胶凝材料由以下重量份的原料组成：矿粉为1重量份，副产物灰渣为1～2.4重量份、粉煤灰为0.8～2.4重量份和碱激发剂为0.16～0.36重量份。
4.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述碱激发剂选自氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(1)中，单位时间内通入的原烟气中所含一氧化氮与单位时间内加入的过氧化氢水溶液中的H2O2的摩尔比为1:1～4；所述过氧化氢水溶液的浓度为15～35wt％。
6.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(1)中，将所述过氧化氢水溶液通过第一喷淋设备喷淋到烟气管道内，并与所述第一烟气以进行氧化反应；所述过氧化氢水溶液与所述第一烟气接触时间为1～25s；所述第一烟气在烟气管道内的流速为6～15m/s。
7.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(1)中，单位时间内通入的原烟气中所含一氧化氮与单位时间内加入的亚硫酸氢钠干粉的摩尔比为1:2.9～4.8。
8.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(1)中，单位时间内加入的吸收剂干粉与单位时间内通入的原烟气中所含二氧化硫的摩尔比为钙硫比，所述钙硫比为1～2:1。
9.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述含钙的碱性物质选自氧化钙和氢氧化钙中的一种或两种。
10.根据权利要求1～9任一项所述的一体化工艺，其特征在于：步骤(1)中，所述第二烟气在密相干塔内的流速为1～7m/s；步骤(1)中，所述密相干塔内脱硫脱硝剂干粉与所述第二烟气接触时间为5～30s。
CN201911401424.8A 2019-12-31 2019-12-31 烟气脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化工艺 Pending CN113117489A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911401424.8A CN113117489A (zh) 2019-12-31 2019-12-31 烟气脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911401424.8A CN113117489A (zh) 2019-12-31 2019-12-31 烟气脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113117489A true CN113117489A (zh) 2021-07-16

Family

ID=76768352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911401424.8A Pending CN113117489A (zh) 2019-12-31 2019-12-31 烟气脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113117489A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6214308B1 (en) * 1998-12-09 2001-04-10 The University Of Cincinnati Process for removal of nitric oxides and sulfur oxides from flue gases
CN103212281A (zh) * 2013-03-29 2013-07-24 江苏中显集团有限公司 一种烟气脱硫脱硝一体化方法及其专用装置
CN107488021A (zh) * 2017-09-30 2017-12-19 中晶蓝实业有限公司 基于臭氧氧化的胶凝材料的制造方法
CN107983119A (zh) * 2017-12-05 2018-05-04 中晶环境科技股份有限公司 基于臭氧强制氧化的干法脱硫脱硝方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6214308B1 (en) * 1998-12-09 2001-04-10 The University Of Cincinnati Process for removal of nitric oxides and sulfur oxides from flue gases
CN103212281A (zh) * 2013-03-29 2013-07-24 江苏中显集团有限公司 一种烟气脱硫脱硝一体化方法及其专用装置
CN107488021A (zh) * 2017-09-30 2017-12-19 中晶蓝实业有限公司 基于臭氧氧化的胶凝材料的制造方法
CN107983119A (zh) * 2017-12-05 2018-05-04 中晶环境科技股份有限公司 基于臭氧强制氧化的干法脱硫脱硝方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019062453A1 (zh) 基于臭氧氧化的胶凝材料的制造方法
CN107983119A (zh) 基于臭氧强制氧化的干法脱硫脱硝方法
CN101259365B (zh) 两级预喷水循环流化床脱硫工艺及其系统
CN110787606B (zh) 烧结烟气循环流化床脱硫中脱硝脱汞一体化装置及方法
CN104197343A (zh) 一种富氧燃烧再循环烟气催化脱硫系统及方法
CN108043210A (zh) 一种焦炉烟气的脱硫和除尘脱硝一体化系统
CN101785965A (zh) 一种络合吸收循环半干法脱硫脱硝一体化工艺及装置
CN103170228A (zh) 一种烟气脱硝混合溶液及其应用方法
CN111249873A (zh) 石灰窑烟气sds干法脱硫及scr低温脱硝的装置和方法
CN113083015A (zh) 一种半干法烟气脱硫渣资源化利用方法
CN217220890U (zh) 优化的生活垃圾焚烧烟气脱硝脱酸除尘一体化系统
CN210631915U (zh) 一种水泥窑脱硫系统
CN111111773A (zh) 一种水泥生产脱硫脱硝催化剂
WO2021134927A1 (zh) 干法一体化烟气脱硫脱硝工艺
CN114028925A (zh) 一种烟气用脱硫脱硝剂以及其进行脱硫脱硝的方法和装置
CN102040199A (zh) 用固体热载体分解亚硫酸钙回收二氧化硫
CN113634100A (zh) 一种用二氧化氯对烧结烟气进行氧化脱硝的方法
CN113117483A (zh) 干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法
CN213668653U (zh) 含有移动床脱硫脱硝塔的脱硫脱硝装置
CN113117489A (zh) 烟气脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化工艺
CN110787617B (zh) 一种烧结烟气半干法脱硫脱硝一体化装置及方法
CN204006034U (zh) 一种富氧燃烧再循环烟气催化脱硫系统
CN201791470U (zh) 一种中小型燃煤锅炉干法悬浮床式烟气脱硫系统
CN113117493A (zh) 利用混合还原剂进行烟气脱硫脱硝的方法
CN113117495A (zh) 烟气净化及胶结材料制备的一体化工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210716