CN113117495A - 烟气净化及胶结材料制备的一体化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气净化及胶结材料制备的一体化工艺。该工艺包括以下步骤：(1)将原烟气经过预除尘处理，得到预除尘烟气；将预除尘烟气与含氯氧化物的气体在进入脱硫脱硝塔之前的烟气管道内接触，从而形成氧化烟气；将氧化烟气与含有亚硫酸氢钠和氢氧化镁的处理浆液接触，从而获得脱硫脱硝烟气和脱硫脱硝浆液；其中，所述含氯氧化物的气体中含有二氧化氯，二氧化氯与预除尘烟气中的一氧化氮的摩尔比为1.1～1.8；(2)将脱硫脱硝浆液经过结晶、干燥和粉磨处理得到固体产物，再将固体产物、轻烧氧化镁、矿物掺合料和外加剂混合均匀，得到所述胶结材料。本发明的方法所得净化烟气的氮氧化物和二氧化硫浓度很低，所得胶结材料性能优异。

Description

烟气净化及胶结材料制备的一体化工艺
技术领域
本发明涉及一种烟气净化及胶结材料制备的一体化工艺。
背景技术
近年来，对于烟气净化技术和工艺的研究受到越来越多的关注。石灰石或石灰-石膏法是应用最广泛的湿法烟气脱硫技术，该技术具有脱硫效率高，运行可靠性好，吸收剂来源广泛，价格低等优点。SCR法是烟气脱硝技术中发展较为成熟的工艺，其脱硝效率高，占地面积小，但该技术要求温度较高，脱硝效率低，催化剂易导致中毒。因此，选用安全性高、脱除效率高的新型氧化-还原法进行烟气净化，是近年来相关行业的普遍趋势。
脱硫脱硝废料的处置一直是脱硫脱硝行业的难点。以脱硫脱硝副产物为原料制备新型无机胶结材料的研究，既可降低工艺消耗，实现固体废物再利用，也可减小环境压力，节省了大量的煤、电资源及石灰石、铁矿石、粘土和石膏等自然资源的消耗，存在广大的应用前景。
CN107551811A公开了一种基于干法/半干法脱硫的烧结烟气SCR脱硝工艺。该工艺中烟气依次经过除尘、干法脱硫，与烧结机引出的热烧结矿在环形冷却设备中换热，并同时进入移动式脱硝装置进行选择性催化还原反应，完成烟气的脱硫脱硝。该工艺脱硫步骤和脱硝步骤简单叠加，装置多、占地面积大，且存在氨逃逸和副产物堆积的问题，造成环境污染和资源浪费。
CN108339385A公开了一种双塔氨法脱硫与氧化催化脱硝有机结合的方法用于烧结烟气脱硫脱硝。首先，在喷淋液中添加液体有机催化剂，其次，使臭氧通过管道喷射进入脱硫系统入口烟道的反应区，将烟气中的NO氧化为NO2；最后，将烟气通入含有有机催化剂的氨法脱硫系统。该工艺脱硫塔由脱硫副塔与脱硫主塔组成，结构复杂，且需要额外添加催化剂，成本高，灵活性低。
CN108558249A公开了一种制备脱硫石膏的方法，包括反浮选、稳流、离心脱水、干燥等步骤，制备过程中还需加入一些晶粒增大剂、分散剂等助剂，该方法反浮选过程需要加入硫酸以控制脱硫浆液的pH值，对设备造成腐蚀，且对操作人员人身安全存在危险。
发明内容
本发明提供一种烟气净化及胶结材料制备的一体化工艺，其所得净化烟气的氮氧化物浓度和二氧化硫浓度很低，脱硫效率和脱硝效率非常高，其副产品制得的胶结材料抗压性能和抗折性能俱优。本发明通过如下技术方案实现上述技术目的。
本发明提供一种烟气净化及胶结材料制备的一体化工艺，包括如下步骤：
(1)烟气净化：将原烟气经过预除尘处理以除去大颗粒烟尘，得到预除尘烟气；所述预除尘烟气中含有一氧化氮和硫氧化物；将预除尘烟气与含氯氧化物的气体在进入脱硫脱硝塔之前的烟气管道内接触以氧化预除尘烟气中的一氧化氮，从而形成氧化烟气；将氧化烟气与含有亚硫酸氢钠和氢氧化镁的处理浆液在脱硫脱硝塔内接触，以脱除氧化烟气中的氮氧化物和硫氧化物，从而获得脱硫脱硝烟气和脱硫脱硝浆液；其中，所述含氯氧化物的气体中含有二氧化氯，所述二氧化氯与所述预除尘烟气中的一氧化氮的摩尔比为1.1～1.8；
(2)胶结材料制备：将脱硫脱硝浆液经过结晶、干燥和粉磨处理得到固体产物，再将固体产物、轻烧氧化镁、矿物掺合料和外加剂混合均匀，得到所述胶结材料。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(1)中，预除尘烟气在烟气管道的流速为9～13m/s，预除尘烟气与含氯氧化物的气体接触的时间为1～3s；氧化烟气在脱硫脱硝塔内的流速为3～7m/s，氧化烟气与处理浆液接触的时间为3～10s。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(1)中，处理浆液中的亚硫酸氢钠与预除尘烟气中的一氧化氮的摩尔比为2.5～3.9；处理浆液中的镁元素与预除尘烟气中的硫元素的摩尔比为1.1～1.5。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(1)中，首次与氧化烟气接触的处理浆液由亚硫酸钠水溶液和氢氧化镁浆液形成；其中，亚硫酸氢钠水溶液的浓度为10～25wt％，氢氧化镁浆液的浓度为10～20wt％。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(1)中，将处理浆液从脱硫脱硝塔的下部泵送至位于脱硫脱硝塔上部的喷淋层进行喷淋，与氧化烟气接触后落入脱硫脱硝塔的下部，然后循环至所述喷淋层继续喷淋。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(1)中，净化烟气中的二氧化硫浓度低于7mg/Nm3；净化烟气中的氮氧化物浓度低于11mg/Nm3。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(2)中，以所述胶结材料为100重量份计，粉磨后的固体产物为30～50重量份、轻烧氧化镁为20～50重量份、矿物掺合料为10～60重量份，外加剂为5～15重量份。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(2)中，所述轻烧氧化镁为菱镁矿轻烧粉和/或白云石轻烧粉；所述矿物掺合料选自矿渣、粉煤灰、煤矸石、火山灰、钢渣、磷渣、锂渣中的一种或多种；所述外加剂可以选自脲醛树脂、酚醛树脂、磷酸三丁酯、三聚氰胺树脂、古玛隆树脂、糖类缓凝剂、木质素磺酸盐类缓凝剂、硅酮酰胺、十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、纤维素、蛋白质、碳酸氢钠、碳酸铵、偶氮甲酰胺、偶氮二异丁腈、硫酸钠、硫代硫酸钙、硫酸铝、硫酸铝钾、硫酸钠、碳酸钠、硅酸钠中的一种或多种。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(2)中，所述胶结材料中氧化镁与硫酸镁摩尔比为6～12。
根据本发明的一体化工艺，优选地，步骤(2)中，粉磨后的固体产物、矿粉、粉煤灰和外加剂的粒度均为150～500目。
本发明首次将二氧化氯，氢氧化镁和亚硫酸钠组合用于烟气治理，所得净化烟气的氮氧化物浓度和二氧化硫浓度很低，完全满足国家排放标准。所得固体产物可作为胶结材料的生产原料，获得性能稳定的胶结材料。通过控制二氧化氯与一氧化氮的摩尔比，可在提高脱硫效率和脱硝效率的同时，提高胶结材料的性能。根据本发明优选的技术方案，提高胶结材料原材料中轻烧氧化镁的比例，可进一步提高胶结材料的性能。
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。
本发明的烟气净化及胶结材料制备的一体化工艺同时包括烟气净化和胶结材料制备的工艺，二者紧密结合。需要调节烟气净化的工艺参数及制备胶结材料的工艺参数才能实现一体化，因而不同于通常的单独的烟气净化工艺，也不同于通常的单独的制备胶结材料的工艺。本发明的烟气净化及胶结材料制备的一体化工艺包括烟气净化和胶结材料制备步骤。优选地，还可以包含烟气除雾步骤。下面进行详细描述。
<烟气净化>
将原烟气经过预除尘处理以除去大颗粒烟尘，得到预除尘烟气。所述预除尘烟气中含有一氧化氮和硫氧化物。本发明的原烟气可以为来自烧结机、球团、或燃煤锅炉的烟气。原烟气中的含尘量可以为80～200mg/Nm3；优选为90～180mg/m3；更优选为100～140mg/m3。具体地，原烟气在与含氯氧化物的气体接触前经过预除尘处理。预除尘处理可以采用静电除尘器，优选为湿式静电除尘器。预除尘率达到80％以上,优选达到85％以上，更优选达到90％以上。预除尘可以除去烟气中的大颗粒粉尘，避免粉尘干扰二氧化氯氧化一氧化氮，从而提高烟气氧化效率。
将预除尘烟气与含氯氧化物的气体在进入脱硫脱硝塔之前的烟气管道内接触以氧化预除尘烟气中的一氧化氮以形成高价态的氮氧化物，从而形成氧化烟气。所述含氯氧化物的气体中含有二氧化氯。所述二氧化氯与所述预除尘烟气中的一氧化氮的摩尔比为1.1～1.8。优选地，所述二氧化氯与所述预除尘烟气中的一氧化氮的摩尔比为1.2～1.7。更优选地，所述二氧化氯与所述预除尘烟气中的一氧化氮的摩尔比为1.3～1.5。这样可以保证很高的脱硝效率，可以节约二氧化氯的用量，且减少系统负荷。
反应原理如下：
2ClO2+5NO+H2O→2HCl+5NO2(主)
2ClO2+4NO→Cl2+4NO2(副)
2NO2+H2O→HNO2+HNO3(副)
5HNO2+2ClO2+H2O→5HNO3+2HCl(副)
将氧化烟气与含有亚硫酸氢钠和氢氧化镁的处理浆液在脱硫脱硝塔内接触，以脱除氧化烟气中的氮氧化物和硫氧化物，从而获得脱硫脱硝烟气和脱硫脱硝浆液。优选地，将氧化烟气与处理浆液在脱硫脱硝塔中接触。反应原理如下：
(1)氮氧化物的脱除
4NaHSO3+2NO2→N2+2Na2SO4+2H2SO4(主)
2NO2+H2O+HSO3 -→SO4 2-+2NO2 -+3H+(副)
4ClO2+2Mg(OH)2→Mg(ClO2)2+Mg(ClO3)2+2H2O(副)
2Cl2+2Mg(OH)2→MgCl2+Mg(ClO)2+2H2O(副)
(2)SO2的脱除
SO2+Mg(OH)2→MgSO3+H2O(主)
2MgSO3+O2→2MgSO4(主)
SO2+H2O→H2SO3(副)
H2SO3+Mg(OH)2→MgSO3+2H2O(副)
根据本发明的一个实施方案，将含氯氧化物的气体通过氧化剂输入设备输送至脱硫脱硝塔之前的烟气管道内，与送至烟气管道的预除尘烟气充分混合，将预除尘烟气中的一氧化氮氧化为高价氮氧化物，形成氧化烟气。氢氧化镁浆液通过吸收剂添加设备加入脱硫脱硝塔，亚硫酸氢钠水溶液通过还原剂添加设备加入脱硫脱硝塔，氢氧化镁浆液和亚硫酸氢钠水溶液在脱硫脱硝塔底部的吸收池中混合形成处理浆液。氧化烟气通过烟气管道通入脱硫脱硝塔内部。空气通过氧化风机通入脱硫脱硝塔内部。将处理浆液经循环泵抽取至脱硫脱硝塔内的喷淋层，利用喷嘴由上至下喷淋，与空气和氧化烟气充分接触，充分反应后所得浆液落入脱硫脱硝塔底部的吸收池，然后再次经循环泵抽取至所述喷淋层继续喷淋，以实现处理浆液的循环喷淋。处理浆液将氧化烟气中的高价氮氧化物还原成N2，并吸收氧化烟气中的SO2，在脱硫脱硝塔的顶部获得脱硫脱硝烟气，底部获得脱硫脱硝浆液。
在本发明中，所述含氯氧化物的气体可以由二氧化氯发生器产生，其中可以含有一些空气和水蒸气。二氧化氯发生器可以采用本领域已知的那些，这里不再赘述。含氯氧化物的气体中，二氧化氯的体积分数为5～10vol％，优选为7～10vol％，更优选为7～9vol％。
含氯氧化物的气体与预除尘烟气在烟气管道内接触时间1～3s，优选为2～3s，更优选为2.5～3s。这样可以保证二氧化氯与预除尘烟气中的一氧化氮充分反应，从而提高脱硝效率。
在本发明中，预除尘烟气在烟气管道内的烟气流速可以为9～15m/s，优选为9～13m/s，更优选为10～12m/s。这样有利于将一氧化氮充分氧化，且节约时间。
在本发明中，预除尘烟气与含氯氧化物的气体接触时的烟气温度为110～200℃，优选为110～170℃；更优选为110～150℃。根据本发明一个具体的实施方式，烟气温度为120℃。采用上述温度范围，可以保证二氧化氯的氧化效果，进而提高脱硝效率。
在本发明中，氧化烟气在脱硫脱硝塔内的烟气流速为3～7m/s，优选为3～5m/s，更优选为3～4m/s。氧化烟气与处理浆液的接触时间为3～10s；优选为4～8s；更优选为5～7s。这样可以保证处理效率，且可以将氧化烟气中的二氧化硫和氮氧化物充分吸收。
本发明的处理浆液中的亚硫酸氢钠与预除尘烟气中的一氧化氮的摩尔比可以为2.5～3.9，优选为2.7～3.5，更优选为3～3.3。这样可以使得氮氧化物被亚硫酸氢钠充分还原，提高脱硝效率。
在某些实施方案中，亚硫酸氢钠以亚硫酸氢钠水溶液的形式使用，氢氧化镁以氢氧化镁浆液的形式使用。首次与氧化烟气接触的处理浆液由亚硫酸钠水溶液和氢氧化镁浆液形成。其中，亚硫酸氢钠水溶液浓度可以为10～25wt％，优选为18～23wt％，更优选为20～22wt％。氢氧化镁浆液中氢氧化镁浓度为10～20wt％，优选为15～20wt％，更优选为18～20wt％。
本发明的处理浆液中的镁元素与预除尘烟气中的硫元素的摩尔比为1.1～1.5，优选为1.1～1.4，更优选为1.2～1.3。这样将烟气中的二氧化硫充分吸收，从而提高脱硫效果。
在本发明中，优选地，将空气输送至脱硫脱硝塔内，从而使得空气、氧化烟气与处理浆液在脱硫脱硝塔内充分混合。优选地，空气通过氧化风机通入脱硫脱硝塔内部。
在本发明中，优选地，将处理浆液从脱硫脱硝塔的下部泵送至位于脱硫脱硝塔上部的喷淋层进行喷淋，与氧化烟气接触后落入脱硫脱硝塔的下部，然后循环至所述喷淋层继续喷淋。处理浆液经循环泵多次循环喷淋，提高了氢氧化镁和亚硫酸氢钠的利用率，节约运行成本。
本发明的氢氧化镁浆液可以由氧化镁与水反应得到，也可由氢氧化镁溶于水得到。氧化镁或氢氧化镁的纯度80～95％，优选为80～90％，更优选为85～90％。氧化镁或氢氧化镁的粒度为150～350目，优选为200～250目，更优选为220～250目。这样可以使得氢氧化镁浆液的成本较低，且脱硫脱硝效率较好。
根据本发明的一个具体实施方式，净化烟气温度可以为50～90℃；优选为35～50℃；更优选为40～45℃。净化烟气中的二氧化硫浓度低于8mg/Nm3，例如为5mg/Nm3。净化烟气中的氮氧化物浓度低于13mg/Nm3；例如为108mg/Nm3。该方法的脱硫效率在99％以上，且脱硝效率在95％以上。
<胶结材料制备>
将脱硫脱硝浆液经过结晶、干燥和粉磨处理得到固体产物，再将固体产物、轻烧氧化镁、矿物掺合料和外加剂混合均匀，得到所述胶结材料。
具体地，将脱硫脱硝塔底部吸收池内的处理浆液循环喷淋多次，然后经泵导出，进行浓缩脱水，再经过板框压滤机过滤得到清液；将得到的清液进行结晶，得到结晶后的固体产物。将结晶后的固体产物输送至干燥装置中进行干燥，以降低含水率，然后将干燥后的固体产物倒入粉磨机进行粉磨以降低粒度，得到粉磨后的固体产物。再将粉磨后的固体产物、轻烧氧化镁、矿物掺合料、外加剂加入混合机，混合均匀，得到所述胶结材料。
在本发明中，所述干燥装置可以为真空干燥装置或配置有热风装置的振动流化床。进行干燥时，干燥装置内的温度为90～150℃，优选为100～130℃，更优选为110～120℃。进行干燥时，干燥装置内的压力为0.01～0.5MPa，优选为0.05～0.2Mpa，更优选为0.1～0.15Mpa。干燥后的固体产物的含水量可以为3～0.02wt％，优选为0.5～0.02wt％，更优选为0.01～0.02wt％。
在本发明中，粉磨机可选用双辊研磨机，粉磨后的固体产物的粒度为150～500目，优选为200～400目，更优选为300～350目。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。优选地，混合设备选用卧式螺带混合机。在本发明中，以所述胶结材料为100重量份计，粉磨后的固体产物为30～50重量份，优选为35～45重量份；更优选为35～40重量份。这样制得地胶结材料性能更加稳定。
在本发明中，所述的轻烧氧化镁为菱镁矿轻烧粉和/或白云石轻烧粉；优选为菱镁矿轻烧粉。轻烧氧化镁的粒度为150～500目，优选为200～400目，更优选为300～350目。轻烧氧化镁的质量分数为65～90％，优选为70～80％，更优选为75～80％。以所述胶结材料为100重量份计，轻烧氧化镁为20～50重量份，优选为30～50重量份；更优选为40～50重量份。这样制得的胶凝材料性能更加稳定。
在本发明中，所述的矿物掺合料选自矿渣、粉煤灰、煤矸石、火山灰、钢渣、磷渣、锂渣中的一种或多种；优选为粉煤灰；更优选为一级粉煤灰和二级粉煤灰的一种或两种。矿物掺合料的粒度为150～500目，优选为200～400目，更优选为300～350目。以所述胶结材料为100重量份计，矿物掺合料为10～60重量份，优选为20～50重量份；更优选为20～40重量份。这样有利于胶结材料的制备。
在本发明中，所述的外加剂可以选自脲醛树脂、酚醛树脂、磷酸三丁酯、三聚氰胺树脂、古玛隆树脂、糖类缓凝剂、木质素磺酸盐类缓凝剂、硅酮酰胺、十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、纤维素、蛋白质、碳酸氢钠、碳酸铵、偶氮甲酰胺、偶氮二异丁腈、硫酸钠、硫代硫酸钙、硫酸铝、硫酸铝钾、硫酸钠、碳酸钠、硅酸钠中的一种或多种。木质素磺酸盐类缓凝剂的实例包括但不限于木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁。外加剂为5～15重量份，优选为8～14重量份；更优选为8-10重量份。外加剂的粒度为150～500目，优选为200～400目，更优选为300～350目。以所述胶结材料为100重量份计，外加剂为5～15重量份，优选为6～12重量份；更优选为6～10重量份。这样有利于胶结材料的制备。这样有利于胶结材料的制备。
在本发明中，所述胶结材料中氧化镁与硫酸镁的摩尔比为6～12，优选为7～10，更优选为8～10。这样有利于改善胶结材料的性能，同时节约成本。
<烟气除雾>
脱硫脱硝烟气经过除雾器进行液气分离，分离后的净烟气经烟囱排放，分离后的液滴回落到吸收池。具体地，脱硫脱硝塔顶部设置有除雾器，将脱硫脱硝烟气经过除雾器分离得到净化烟气和液滴，得到的液滴回落至脱硫脱硝塔的下部。将除雾器和喷淋层用水间歇性冲洗，形成的液体回落至脱硫脱硝塔的下部。优选地，脱硫脱硝塔与工艺水塔相连，工艺水塔提供工艺水对除雾器和喷淋层间歇性冲洗，以保证设备的正常运行，冲洗后形成的液体回落至脱硫脱硝塔底部的吸收池。
实施例1
(1)烟气净化
将原烟气经过静电除尘器，进行预除尘处理以除去大颗粒烟尘，得到预除尘烟气。将预除尘烟气通入烟气管道内。含氯氧化物的气体由二氧化氯发生器产生，通过氧化剂输入设备输送至脱硫脱硝塔之前的烟气管道内，与通入烟气管道的预除尘烟气充分混合，将预除尘烟气中的一氧化氮氧化为高价态的氮氧化物(例如NO2)，形成氧化烟气。
氢氧化镁浆液通过吸收剂添加设备加入脱硫脱硝塔，亚硫酸氢钠水溶液通过还原剂添加设备加入脱硫脱硝塔，氢氧化镁浆液和亚硫酸氢钠水溶液在脱硫脱硝塔底部的吸收池中混合形成处理浆液。氧化烟气通过烟气管道通入脱硫脱硝塔内部。空气通过氧化风机通入脱硫脱硝塔内部。将处理浆液经循环泵抽取至脱硫脱硝塔内的喷淋层，利用喷嘴由上至下喷淋，与空气和氧化烟气充分接触，充分反应后所得浆液落入脱硫脱硝塔底部的吸收池，然后再次经循环泵抽取至所述喷淋层继续喷淋，以实现处理浆液的循环喷淋。在脱硫脱硝塔的顶部获得脱硫脱硝烟气，脱硫脱硝塔底部吸收池内获得脱硫脱硝浆液。处理浆液将氧化烟气中的高价态的氮氧化物还原成N2，并吸收氧化烟气中的SO2。
表1
参数 数值 单位
入口烟气量(标况湿) 700000 Nm<sup>3</sup>/h
入口烟气温度 120 ℃
预除尘烟气的SO<sub>2</sub>浓度 2500 mg/Nm<sup>3</sup>
预除尘烟气的NO浓度 210 mg/Nm<sup>3</sup>
预除尘烟气的含湿量 10 wt％
预除尘烟气的含氧量 18 vol％
原烟气的含尘量 120 mg/Nm<sup>3</sup>
烟气管道内的烟气流速 12 m/s
脱硫脱硝塔内的烟气流速 3.8 m/s
含氯氧化物的气体中二氧化氯体积分数 7 vol％
ClO<sub>2</sub>/NO摩尔比 1.2 —
NaHSO<sub>3</sub>/NO摩尔比 3 —
镁硫比 1.3 —
亚硫酸氢钠浓度 20 wt％
亚硫酸氢钠喷入量 7644 kg/h
氢氧化镁纯度 80 ％
氢氧化镁粒度 200～300 目
氢氧化镁浆液浓度 20 wt％
将脱硫脱硝烟气经过设置在脱硫脱硝塔顶部的除雾器进行液气分离，分离后的净化烟气经烟囱排放，液滴回落到脱硫脱硝塔底部的吸收池。脱硫脱硝塔与工艺水塔相连，工艺水塔提供工艺水对除雾器和喷淋层间歇性冲洗，以保证设备的正常运行，冲洗后形成的液体回落至脱硫脱硝塔底部的吸收池。
该烟气治理方法应用于150m2烧结机脱硫脱硝项目中，具体参数如表1～2所示。
表2
项目 数量 单位
排烟温度 40 ℃
二氧化硫排放浓度 5 mg/Nm<sup>3</sup>
脱硫效率 99.9 ％
氮氧化物排放浓度 10 mg/Nm<sup>3</sup>
脱硝效率 96.2 ％
(2)胶结材料制备
将脱硫脱硝塔底部吸收池内喷淋多次的脱硫脱硝浆液经泵导出，进行浓缩脱水，再经过板框压滤机过滤得到清液；将得到的清液依次经过三效蒸发器、结晶罐、离心机蒸发结晶，得到结晶后的固体产物。将结晶后的固体产物输送至流化干燥装置中进行干燥，得到干燥后的固体产物，然后将干燥后的固体产物倒入双辊粉磨机进行粉磨至300目，得到粉磨后的固体产物。
将粉磨后的固体产物、轻烧氧化镁、矿物掺合料、外加剂按照配方比例加入卧式螺带混合机，混合均匀，得到胶结材料。具体配方组分如表3所示。其中，所述轻烧氧化镁为菱镁矿轻烧粉和白云石轻烧粉混合物；所述矿物掺合料选自为粉煤灰；所述外加剂为酚醛树脂、木质素磺酸镁、磷酸三丁酯组成的混合物。
将胶结材料在40mm×40mm×160mm的模板中浇筑成型，然后进行测试。所得结果如表4所示。
表3
组分 数值 单位
粉磨后的固体产物 35 重量份
轻烧氧化镁 45 重量份
粉煤灰 20 重量份
酚醛树脂(外掺) 2 重量份
木质素磺酸镁(外掺) 2 重量份
磷酸三丁酯(外掺) 2 重量份
表4
龄期 抗压强度 抗折强度 单位
3d 27 4.5 MPa
7d 39 6.7 MPa
28d 59 9.1 MPa
由表1～4可知，本发明的一体化工艺的脱硫效率和脱硝效率分别达到99.9％和96％以上；胶结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
除表5所示的参数外，其余同实施例1。
将胶结材料在40mm×40mm×160mm的模板中浇筑成型，然后进行测试。所得结果如表6所示。
表5
组分 数值 单位
粉磨后的固体产物 30 重量份
轻烧氧化镁 50 重量份
粉煤灰 20 重量份
酚醛树脂(外掺) 2 重量份
木质素磺酸镁(外掺) 2 重量份
磷酸三丁酯(外掺) 2 重量份
表6
龄期 抗压强度 抗折强度 单位
3d 34 4.7 MPa
7d 46 7.3 MPa
28d 72 11.4 MPa
对比实施例1和实施例2的结果可知，当胶结材料原料配方中MgO和MgSO4的摩尔比增大时，胶结材料抗压和抗折性能均有所提升。因此，适当增加轻烧氧化镁的用量，并且减少粉磨后的固体产物用量时，有利于胶结材料的性能。
比较例1
除了以下条件之外，其余与实施例2相同：
二氧化氯与烟气中氮氧化物的摩尔比为1。具体工艺参数如表7所示。排放的烟气各项参数如表8所示。
表7
参数 数值 单位
ClO<sub>2</sub>/NO摩尔比 1 —
表8
项目 数量 单位
排烟温度 40 ℃
二氧化硫排放浓度 9 mg/Nm<sup>3</sup>
脱硫效率 99.6 ％
氮氧化物排放浓度 18 mg/Nm<sup>3</sup>
脱硝效率 93.3 ％
将比较例1得到的固体产物采用实施例2的步骤(3)制备胶结材料。将胶结材料在40mm×40mm×160mm的模板中浇筑成型，然后进行测试。配方参见表9，所得结果如表10所示。
表9
组分 数值 单位
粉磨后的固体产物 30 重量份
轻烧氧化镁 50 重量份
粉煤灰 20 重量份
酚醛树脂(外掺) 2 重量份
木质素磺酸镁(外掺) 2 重量份
磷酸三丁酯(外掺) 2 重量份
表10
龄期 抗压强度 抗折强度 单位
3d 32 4.7 MPa
7d 42 6.0 MPa
28d 63 8.7 MPa
将比较例1和实施例2进行对比可知，采用本发明的一体化工艺，不仅可以提高脱硝效率，还可以提高胶结材料的抗折强度。
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)

1.一种烟气净化及胶结材料制备的一体化工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)烟气净化：将原烟气经过预除尘处理以除去大颗粒烟尘，得到预除尘烟气；所述预除尘烟气中含有一氧化氮和硫氧化物；将预除尘烟气与含氯氧化物的气体在进入脱硫脱硝塔之前的烟气管道内接触以氧化预除尘烟气中的一氧化氮，从而形成氧化烟气；将氧化烟气与含有亚硫酸氢钠和氢氧化镁的处理浆液在脱硫脱硝塔内接触，以脱除氧化烟气中的氮氧化物和硫氧化物，从而获得脱硫脱硝烟气和脱硫脱硝浆液；其中，所述含氯氧化物的气体中含有二氧化氯，所述二氧化氯与所述预除尘烟气中的一氧化氮的摩尔比为1.1～1.8；
(2)胶结材料制备：将脱硫脱硝浆液经过结晶、干燥和粉磨处理得到固体产物，再将固体产物、轻烧氧化镁、矿物掺合料和外加剂混合均匀，得到所述胶结材料。
2.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(1)中，预除尘烟气在烟气管道的流速为9～13m/s，预除尘烟气与含氯氧化物的气体接触的时间为1～3s；氧化烟气在脱硫脱硝塔内的流速为3～7m/s，氧化烟气与处理浆液接触的时间为3～10s。
3.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(1)中，处理浆液中的亚硫酸氢钠与预除尘烟气中的一氧化氮的摩尔比为2.5～3.9；处理浆液中的镁元素与预除尘烟气中的硫元素的摩尔比为1.1～1.5。
4.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(1)中，首次与氧化烟气接触的处理浆液由亚硫酸钠水溶液和氢氧化镁浆液形成；其中，亚硫酸氢钠水溶液的浓度为10～25wt％，氢氧化镁浆液的浓度为10～20wt％。
5.根据权利要求2所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(1)中，将处理浆液从脱硫脱硝塔的下部泵送至位于脱硫脱硝塔上部的喷淋层进行喷淋，与氧化烟气接触后落入脱硫脱硝塔的下部，然后循环至所述喷淋层继续喷淋。
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，净化烟气中的二氧化硫浓度低于7mg/Nm3；净化烟气中的氮氧化物浓度低于11mg/Nm3。
7.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(2)中，以所述胶结材料为100重量份计，粉磨后的固体产物为30～50重量份、轻烧氧化镁为20～50重量份、矿物掺合料为10～60重量份，外加剂为5～15重量份。
8.根据权利要求1～7所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述轻烧氧化镁为菱镁矿轻烧粉和/或白云石轻烧粉；所述矿物掺合料选自矿渣、粉煤灰、煤矸石、火山灰、钢渣、磷渣、锂渣中的一种或多种；所述外加剂可以选自脲醛树脂、酚醛树脂、磷酸三丁酯、三聚氰胺树脂、古玛隆树脂、糖类缓凝剂、木质素磺酸盐类缓凝剂、硅酮酰胺、十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、纤维素、蛋白质、碳酸氢钠、碳酸铵、偶氮甲酰胺、偶氮二异丁腈、硫酸钠、硫代硫酸钙、硫酸铝、硫酸铝钾、硫酸钠、碳酸钠、硅酸钠中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述胶结材料中氧化镁与硫酸镁的摩尔比为6～12。
10.根据权利要求9所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(2)中，粉磨后的固体产物、矿粉、粉煤灰和外加剂的粒度均为150～500目。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113856445A (zh) * 2021-11-23 2021-12-31 山东船舶技术研究院 一种烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987000828A1 (en) * 1985-08-08 1987-02-12 Aktieselskabet Aalborg Portland-Cement-Fabrik A shaped article and a method for producing the article
CN107572844A (zh) * 2017-11-02 2018-01-12 中晶蓝实业有限公司 烟气脱硫脱硝生产胶凝材料的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987000828A1 (en) * 1985-08-08 1987-02-12 Aktieselskabet Aalborg Portland-Cement-Fabrik A shaped article and a method for producing the article
CN107572844A (zh) * 2017-11-02 2018-01-12 中晶蓝实业有限公司 烟气脱硫脱硝生产胶凝材料的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘银等: "《无机非金属材料工艺学》" *
李凯等: "《化工行业大气污染控制》", 31 January 2016 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113856445A (zh) * 2021-11-23 2021-12-31 山东船舶技术研究院 一种烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系及方法

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