CN113117498A - 烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺 - Google Patents

烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺。(1)利用氧化剂溶液将待处理烟气氧化，得到氧化后的烟气；利用吸收剂将氧化后的烟气脱硫脱硝，得到粉末状产物和处理后的烟气；(2)将包含30～70重量份的所述的粉末状产物，20～50重量份的氧化镁和10～50重量份的矿物掺合料的原料混合均匀，得到胶凝材料；其中，所述的氧化剂溶液中包含摩尔比为1:0.1～8:0.2～6的亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐；所述的吸收剂主要成分为氧化镁。该方法脱硝效率高，粉末状产物适用于胶凝材料的制备。

Description

烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺
技术领域
本发明涉及一种烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺。
背景技术
随着烟气治理领域研究的深入，工业烟气中二氧化硫的排放得到了一定程度的控制，但是对于氮氧化物的治理效果仍不尽如人意。同时，在工业烟气脱硫脱硝的过程中会产生大量的脱硫脱硝副产物，这些副产物多会被作为废物处理，难以产生经济效益。例如，CN1768902A公开了一种以臭氧作为氧化剂脱硝的方法，在锅炉烟道低温段喷入臭氧，将锅炉烟气中的一氧化氮氧化成为高价态氮氧化物，使用碱液水洗经过上一步骤处理的锅炉烟气，脱除烟气中的氮氧化物。该方法中仅涉及烟气脱硝的方法，并未涉及对副产物的处理过程，且脱硝效率低。
在大量脱硫脱硝副产物被浪费的同时，由于我国城镇化建设和基础设施建设的高速发展，对于建筑材料的需求日益增大，特别是对于胶凝材料的需求大量增加，但是制备胶凝材料的原料价格昂贵，成本极高。CN109020426A公开了一种胶凝材料的制备方法，其原料中包含氧化镁粉、绢云母粉、氧化铝填料、竹屑、珍珠岩、柠檬酸、复合磷酸盐和复合硫酸盐等。如果以脱硫脱硝产物为原料能够得到可以工业使用的胶凝材料将大大节约胶凝材料的制造成本。
CN107583419A公开了一种烟气脱硫脱硝制造胶凝材料的方法。该方法以臭氧为氧化剂，以氧化镁、电石渣和赤泥的混合物作为脱硫脱硝剂，经湿法脱硫脱硝得到脱硫脱硝产物；将脱硫脱硝产物、工业固体废物、氧化镁和添加剂作为原料制备胶凝材料。臭氧在高温下易分解，另外当氧气中粉尘含量过高时会会影响臭氧的活性，这些都增加了臭氧的用量，加之臭氧价格昂贵，不利于降低胶凝材料的制备成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的提供了一种烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺，该工艺脱硝效率高，得到的粉末状产物适用于胶凝材料的制备。进一步地，本发明的工艺降低了胶凝材料的制造成本，得到的胶凝材料强度较高。
本发明提供了一种烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺，包括如下步骤：
(1)利用氧化剂溶液将待处理烟气氧化，得到氧化后的烟气；利用吸收剂将氧化后的烟气脱硫脱硝，得到粉末状产物和处理后的烟气；
(2)将包含30～70重量份的所述的粉末状产物，20～50重量份的氧化镁和10～50重量份的矿物掺合料的原料混合均匀，得到胶凝材料；
其中，步骤(1)中，所述的待处理烟气中含有二氧化硫和氮氧化物；所述的氧化剂溶液中包含摩尔比为1:0.1～8:0.2～6的亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐；所述的吸收剂主要成分为氧化镁。
根据本发明的烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺，优选地，步骤(1)中，所述的氯酸盐选自氯酸钠和氯酸钾中的一种或多种；所述的亚氯酸盐选自亚氯酸钠和亚氯酸钾中的一种或多种；所述的次氯酸盐选自次氯酸钠和次氯酸钾中的一种或多种。
根据本发明的烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺，优选地，氧化剂溶液中亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐的总质量为10～50wt％。
根据本发明的烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺，优选地，氧化剂溶液中，亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐的摩尔比为1:0.1～5:0.2～3。
根据本发明的烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺，优选地，所述待处理烟气的二氧化硫含量为700～3800mg/Nm3，氮氧化物含量为160～650mg/Nm3。
根据本发明的烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺，优选地，待处理烟气中的二氧化硫的质量与氧化剂溶液中的亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐的总质量的质量比为6～14:1，待处理烟气中的氮氧化物的质量与氧化剂溶液中的亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐的总质量的质量比为0.3～1.4:1。
根据本发明的烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺，优选地，吸收剂中的镁元素与待处理烟气中的硫元素的摩尔比为1～1.8:1，吸收剂中的镁元素与待处理烟气中的氮元素的摩尔比为0.3～1:1。
根据本发明的烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺，优选地，所述的氧化镁为轻烧氧化镁；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。
根据本发明的烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺，优选地，步骤(2)的原料中还包含5～10重量份的外加剂，所述的外加剂选自聚丙烯增强剂、酚醛树脂、脲醛树脂、磷酸三丁酯、三聚氰胺树脂、古马隆树脂、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、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。
根据本发明的烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺，优选地，包括如下步骤：
(1)采用静电除尘器脱除烟气中的至少一部分粉尘，形成待处理烟气；将第一溶液储罐中的氯酸盐溶液、第二溶液储罐中的亚氯酸盐溶液和第三溶液储罐中的次氯酸盐溶液送至搅拌罐中混合，形成氧化剂溶液；
(2)氧化剂溶液喷淋至管道内，待处理烟气经引风机送至管道内，氧化剂溶液与待处理烟气在管道内的氧化剂溶液喷淋区发生氧化反应，得到氧化后的烟气；氧化后的烟气与来自吸收剂仓中的干粉状的吸收剂在管道内形成混合物，混合物经文丘里管加速后输送至循环流化床吸收塔内；混合物在循环流化床吸收塔内接触经喷雾器喷出的工艺水，充分反应后形成脱硫脱硝后的烟气；脱硫脱硝后的烟气经过布袋除尘器，得到粉末状产物和处理后的烟气；粉末状产物储存至灰仓，处理后的烟气经烟囱排出；
(3)将灰仓中的粉末状产物经过球磨机研磨；然后将氧化镁仓中的氧化镁、经过球磨机研磨的粉末状产物、矿物掺合料仓中的矿物掺合料和外加剂仓中的外加剂输送至混合机中混合，得到胶凝材料。
本发明采用亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐形成的氧化剂溶液作为氧化剂，与氧化镁为主要成分的吸收剂配合使用，提高了脱硝效率，保持了较高的脱硫效率，所得粉末状产物适用于胶凝材料的制备。另外，该方法在进一步降低成本的同时，得到能够应用于工业生产的胶凝材料。进一步地，该胶凝材料具有较高的强度。
附图说明
图1为本发明实施例1所使用的一体化装置。
附图标记说明如下：
2-第一溶液储罐；3-第二溶液储罐；4-第三溶液储罐；5-搅拌罐；6-静电除尘器；7-吸收剂仓；8-循环流化床吸收塔；9-布袋除尘器；10-烟囱；11-灰仓；12-球磨机；13-氧化镁仓；14-矿物掺合料仓；15-外加剂仓；16-卧式螺带混合机。
具体实施方式
本发明的烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺同时包括烟气治理工艺和胶凝材料制备工艺，二者紧密结合，缺一不可。需要调配烟气治理工艺参数及胶凝材料制备工艺参数才能实现一体化，因而不同于通常的单独的烟气治理工艺，也不同于通常的单独的胶凝材料制备工艺。本发明的一体化工艺包括如下步骤：(1)脱硫脱硝的步骤；(2)制备胶凝材料的步骤。下面进行详细描述。
<脱硫脱硝的步骤>
利用氧化剂溶液将待处理烟气氧化，得到氧化后的烟气；利用吸收剂将氧化后的烟气脱硫脱硝，得到粉末状产物和处理后的烟气。优选地，采用半干法对氧化后的烟气脱硫脱硝。更优选地，待处理烟气与氧化剂溶液在管道内发生氧化反应，形成氧化后的烟气；将氧化后的烟气与吸收剂混合形成混合物，混合物被输送至吸收塔内，在吸收塔内混合物与水接触，这些物质充分反应，形成粉末状产物和处理后的烟气。在某些实施方式中，氧化剂溶液通过喷雾器喷向待处理烟气。这样有利于烟气与氧化剂溶液反应。在某些实施方式中，在吸收塔内设置有喷雾器，水经喷雾器喷向烟气与吸收剂形成的混合物。喷雾器只需向混合物喷洒少量的水即可。这样形成的粉末状产物不用进行干燥等步骤，有利于胶凝材料的制备。在某些实施方式中，吸收塔为循环流化床吸收塔。
预除尘处理之前，烟气中的含尘量可以为40～165mg/Nm3；优选为50～140mg/Nm3；更优选为80～130mg/Nm3。在本发明的某些实施方式中，将烟气进行预除尘以除去烟气中的至少一部分粉尘，形成待处理烟气。优选地，采用静电除尘器进行预除尘。更优选地，通过湿式静电除尘器进行预除尘。这样有利于粉尘的脱除。本发明的烟气可以来自于烧结机、球团或燃煤锅炉排放的烟气。预除尘率达到85％以上。优选地，预除尘率达到95％以上。例如，预除尘率可以为95％、96％或97％。经过预除尘的烟气可以更好地与氧化剂溶液反应，从而提高脱硝效率和脱硫效率，使得到的粉末状产物更适用于胶凝材料的制备。
在本发明中，待处理烟气中的二氧化硫含量可以为700～3800mg/Nm3；优选为1600～3000mg/Nm3；更优选为1800～2500mg/Nm3。这样的烟气有利于提高脱硫效率，使得到的粉末状产物更适用于胶凝材料的制备。
在本发明中，待处理烟气中的氮氧化物含量可以为160～650mg/Nm3；优选为150～350mg/Nm3；更优选为180～250mg/Nm3。这样的烟气有利于提高脱硝效率，使得到的粉末状产物更适用于胶凝材料的制备。
在本发明中，待处理烟气中的含氧量可以为8～28vol％；优选为10～25vol％；更优选为16～20vol％。这样的烟气有利于提高脱硝效率和脱硫效率，使得到的粉末状产物更适用于胶凝材料的制备。
在本发明中，待处理烟气中的含湿量可以为4～16wt％；优选为6～13wt％；更优选为9～11wt％。这样的烟气有利于提高脱硝效率和脱硫效率，使得到的粉末状产物更适用于胶凝材料的制备。
在本发明中，待处理烟气与氧化剂溶液在管道内发生氧化反应的温度可以为90～220℃；优选为100～180℃；更优选为120～150℃。这样的烟气有利于提高脱硝效率和脱硫效率，使得到的粉末状产物更适用于胶凝材料的制备。
在本发明中，氧化剂溶液中包含亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐；优选为包含亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐的水溶液。本发明的氧化剂溶液可以为以亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐作为溶质的溶液。氧化剂溶液的配置方法不限。在某些实施方式中，将第一溶液储罐中的氯酸盐溶液、第二溶液储罐中的亚氯酸盐溶液和第三溶液储罐中的次氯酸盐溶液送至搅拌罐中混合，形成氧化剂溶液。
在本发明中，氧化剂溶液中亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐的总质量可以为10～50wt％；优选为15～45wt％；更优选为20～40wt％。在某些实施方式中，氧化剂溶液中的氧化剂含量为30wt％。这样有利于提高脱硝效率和脱硫效率，使得到的粉末状产物更适用于胶凝材料的制备。
本发明的氧化剂溶液中的亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐的摩尔比可以为1:0.1～8:0.2～6；优选为1:0.1～5:0.2～3；更优选为1:0.3～1.3:0.5～1.2。根据本发明的一个实施方式，亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐的摩尔比为1:1:1。这样有利于提高脱硝效率和脱硫效率，使得到的粉末状产物更适用于胶凝材料的制备。
在本发明中，亚氯酸盐可以选自亚氯酸钠、亚氯酸钾中的一种或多种；优选为亚氯酸钠。次氯酸盐可以选自次氯酸钠、次氯酸钾中的一种或多种；优选为次氯酸钠。氯酸盐可以选自氯酸钠、氯酸钾中的一种或多种；优选为氯酸钠。这样有利于提高脱硝效率和脱硫效率，使得到的粉末状产物更适用于胶凝材料的制备。
在本发明中，待处理烟气中的二氧化硫的质量与氧化剂溶液中的亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐的总质量的质量比为6～14:1；优选为7～13:1；更优选为10～12:1。在某些实施方式中，待处理烟气中的二氧化硫的质量与氧化剂溶液中的亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐的总质量的质量比为11:1。这样有利于提高脱硫效率，使得到的粉末状产物更适用于胶凝材料的制备。
在本发明中，待处理烟气中的氮氧化物的质量与氧化剂溶液中的亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐的总质量的质量比为0.3～1.4:1；优选为0.5～1.3:1；更优选为0.8～1.3:1。在某些实施方式中，待处理烟气中的氮氧化物的质量与氧化剂溶液中的亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐的总质量的质量比为1.1:1。这样有利于提高脱硝效率，使得到的粉末状产物更适用于胶凝材料的制备。
根据本发明的一个实施方式，采用静电除尘器脱除烟气中的至少一部分粉尘，形成待处理烟气。待处理烟气经引风机送至管道内，氧化剂溶液与待处理烟气在管道内的氧化剂溶液喷淋区发生氧化反应，得到氧化后的烟气。待处理烟气与氧化剂溶液接触的时间可以为1～5s；优选为1～4s；更优选为2～3s。这样既可以节约时间，又可以达到较高的氧化率。待处理烟气在管道内的流速小于17m/s；优选为8～15m/s；更优选为9～12m/s。这样既可以使烟气与氧化剂充分接触，又可以节约时间。
在本发明中，吸收剂的主要成分为氧化镁。在本发明的某些实施方式中，除不可避免的杂质外，吸收剂中只含有氧化镁。这样可以更好地与氧化剂配合，从而提高脱硫效率和脱硝效率，使得到的粉末状产物更适用于胶凝材料的制备。
本发明的吸收剂中，氧化镁的纯度可以为60～90wt％；优选为70～85wt％；更优选为75～85wt％。氧化镁的粒度可以为100～300目；优选为150～280目；更优选为200～250目。这样可以提高脱硫效率和脱硝效率。
在本发明中，吸收剂中的镁元素与待处理烟气中的硫元素的摩尔比为1～1.8:1；优选为1.1～1.5:1；更优选为1.2～1.4:1。根据本发明一个具体的实施方式，吸收剂中的镁元素与待处理烟气中的硫元素的摩尔比为1.3:1。这样有利于提高脱硫效率，且得到的粉末状产物更适用于胶凝材料的制备。
在本发明中，吸收剂中的镁元素与待处理烟气中的氮元素的摩尔比为0.3～1:1；优选为0.4～0.9:1；更优选为0.5～0.8:1。根据本发明一个具体的实施方式，吸收剂中的镁元素与待处理烟气中的氮元素的摩尔比为0.6:1。这样有利于提高脱硝效率，且得到的粉末状产物更适用于胶凝材料的制备。
氧化后的烟气与来自吸收剂仓中的干粉状的吸收剂在管道内形成混合物，混合物经文丘里管加速后输送至吸收塔内；混合物在吸收塔内接触经喷雾器喷出的工艺水，充分反应后形成脱硫脱硝后的烟气。氧化后的烟气与吸收剂在吸收塔内的接触时间可以为3～10s；优选为4～8s；更优选为5～7s。这样既可以节约时间，又可以达到较高的脱硫脱硝效率。氧化后的烟气在吸收塔内的流速小于7m/s；优选为3～5m/s；更优选为3～3.8m/s。这样既可以使烟气与吸收剂充分接触，又可以节约时间。
在某些实施方式中，将脱硫脱硝后的烟气进行除尘处理，从而得到粉末状产物和处理后的烟气。优选地，除尘处理所使用的设备为布袋除尘器。将脱硫脱硝后的烟气经过布袋除尘器，得到粉末状产物和处理后的烟气；净化后的烟气经烟囱排出，粉末状产物输送至灰仓。在本发明的一个实施方式中，脱硫脱硝后的烟气由进风口进入布袋除尘器，经过过滤袋过滤，得到净化后的烟气，将到净化后的烟气经烟囱排出，滤袋上被拦截的颗粒物可以排至灰仓。
根据本发明的一个具体实施方式，采用静电除尘器脱除烟气中的至少一部分粉尘，形成待处理烟气；氧化剂溶液喷淋至管道内，待处理烟气经引风机送至管道内，氧化剂溶液与待处理烟气在管道内的氧化剂溶液喷淋区发生氧化反应，得到氧化后的烟气；氧化后的烟气与来自吸收剂仓中的干粉状的吸收剂在管道内形成混合物，混合物经文丘里管加速后输送至循环流化床吸收塔内；混合物在循环流化床内接触经喷雾器喷出的工艺水，充分反应后形成脱硫脱硝后的烟气；脱硫脱硝后的烟气经过布袋除尘器，得到粉末状产物和处理后的烟气；粉末状产物储存至灰仓，处理后的烟气经烟囱排出。
<制备胶凝材料的步骤>
将包含所述的粉末状产物、氧化镁和矿物掺合料的原料混合均匀，得到胶凝材料。任选地，原料中还可以含有外加剂。在某些实施方案中，将由所述的粉末状产物、氧化镁、矿物掺合料和外加剂组成的原料混合均匀，得到胶凝材料。上述原料中，包含粉末状产物30～70重量份，氧化镁20～50重量份，矿物掺合料10～50重量份，和任选的外加剂5～10重量份。
本发明的原料中，粉末状产物的含量为30～70重量份；优选为30～50重量份；更优选为30～40重量份。在混合之前，可以将粉末状产物研磨。优选地，采用球磨机进行研磨。将粉末状产物的粒径研磨至150～500目；优选为300～350目。这样有利于提高胶凝材料的机械强度。
本发明的原料中，氧化镁的含量为20～50重量份；优选为25～45重量份；更优选为35～45重量份。氧化镁可以为轻烧氧化镁；优选选自菱镁矿轻烧粉、白云石中的一种或多种。氧化镁的粒度为150～500目；优选为300～350目。这样有利于提高胶凝材料的机械强度。
本发明的原料中，掺合料的含量为10～50重量份；优选为10～40重量份；更优选为10～30重量份。掺合料可以选自矿渣、粉煤灰、煤矸石、火山灰、钢渣、磷渣、锂渣中的一种或多种。优选地，掺合料为粉煤灰。更优选地，掺合料为一级粉煤灰。这样有利于提高胶凝材料的机械强度。
在本发明的原料中，外加剂的含量为5～10重量份；优选为5～8重量份；更优选为6～7重量份。外加剂可以选自聚丙烯增强剂、酚醛树脂、脲醛树脂、磷酸三丁酯、三聚氰胺树脂、古马隆树脂、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、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。优选地，外加剂为酚醛树脂、木质素磺酸镁和磷酸三丁酯的混合物。更优选地，外加剂中酚醛树脂、木质素磺酸镁和磷酸三丁酯的质量比为1:1:1。这样有利于提高胶凝材料的机械强度。
根据本发明一个实施方式，原料由50重量份的粉末状产物，30重量份的轻烧氧化镁、20重量份的粉煤灰、2重量份的酚醛树脂、2重量份的木质素磺酸镁和2重量份的磷酸三丁酯组成。根据本发明另一个实施方式，原料由40量份的粉末状产物，40重量份的轻烧氧化镁、20重量份的粉煤灰、2重量份的酚醛树脂、2重量份的木质素磺酸镁和2重量份的磷酸三丁酯组成。
根据本发明的一个实施方式，本发明的工艺包括如下步骤：
(1)采用静电除尘器脱除烟气中的至少一部分粉尘，形成待处理烟气；将第一溶液储罐中的氯酸盐溶液、第二溶液储罐中的亚氯酸盐溶液和第三溶液储罐中的次氯酸盐溶液送至搅拌罐中混合，形成氧化剂溶液；
(2)氧化剂溶液喷淋至管道内，待处理烟气经引风机送至管道内，氧化剂溶液与待处理烟气在管道内的氧化剂溶液喷淋区发生氧化反应，得到氧化后的烟气；氧化后的烟气与来自吸收剂仓中的干粉状的吸收剂在管道内形成混合物，混合物经文丘里管加速后输送至循环流化床吸收塔内；混合物在循环流化床内接触经喷雾器喷出的工艺水，充分反应后形成脱硫脱硝后的烟气；脱硫脱硝后的烟气经过布袋除尘器，得到粉末状产物和处理后的烟气；粉末状产物储存至灰仓，处理后的烟气经烟囱排除；
(3)将灰仓中的粉末状产物经过球磨机研磨；然后将氧化镁仓中的氧化镁、经过球磨机研磨的粉末状产物、矿物掺合料仓中的矿物掺合料和外加剂仓中的外加剂输送至混合机中混合，得到胶凝材料。
下面介绍测试方法：
胶凝材料的性能根据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》测定。
实施例1
(1)采用静电除尘器6脱除烟气中的至少一部分粉尘，形成待处理烟气；使第一溶液储罐2中的氯酸钠溶液、第二溶液储罐3中的亚氯酸钠溶液和第三溶液储罐4中的次氯酸钠溶液进入搅拌罐5中混合，形成氧化剂溶液；
(2)氧化剂溶液喷淋至管道内，待处理烟气经引风机送至管道内，氧化剂溶液与待处理烟气在管道内的氧化剂溶液喷淋区发生氧化反应，得到氧化后的烟气；氧化后的烟气与来自吸收剂仓7中的干粉状的氧化镁在管道内形成混合物，混合物经文丘里管加速后输送至循环流化床吸收塔8内；混合物在循环流化床吸收塔8内接触经喷雾器喷出的工艺水，充分反应后形成脱硫脱硝后的烟气；脱硫脱硝后的烟气经过布袋除尘器9，得到粉末状产物和处理后的烟气；粉末状产物储存至灰仓11，处理后的烟气经烟囱10排出。具体工艺参数如表1所示。
(3)将灰仓11中的粉末状产物经过球磨机12研磨；然后将氧化镁仓13中的轻烧氧化镁、经过球磨机12研磨的粉末状产物、矿物掺合料仓14中的粉煤灰和外加剂仓15中的酚醛树脂、木质素磺酸镁和磷酸三丁酯的混合物输送至卧式螺带混合机16中混合，得到胶凝材料。具体工艺参数如表2所示。将制得的胶凝材料在40mm×40mm×160mm的模板中浇筑成型，然后进行测试，所得结果如表3所示。
表1
Figure BDA0002344017840000131
表2
原料 用量
粉末状产物(300～350目) 40重量份
轻烧氧化镁 40重量份
粉煤灰 20重量份
酚醛树脂 2重量份
木质素磺酸镁 2重量份
磷酸三丁酯 2重量份
表3
龄期 抗压强度 抗折强度 单位
3d 32 4.5 MPa
7d 39 6.3 MPa
28d 73 10.1 MPa
实施例2
除表4所示的参数外，其余同实施例1。将制得的胶凝材料在40mm×40mm×160mm的模板中浇筑成型，然后进行测试，所得结果如表5所示。
表4
原料 用量
粉末状产物(300～350目) 50重量份
轻烧氧化镁 30重量份
粉煤灰 20重量份
酚醛树脂 2重量份
木质素磺酸镁 2重量份
磷酸三丁酯 2重量份
表5
龄期 抗压强度 抗折强度 单位
3d 27 4.2 MPa
7d 35 6 MPa
28d 63 9.6 MPa
对比实施例1和实施例2的结果可知，提升轻烧氧化镁的含量，胶凝材料的强度有所提升。
实施例3
除表6所示的参数外，其余同实施例1。将制得的胶凝材料在40mm×40mm×160mm的模板中浇筑成型，然后进行测试，所得结果如表7所示。
表6
Figure BDA0002344017840000151
表7
龄期 抗压强度 抗折强度 单位
3d 25 3.8 MPa
7d 32 5.5 MPa
28d 61 8.9 MPa
由实施例1和实施例3的数据可知，氧化剂溶液中亚氯酸钠的含量减少，使得脱硫脱硝效率降低，胶凝材料的强度也有所降低。
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道与烟气混合。脱硫效率为98.4％，脱硝效率为84.1％。
将制得的胶凝材料在40mm×40mm×160mm的模板中浇筑成型，然后进行测试，所得结果如表8所示。
表8
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1～3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。
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)

1.一种烟气治理和胶凝材料制备的一体化工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)利用氧化剂溶液将待处理烟气氧化，得到氧化后的烟气；利用吸收剂将氧化后的烟气脱硫脱硝，得到粉末状产物和处理后的烟气；
(2)将包含30～70重量份的所述的粉末状产物，20～50重量份的氧化镁和10～50重量份的矿物掺合料的原料混合均匀，得到胶凝材料；
其中，步骤(1)中，所述的待处理烟气中含有二氧化硫和氮氧化物；所述的氧化剂溶液中包含摩尔比为1:0.1～8:0.2～6的亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐；所述的吸收剂主要成分为氧化镁。
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，所述的氯酸盐选自氯酸钠和氯酸钾中的一种或多种；所述的亚氯酸盐选自亚氯酸钠和亚氯酸钾中的一种或多种；所述的次氯酸盐选自次氯酸钠和次氯酸钾中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，氧化剂溶液中亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐的总质量为10～50wt％。
4.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，氧化剂溶液中，亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐的摩尔比为1:0.1～5:0.2～3。
5.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，所述待处理烟气的二氧化硫含量为700～3800mg/Nm3，氮氧化物含量为160～650mg/Nm3。
6.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，待处理烟气中的二氧化硫的质量与氧化剂溶液中的亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐的总质量的质量比为6～14:1，待处理烟气中的氮氧化物的质量与氧化剂溶液中的亚氯酸盐、次氯酸盐和氯酸盐的总质量的质量比为0.3～1.4:1。
7.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，吸收剂中的镁元素与待处理烟气中的硫元素的摩尔比为1～1.8:1，吸收剂中的镁元素与待处理烟气中的氮元素的摩尔比为0.3～1:1。
8.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，所述的氧化镁为轻烧氧化镁；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。
9.根据权利要求1～8任一项所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(2)的原料中还包含5～10重量份的外加剂，所述的外加剂选自聚丙烯增强剂、酚醛树脂、脲醛树脂、磷酸三丁酯、三聚氰胺树脂、古马隆树脂、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、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。
10.根据权利要求9所述的一体化工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采用静电除尘器脱除烟气中的至少一部分粉尘，形成待处理烟气；将第一溶液储罐中的氯酸盐溶液、第二溶液储罐中的亚氯酸盐溶液和第三溶液储罐中的次氯酸盐溶液送至搅拌罐中混合，形成氧化剂溶液；
(2)将氧化剂溶液经喷雾器进入管道内，待处理烟气经引风机送至管道内，氧化剂溶液与待处理烟气在管道内的氧化剂溶液喷淋区发生氧化反应，得到氧化后的烟气；氧化后的烟气与来自吸收剂仓中的干粉状的吸收剂在管道内形成混合物，混合物经文丘里管加速后输送至循环流化床吸收塔内；混合物在循环流化床吸收塔内接触经喷雾器喷出的工艺水，充分反应后形成脱硫脱硝后的烟气；脱硫脱硝后的烟气经过布袋除尘器，得到粉末状产物和处理后的烟气；粉末状产物储存至灰仓，处理后的烟气经烟囱排出；
(3)将灰仓中的粉末状产物经过球磨机研磨；然后将氧化镁仓中的氧化镁、经过球磨机研磨的粉末状产物、矿物掺合料仓中的矿物掺合料和外加剂仓中的外加剂输送至混合机中混合，得到胶凝材料。
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