CN113117509A - 烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺 - Google Patents

烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺 Download PDF

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CN113117509A CN201911394338.9A CN201911394338A CN113117509A CN 113117509 A CN113117509 A CN 113117509A CN 201911394338 A CN201911394338 A CN 201911394338A CN 113117509 A CN113117509 A CN 113117509A
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Abstract

本发明公开了一种烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺。将液态氧化剂与烟气混合从而使烟气中的一氧化氮氧化，得到氧化烟气；然后将氧化烟气与含有亚硫酸氢铵的吸收剂接触进行还原吸收，获得烟气吸收浆液；将烟气吸收浆液通过浓缩、固液分离和干燥，获得固体形态的脱硫脱硝副产物；将25～38重量份脱硫脱硝副产物、25～38重量份轻烧氧化镁、25～60重量份矿物掺合料和5～15重量份外加剂的混合形成胶凝材料。本发明的脱硫效率和脱硝效率高，胶凝材料性能好。

Description

烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺
技术领域
本发明涉及一种烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺。
背景技术
目前，我国建筑领域能耗已成为全社会总能耗的重点消耗领域。我国建筑物的设计实验寿命一般为50-70年，建筑物在漫长的服务时间内，将消耗大量的能源。尤其对于建筑胶凝材料来说，通常采用天然轻集料为原料，存在浪费天然资源、破坏生态环境的问题；现有技术中采用人造轻集料，存在能耗高、污染重的问题。
同时，随着国家的烟气排放标准日趋苛刻，烟气达标排放及污染物排放总量管控越来越严格，企业的生存和发展正面临着越来越大的环境压力，烟气脱硫脱硝任务迫在眉捷。目前，大部分烟气通过脱硫脱硝处理后产生大量的固相或者液相副产物，这些副产物中的组分不仅对环境造成污染，直接丢弃提高物耗，增加脱硫脱硝成本。
若将脱硫脱硝副产物重复利用至建筑材料中，不仅可以起到保护环境的作用，也极大地为企业缩减治理污染的费用，并为企业找到一个新的盈利副产品，从而实现绿色、可循环的经济发展。
CN102515595A公开了一种脱硫废渣复合胶凝材料的制备方法，该胶凝材料配方中包括：脱硫废渣25％～40％，工业化学石膏60％～75％，无机矿物外加剂0～20％，化学外加剂0～2％。该工艺利用工业固废，可节约能源，减少污染，但配方中工业化学石膏用量较大，成本偏高；制备的胶凝材料性能不佳。
CN103349900B公开了一种同时脱硫脱硝的方法，该方法将高温烟气先用NHx基的还原剂进行喷淋，使烟气中的NO转化为N2，随后再用含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液进行喷淋，使烟气中剩余的NOx被还原为N2，并吸收烟气中的SO2；其中，脱硫吸收液加入第四周期过渡金属Mn、Fe、Co、Ni或Cu的可溶性盐。该方法通过两次还原将烟气中的氮氧化物还原为N2，但是脱硝效率低，仅为75％左右；而且该方法必须在高温下进行，容易造成氨气泄漏。
CN101773778B公开了一种燃煤烟气湿法脱硫脱硝一体化的方法，该方法采用烟气氨法湿法吸收脱硫和脱硝，在含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液中添加第四周期过渡金属Cu的可溶性盐和Fe的可溶性盐作为催化剂进行脱硫和脱硝。但是该方法脱硫脱硝成本较高，氮氧化物脱除效率仅为62～68％，效果不佳。
发明内容
有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺。该工艺的脱硫效率和脱硝效率高，制备的胶凝材料性能优良。
本发明采用如下技术方案实现上述目的。
本发明提供一种烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺，包括如下步骤：
(1)将液态氧化剂与烟气混合从而使烟气中的一氧化氮氧化，得到氧化烟气；然后将氧化烟气与含有亚硫酸氢铵的吸收剂接触进行还原吸收，获得烟气吸收浆液；其中，含有亚硫酸氢铵的吸收剂由亚硫酸氢铵水溶液和氢氧化镁浆液混合形成；亚硫酸氢铵水溶液的浓度为5～30wt％，氢氧化镁浆液中氢氧化镁的浓度为5～30wt％，亚硫酸氢铵水溶液和氢氧化镁浆液的质量比为0.8～2；
(2)将烟气吸收浆液通过浓缩、固液分离和干燥，获得固体形态的脱硫脱硝副产物；
(3)将脱硫脱硝副产物、轻烧氧化镁、矿物掺合料和外加剂的混合形成胶凝材料；其中，脱硫脱硝副产物、轻烧氧化镁、矿物掺合料和外加剂混合形成胶凝材料的重量比为25～38:25～38:25～60:5～15。
根据本发明的烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺，优选地，步骤(1)中，氧化剂为浓度为15～50wt％的双氧水；单位时间内加入的双氧水中的过氧化氢与单位时间内通入的烟气所含一氧化氮的摩尔比为1.1～2.1。
根据本发明的烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺，优选地，单位时间内加入的亚硫酸氢铵水溶液中的亚硫酸氢铵与单位时间内通入的烟气所含一氧化氮的摩尔比为3.3～5。
根据本发明的烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺，优选地，步骤(1)中，单位时间内加入的氢氧化镁浆液中的氢氧化镁与单位时间内通入的烟气所含二氧化硫的摩尔比为1.1～1.5。
根据本发明的烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺，优选地，将液态氧化剂与烟气在烟道内混合，从而使烟气中的一氧化氮氧化，得到氧化烟气；其中，烟气在烟道内的流速为9～15m/s，液相氧化剂与烟气接触的时间为1～3s。
根据本发明的烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺，优选地，将氧化烟气与含有亚硫酸氢铵的吸收剂在脱硫脱硝塔接触进行还原吸收，获得烟气吸收浆液；其中，氧化烟气在脱硫脱硝烟塔内的流速为3～7m/s，氧化烟气与含有亚硫酸氢铵的吸收剂接触的时间3～10s。
根据本发明的烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺，优选地，步骤(2)中，浓缩依次包括蒸发器浓缩和结晶罐浓缩；固液分离为离心固液分离。
根据本发明的烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺，优选地，步骤(2)中，干燥为真空干燥，真空干燥温度为90～150℃，真空干燥压力为0.01～0.5MPa，真空干燥后的脱硫脱硝副产物的含水量为3～0.02wt％。
根据本发明的烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺，优选地，步骤(3)中，胶凝材料中的脱硫脱硝副产物、轻烧氧化镁、矿物掺合料和外加剂均经过研磨，其粒径均为150～500目；胶凝材料中的氧化镁与硫酸镁的摩尔比为4～12。
根据本发明的烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺，优选地，步骤(3)中，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。
本发明的一体化工艺的脱硫效率达到99.9％以上，脱硝效率达到95％以上。此外，本发明充分利用脱硫脱硝副产物来制备的性能优良的胶凝材料。
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。
本发明的烟气脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺包括如下步骤：(1)烟气的脱硫脱硝步骤；(2)脱硫脱硝副产物的制备步骤；和(3)胶凝材料的制备步骤。下面进行详细描述。
＜烟气的脱硫脱硝步骤＞
将液态氧化剂与烟气混合从而使烟气中的一氧化氮氧化，得到氧化烟气；然后将氧化烟气与含有亚硫酸氢铵的吸收剂接触进行还原吸收，获得烟气吸收浆液。
以双氧水为液态氧化剂为例说明本发明的脱硫脱硝原理：
(1)NO的氧化
NO+H2O2→NO2+H2O(主反应)
2NO+3H2O2→N2O5+3H2O(主反应)
2NO+3H2O2→2HNO3+2H2O(副反应)
2NO+H2O2→2HNO2(副反应)
(2)氮氧化物的还原
4NH4HSO3+2NO2→N2+2(NH4)2SO4+2H2SO4(主反应)
10NH4HSO3+2N2O5→2N2+5(NH4)2SO4+5H2SO4(主反应)
10NH4HSO3+4HNO3→2N2+5(NH4)2SO4+5H2SO4+2H2O(副反应)
6NH4HSO3+4HNO2→4N2+3(NH4)2SO4+3H2SO4+2H2O(副反应)
4NH4HSO3+2NO+O2→N2+2(NH4)2SO4+2H2SO4(副反应)
(3)氢氧化镁浆液的制备
MgO+H2O→Mg(OH)2(主反应)
(4)含有亚硫酸氢铵的吸收剂进行脱硫脱硝
SO2+H2O→H2SO3(主反应)
3H2SO3+2Mg(OH)2→Mg(HSO3)2+MgSO3+4H2O(主反应)
Mg(HSO3)2+2MgSO3+2O2+Mg(OH)2→4MgSO4+2H2O(主反应)
NO+NO2+Mg(OH)2→Mg(NO2)2+H2O(副反应)
Mg(NO2)2+O2→Mg(NO3)2(副反应)
N2O5+Mg(OH)2→Mg(NO3)2+H2O(副反应)
HNO2+HNO3+1/2O2+Mg(OH)2→Mg(NO3)2+2H2O(副反应)
在本发明中，含有亚硫酸氢铵的吸收剂由亚硫酸氢铵水溶液和氢氧化镁浆液混合形成。含有亚硫酸氢铵的吸收剂中亚硫酸氢铵水溶液和氢氧化镁浆液的质量比可以为0.8～2；优选为1～1.8；更优选为1.1～1.3。采用上述质量比，可以提高脱硫脱硝效率，降低亚硫酸氢铵的消耗。亚硫酸氢铵用量过少，脱硝效果不佳；亚硫酸氢铵用量过多，会提高成本，还容易导致漏氨现象。亚硫酸氢铵水溶液的浓度为5～30wt％；优选为10～25wt％；更优选为15～20wt％。采用上述亚硫酸氢铵水溶液的浓度，可以进一步提高脱硝效率。氢氧化镁浆液中氢氧化镁的浓度为5～30wt％；优选为10～25wt％；更优选为15～20wt％。
根据本发明的一个实施方式，亚硫酸氢铵水溶液的浓度为5～30wt％，氢氧化镁浆液中氢氧化镁的浓度为5～30wt％，含有亚硫酸氢铵的吸收剂中亚硫酸氢铵水溶液和氢氧化镁浆液的质量比为0.8～2。
液相氧化剂选自双氧水、高氯酸水溶液、次氯酸水溶液、氯酸水溶液和高锰酸钾水溶液中的一种或多种；优选地，液相氧化剂选自双氧水、高氯酸水溶液、次氯酸水溶液中的一种或多种；更优选地，液相氧化剂为双氧水。采用上述液相氧化剂可以更好地提高烟气中的一氧化氮氧化成高价氮氧化物的效率。根据的一个具体实施方式，双氧水的浓度可以为15～50wt％；优选为20～40wt％；更优选为25～35wt％。采用上述双氧水浓度范围，可以进一步提高烟气中的一氧化氮氧化成高价氮氧化物的效率。
单位时间内加入的双氧水中的过氧化氢与单位时间内通入的烟气所含一氧化氮的摩尔比可以为1.1～2.1，优选为1.2～2.0，更优选为1.4～1.8。在节约过氧化氢使用量的前提下，提高一氧化氮的氧化效率。此外，这样有利于改善胶凝材料的性能。
单位时间内加入的亚硫酸氢铵水溶液中的亚硫酸氢铵与单位时间内通入的烟气所含一氧化氮的摩尔可以比为3.3～5；优选为3.3～4.5；更优选为3.3～4.5。本发明发现，采用上述摩尔比可以提高脱硝效率。此外，这样有利于改善胶凝材料的性能。
单位时间内加入的氢氧化镁浆液中的氢氧化镁与单位时间内通入的烟气所含二氧化硫的摩尔比为1.1～1.5；优选为1.2～1.4；更优选为1.3～1.4。这样有利于改善胶凝材料的性能。
根据本发明的一个实施方式，将液态氧化剂与烟气在烟道内混合，从而使烟气中的一氧化氮氧化，得到氧化烟气；其中，烟气在烟道内的流速为9～15m/s，液相氧化剂与烟气接触的时间为1～3s。烟气在烟道的流速可以为9～15m/s，优选为9～12m/s，更优选为10～12m/s。采用上述条件，可以使液相氧化剂与NO充分反应，且节约处理时间。液相氧化剂与烟气在进入脱硫脱硝塔之前的烟道中接触的时间可以为1～3s，优选为2～3s，更优选为2～2.5s。这样既能保证NO转化效率，又能提高烟气处理效率。烟气在进入脱硫脱硝塔之前，烟气温度可以为100～200℃；优选为100～180℃；更优选为120～150℃。这样有利于充分发挥液相氧化剂的氧化效果，进而提高脱硝效率。进一步地，将氧化步骤中的烟气温度控制在上述范围可以避免后续工艺出现漏氨现象。
根据本发明的一个实施方式，烟气中的硫氧化物(例如SO2)含量可以为600～4000mg/Nm3；优选为1000～3000mg/Nm3；更优选为1500～2500mg/Nm3。烟气中的氮氧化物(例如NO)含量可以为200～600mg/Nm3；优选为220～400mg/Nm3；更优选为230～300mg/Nm3。烟气的含氧量可以为5～23wt％；优选为10～23wt％；更优选为15～20wt％。烟气含湿量5～12wt％；优选为6～12wt％；更优选为8～10wt％。这样的烟气有利于发挥液相氧化剂的脱硝作用。
根据本发明的又一个实施方式，烟气的含尘量可以为80～200mg/Nm3；优选为100～180mg/Nm3；更优选为120～150mg/Nm3。烟气可以先进行预除尘成为除尘烟气，然后与液态氧化剂混合。
根据本发明的一个实施方式，将氧化烟气与含有亚硫酸氢铵的吸收剂在脱硫脱硝塔接触进行还原吸收，获得烟气吸收浆液；其中，氧化烟气在脱硫脱硝烟塔内的流速为3～7m/s，氧化烟气与含有亚硫酸氢铵的吸收剂接触的时间3～10s。脱硫脱硝烟塔内的烟气流速可以为3～7m/s，优选为3～5m/s，更优选为3.5～4.5m/s。采用上述流速可以保证氧化烟气与含镁吸收剂充分接触，提高脱硫脱硝效果。优选地，脱硫脱硝塔内烟气与含有亚硫酸氢铵的吸收剂的接触时间可以为3～10s；优选为4～8s，更优选为4～6s。
根据本发明的一个具体实施方式，将液态氧化剂与烟气在烟道内混合，从而使烟气中的一氧化氮氧化，得到氧化烟气；然后将氧化烟气从脱硫脱硝塔的底部通入，使烟气与从上方喷淋下来的含有亚硫酸氢铵的吸收剂在脱硫脱硝塔内接触；含有亚硫酸氢铵的吸收剂将氧化烟气中的氮氧化物还原成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。优选地，将亚硫酸氢铵水溶液通过还原剂添加设备加入脱硫脱硝塔，将氢氧化镁浆液通过吸收剂添加设备加入脱硫脱硝塔，亚硫酸氢铵水溶液和氢氧化镁浆液在位于脱硫脱硝塔底部的浆液池中混合形成含有亚硫酸氢铵的吸收剂；将含有亚硫酸氢铵的吸收剂通过位于脱硫脱硝塔上部的喷淋喷嘴向下喷淋，在脱硫脱硝塔中与氧化烟气充分接触，脱除氧化烟气中的氮氧化物和硫氧化物，获得烟气吸收浆液。
单位时间内加入的亚硫酸氢铵水溶液中的亚硫酸氢铵与烟道中单位时间内通入的烟气中的一氧化氮的摩尔比(NH4HSO3/NO)为3.3～5；优选为3.3～4.5；更优选为3.3～4.5。当NH4HSO3/NO摩尔比低于3.3，脱硫效率降低，脱硝效率更低，所得胶凝材料性能不佳；当NH4HSO3/NO摩尔比高于5，脱硫脱硝效率增加不明显，但容易导致漏氨现象。
脱硫脱硝烟气经过气液分离获得净化烟气，净化烟气通过与脱硫脱硝塔的塔顶相连的烟囱排放，获得的液体回收至脱硫脱硝塔内。脱硫脱硝塔的塔顶获得的净化烟气温度可以为30～60℃；优选为35～50℃；更优选为40～45℃。在本发明中，气液分离采用除雾器进行。可以回收脱硫脱硝烟气中携带的液态含有亚硫酸氢铵的吸收剂，节约能耗；进一步地，避免含有亚硫酸氢铵的吸收剂外排，造成二次污染。
在本发明中，单位时间内加入的氢氧化镁浆液的氢氧化镁与步骤(1)中单位时间内通入的烟气所含的二氧化硫的摩尔比(Mg/S)为1.1～1.5；优选为1.1～1.4，更优选为1.2～1.3。Mg/S低于1.1，脱硫脱硝效率较低，胶凝材料性能不佳；Mg/S高于1.5，脱硫脱硝效率不再提高，胶凝材料性能不佳，浪费氢氧化镁浆液，还导致设备运行负荷增加。
在本发明中，氢氧化镁浆液可以通过将氧化镁MgO分散在水中形成。具体地，将氧化镁与水混合，至少部分氧化镁溶解于水中形成氢氧化镁浆液。氧化镁的纯度可以为60～90wt％，优选为70～85wt％，更优选为75～80wt％。氧化镁的粒径为150～350目，优选为180～300目，更优选为200～250目。
＜脱硫脱硝副产物的制备步骤＞
将烟气吸收浆液通过浓缩、固液分离和干燥，获得固体形态的脱硫脱硝副产物。浓缩依次包括蒸发器浓缩和结晶罐浓缩。根据本发明的一个具体实施方式，蒸发器浓缩优选三效蒸发器浓缩。干燥优选为真空干燥。真空干燥温度可以为90～150℃，优选为100～130℃，更优选为110～120℃。真空干燥压力可以为0.01～0.5MPa，优选为0.05～0.2MPa，更优选为0.05～0.15MPa。真空干燥后的脱硫脱硝副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％。
根据本发明的一个实施方式，干燥为真空干燥，真空干燥温度为90～150℃，真空干燥压力为0.01～0.5MPa，真空干燥后的脱硫脱硝副产物的含水量为3～0.02wt％。
根据本发明的一个具体实施方式，将烟气吸收浆液经过三效蒸发器提浓后，经过结晶罐结晶，然后通过离心机进行固液分离，经过流化床干燥装置进行真空干燥获得脱硫脱硝副产物。
＜胶凝材料的制备步骤＞
将脱硫脱硝副产物、轻烧氧化镁、矿物掺合料和外加剂的混合形成胶凝材料。具体地，将25～38重量份脱硫脱硝副产物、25～38重量份轻烧氧化镁、25～60重量份矿物掺合料和5～15重量份外加剂混合形成胶凝材料。在本发明中，脱硫脱硝副产物的重量份数可以为25～38，优选为28～38，更优选为30～35。轻烧氧化镁的重量份数可以为25～38，优选为28～38，更优选为33～35。矿物掺合料的重量份数可以为25～60，优选为30～50，更优选为30～40。外加剂的重量份数可以为5～15，优选为5～10，更优选为6～8。采用上述胶凝材料配方，可以提高生成的胶凝材料的抗压强度和抗折强度。
在混合步骤中，将脱硫脱硝副产物输送至混合设备中，再与轻烧氧化镁、矿物掺合料和外加剂混合均匀形成胶凝材料。混合设备可以选自单轴混合设备、双轴混合设备或卧式螺带混合机；更优选地，混合设备采用卧式螺带混合机。
胶凝材料中的脱硫脱硝副产物、轻烧氧化镁、矿物掺合料和外加剂可以均经过研磨至粒径为150～500目；优选为200～400目；更优选为300～350目。根据本发明的一个具体实施方式，将脱硫脱硝副产物进行单独研磨，将轻烧氧化镁、矿物掺合料和外加剂混合后进行研磨。采用上述粒径，可以提高胶凝材料的抗压强度。
轻烧氧化镁的质量分数为60～90wt％，优选为65～85wt％，更优选为70～80wt％。
步骤(3)中，胶凝材料中的氧化镁与硫酸镁的摩尔比为4～12；优选为4.5～10；更优选为5～9。本发明发现，这样可以改善胶凝材料的性能。
外加剂选自酚醛树脂、脲醛树脂、磷酸三丁酯、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁、三聚氰胺树脂、古玛隆树脂、糖类缓凝剂、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、碳酸钠和硅酸钠中的一种或多种。优选地，所述外加剂选自酚醛树脂、脲醛树脂、磷酸三丁酯和木质素磺酸镁中的一种或多种。更优选地，所述外加剂选自酚醛树脂、磷酸三丁酯和木质素磺酸镁。采用上述外加剂，可以提高胶凝材料的综合性能。
矿物掺合料选自矿渣、粉煤灰、煤矸石、火山灰、钢渣、磷渣和锂渣中的一种或多种；优选地，所述矿物掺合料选自矿渣、粉煤灰、煤矸石和钢渣中的一种或多种；更优选地，所述矿物掺合料为粉煤灰。
根据本发明的一个具体实施方式，所述外加剂选自酚醛树脂、磷酸三丁酯和木质素磺酸镁；其中，酚醛树脂、磷酸三丁酯和木质素磺酸镁的重量比为1:1:1。优选地，所述矿物掺合料为粉煤灰。通过大量实验证明，当外加剂选择上述三种材料，且按上述配方加入时，胶凝材料的性能得到显著改善。
根据本发明的又一个具体实施方式，矿物掺合料为粉煤灰，外加剂为重量比为1:1:1的酚醛树脂、磷酸三丁酯和木质素磺酸镁；将30～35重量份脱硫脱硝副产物、33～35重量份轻烧氧化镁、30～40重量份矿物掺合料和6～8重量份外加剂混合形成胶凝材料。
根据本发明的一个具体实施方式，将脱硫脱硝副产物在双辊研磨机上研磨得到研磨产物A，再将轻烧氧化镁、矿物掺合料和外加剂的混合物在双辊研磨机上进行研磨得到研磨产物B。先将研磨产物A加入卧式螺带混合机中，再加入研磨产物B混合均匀，得到凝胶材料。最后通过全自动包装机对凝胶材料进行打包。
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》进行测定。
实施例1
将烟气经过静电除尘器除尘后通入烟道中；将双氧水通过设置在进入脱硫脱硝塔之前的烟道上的氧化剂喷嘴喷入烟道，将双氧水与烟气在烟道中接触，得到氧化烟气。然后将氧化烟气通入脱硫脱硝塔内，将亚硫酸氢铵水溶液通过还原剂添加设备加入脱硫脱硝塔，将氢氧化镁浆液通过吸收剂添加设备加入脱硫脱硝塔，亚硫酸氢铵水溶液和氢氧化镁浆液在脱硫脱硝塔混合形成含有亚硫酸氢铵的吸收剂。将含有亚硫酸氢铵的吸收剂通过喷淋设备向下喷淋，在脱硫脱硝塔中与氧化烟气充分接触，以脱除氧化烟气中的氮氧化物和硫氧化物，获得脱硫脱硝烟气和烟气吸收浆液。180m2烧结机脱硫脱硝项目的运行参数如表1和表2所示。
表1
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 2700 mg/Nm<sup>3</sup>
NO入口浓度 290 mg/Nm<sup>3</sup>
烟气含湿量 10 wt％
烟气含氧量 18 vol％
烟气含尘量 120 mg/Nm<sup>3</sup>
烟道内烟气流速 12 m/s
脱硫脱硝塔内烟气流速 3.8 m/s
液气比 6～10 L/Nm<sup>3</sup>
H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>/NO摩尔比 1.5 —
NH<sub>4</sub>HSO<sub>3</sub>/NO摩尔比 3.3 —
氢氧化镁/二氧化硫摩尔比(镁硫比) 1.3 —
双氧水中的H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>浓度 27.5 wt％
亚硫酸氢铵水溶液浓度 15 wt％
氢氧化镁浆液所用的MgO纯度 80 ％
氢氧化镁浆液所用的MgO粒径 200～300 目
氢氧化镁浆液浓度 20 wt％
双氧水加入量 1434 kg/h
亚硫酸氢铵水溶液加入量 15311 kg/h
氢氧化镁浆液加入量 13666 kg/h
表2
项目 数量 单位
排烟温度 40 ℃
脱硫效率 99.9 ％
脱硝效率 95.9 ％
将烟气吸收浆液经过三效蒸发器提浓，经过结晶罐结晶，然后通过离心机进行固液分离，经过流化床干燥装置进行真空干燥获得脱硫脱硝副产物，其含水率为0.05wt％。将脱硫脱硝副产物用双辊研磨机研磨至粒径为300～350目，得到研磨产物A。轻烧氧化镁、粉煤灰及外加剂混合后，用双辊研磨机研磨至粒径为300～350目，得到研磨产物B。将研磨产物A加入至卧式螺带混合机中，然后加入研磨产物B，充分混合得到胶凝材料。胶凝材料的配方见表3。
将上述胶凝材料在40mm×40mm×160mm的模板中浇筑成型，测试性能，结果如表4所示。
表3
序号 参数 重量份
1 脱硫脱硝副产物 35
2 轻烧氧化镁(氧化镁占比80wt％) 35
3 粉煤灰 30
4 酚醛树脂(外加剂) 2
5 木质素磺酸镁(外加剂) 2
6 磷酸三丁酯(外加剂) 2
表4
序号 龄期 抗压强度 抗折强度 单位
1 3d 34 4.5 MPa
2 7d 43 6.9 MPa
3 28d 68 10.4 MPa
由上表可知，本发明的胶凝材料与水泥相关性能标准相比较，其抗折与抗压强度均能够达到52.5级水泥国家相关标准。
对比例1
胶凝材料的配方如下表5中所示，其余均与实施例1相同。
表5
序号 组分 重量份
1 脱硫脱硝副产物 40
2 轻烧氧化镁(氧化镁占比80wt％) 30
3 粉煤灰 30
4 酚醛树脂(外加剂) 2
5 木质素磺酸镁(外加剂) 2
6 磷酸三丁酯(外加剂) 2
表6
序号 龄期 抗压强度 抗折强度 单位
1 3d 24 4.1 MPa
2 7d 37 6.1 MPa
3 28d 60 9.9 MPa
根据上表可知，各组分的配方不合适，降低了胶凝材料的性能。
对比例2
胶凝材料的配方如下表7中所示，其余均与实施例1相同：
表7
序号 组分 重量份
1 脱硫脱硝副产物 55
2 轻烧氧化镁(氧化镁占比80wt％) 15
3 粉煤灰 10
4 酚醛树脂(外加剂) 2
5 木质素磺酸镁(外加剂) 2
6 磷酸三丁酯(外加剂) 2
表8
序号 龄期 抗压强度 抗折强度 单位
1 3d 18 3.1 MPa
2 7d 23 4.2 MPa
3 28d 51 7.6 MPa
根据上表可知，各组分的配方不合适，严重降低了胶凝材料的性能。
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制备胶凝材料的一体化工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将液态氧化剂与烟气混合从而使烟气中的一氧化氮氧化，得到氧化烟气；然后将氧化烟气与含有亚硫酸氢铵的吸收剂接触进行还原吸收，获得烟气吸收浆液；其中，含有亚硫酸氢铵的吸收剂由亚硫酸氢铵水溶液和氢氧化镁浆液混合形成；亚硫酸氢铵水溶液的浓度为5～30wt％，氢氧化镁浆液中氢氧化镁的浓度为5～30wt％，亚硫酸氢铵水溶液和氢氧化镁浆液的质量比为0.8～2；
(2)将烟气吸收浆液通过浓缩、固液分离和干燥，获得固体形态的脱硫脱硝副产物；
(3)将25～38重量份脱硫脱硝副产物、25～38重量份轻烧氧化镁、25～60重量份矿物掺合料和5～15重量份外加剂混合形成胶凝材料。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(1)中，氧化剂为浓度为15～50wt％的双氧水；单位时间内加入的双氧水中的过氧化氢与单位时间内通入的烟气所含一氧化氮的摩尔比为1.1～2.1。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(1)中，单位时间内加入的亚硫酸氢铵水溶液中的亚硫酸氢铵与单位时间内通入的烟气所含一氧化氮的摩尔比为3.3～5。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(1)中，单位时间内加入的氢氧化镁浆液中的氢氧化镁与单位时间内通入的烟气所含二氧化硫的摩尔比为1.1～1.5。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，将液态氧化剂与烟气在烟道内混合，从而使烟气中的一氧化氮氧化，得到氧化烟气；其中，烟气在烟道内的流速为9～15m/s，液相氧化剂与烟气接触的时间为1～3s。
6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，将氧化烟气与含有亚硫酸氢铵的吸收剂在脱硫脱硝塔接触进行还原吸收，获得烟气吸收浆液；其中，氧化烟气在脱硫脱硝烟塔内的流速为3～7m/s，氧化烟气与含有亚硫酸氢铵的吸收剂接触的时间3～10s。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(2)中，浓缩依次包括蒸发器浓缩和结晶罐浓缩；固液分离为离心固液分离。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(2)中，干燥为真空干燥，真空干燥温度为90～150℃，真空干燥压力为0.01～0.5MPa，真空干燥后的脱硫脱硝副产物的含水量为3～0.02wt％。
9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(3)中，胶凝材料中的脱硫脱硝副产物、轻烧氧化镁、矿物掺合料和外加剂均经过研磨，其粒径均为150～500目；胶凝材料中的氧化镁与硫酸镁的摩尔比为4～12。
10.根据权利要求1～9任一项所述的工艺，其特征在于，步骤(3)中，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。
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