CN113244751A - 一种脱硫水剂组合物 - Google Patents

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Abstract

一种脱硫水剂组合物，由以下重量百分比计的原料：尿素8‑12%，小苏打1‑3%，纯碱1‑3%，余量为水，总量为100%，放入混料机中混合10‑25min，制成；本发明同时兼顾脱硫成本和效率，实现低成本、高效、快速脱硫，是脱硫组合物上的创新，有显著的社会和经济效益。

Description

一种脱硫水剂组合物
技术领域
本发明涉及脱硫领域，特别是一种脱硫水剂组合物。
背景技术
中国是煤炭资源大国，煤炭在中国一次能源消费中所占比例超过 70%，随着资源的消耗和开采深度加大，低硫优质炼焦煤资源已经非常有限，高硫煤所占比例逐年增高。据统计，高硫煤（St,d＞1.5 %）约占煤炭总储量的1/3。高硫煤在加工利用过程中，产生的大量硫氧化物是形成酸雨的主要原因，也是华北、华东等地雾霾成因之一；此外，由于石灰石地域限制和品位降低，水泥窑不得不使用中高硫石灰石，含硫量为0.2%-2.0%不等。并且在水泥窑中，石灰石用量约为煤的10倍。因此，对于水泥窑而言，高硫石灰石是SO2高排放的主要原因。因此，无论从国家环境保护角度还是企业利益角度，实现高效、低成本的水泥窑脱硫显得愈加重要。
虽然烟气脱硫技术达到数百种，但目前水泥窑最常见的烟气脱硫主要有：湿法脱硫(WFGD)、窑内喷钙脱硫、氨法脱硫。（1）、湿法脱硫：吸收剂以液态的形式喷入吸收塔，送入吸收塔的吸收剂-石灰石(石灰)浆液与经烟气再热器冷却后进入吸收塔的烟气接触混合，烟气中的二氧化硫(SO2)与吸收剂浆液中的碳酸钙(CaCO3)以及鼓入的空气中的氧气(O2)发生化学反应，生成二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)即石膏；脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴、烟气再热器加热升温后，经烟囱排入大气。湿法脱硫是应用最为成熟，也是效率非常高（95%以上）的脱硫工艺，但是该技术仅适合超高硫排放（3000mg/Nm3以上），对于较低硫排放的水泥窑，该技术的应用得不偿失；此外，湿法脱硫占地面积大，投资成本高，系统可靠性差，造成粉尘超标（石膏雨）、废水与氯离子富集等问题。（2）、窑内喷钙脱硫：一般是将干态脱硫剂（一般是氧化钙、氢氧化钙或者电石渣）喷入预热器系统的适当位置（预热器，窑尾或生料磨等），与烟气流进行剧烈的扰动接触，完成烟气的脱硫，脱硫产物是固态。工艺简单但脱硫效率较低，学者Steven表示，在增湿塔和生料磨处喷注熟石灰的脱硫效率都低于在旋风预热器位置喷注熟石灰。RMC公司曾经将熟石灰粉体喂入上面两级旋风筒之间的连接管道和顶级预热器后的废气管道，脱硫效率处于55%～65%之间，但此时的钙硫比高达40～50。可见，干法脱硫虽然建设成本低，不会带来堵塞、腐蚀等问题，但运行成本高、脱硫效率低、脱硫产物会发生二次分解等技术难题，使其推广普及受到一定限制。（3）、氨法脱硫：是用氨吸收剂吸收烟气中的二氧化硫，吸收液经压缩空气氧化生成硫酸铵，再经加热蒸发结晶析出硫酸铵，过滤干燥后得产品。主要包括吸收、氧化和结晶过程。但氨法面临着1）氨易挥发，对设备腐蚀严重；2）一定程度上提高了NOx的排放量；3）硫酸铵热稳定性差，二次分解造成循环富集，SO2无法持续稳定达标等难以克服的技术难题，综上，如何低成本、高效率，减少脱硫产物是亟需解决的技术问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种脱硫水剂组合物，可有效解决现有脱硫成本高、效率低、脱硫产物多，易二次分解的问题。
为实现上述目的，本发明解决的技术方案是，一种脱硫水剂组合物，由以下重量百分比计的原料：尿素 8-12%，小苏打1-3%，纯碱1-3%，余量为水，总量为100%，放入混料机中混合10-25min，制成。
本发明同时兼顾脱硫成本和效率，实现低成本、高效、快速脱硫，是脱硫组合物上的创新，有显著的社会和经济效益。
具体实施方式
以下结合具体情况对本发明的具体实施方式作详细说明。
本发明在具体实施时，可由以下实施例给出。
实施例1
一种脱硫水剂组合物，由以下重量百分比计的原料：尿素 9%，小苏打2%，纯碱2%，余量为水，总量为100%，放入混料机中混合15min，制成。
实施例2
一种脱硫水剂组合物，由以下重量百分比计的原料：尿素 10%，小苏打1%，纯碱1%，余量为水，总量为100%，放入混料机中混合20min，制成。
实施例3
由以下重量百分比计的原料：尿素 12%，小苏打3%，纯碱3%，余量为水，总量为100%，放入混料机中混合25min，制成。
实施例4
由以下重量百分比计的原料：尿素 8%，小苏打1%，纯碱1%，余量为水，总量为100%，放入混料机中混合10min，制成。
本发明产品克服了现有脱硫成本高、效率低、脱硫产物多且易二次分解的问题，并经试验得到了充分证明，适用于水泥、建材等行业的SO2排放超标问题，以实施例2为例，每次试验作三个重复，应用在水泥熟料生产中的脱硫，有关试验资料如下：
使用脱硫水剂进行烟气脱硫时，脱硫水剂由水剂槽罐运输车运输进厂，利用车载离心泵将脱硫水剂直接泵送进脱硫水剂储罐。在预热器C2上升风管处均布喷枪，喷雾系统采用了特别设计的双流体内混式喷枪，将脱硫水剂雾化成平均粒径为几十微米的细小液滴，确保了喷雾的覆盖率，从而延长脱硫的反应时间，加快反应速度，提高反应效率。
脱硫水剂通过在C2至C1上升风管处雾化喷入，形成一定水雾层，与逃逸的SO2气体充分接触：一方面，减缓了SO2气体的逃逸速度，增加了脱硫反应时间；另一方面，水剂与SO2气体反应生成硫酸，并吸附与生料颗粒表面，硫酸与碳酸钙反应，使脱硫反应由速率较低的固-气反应转变为速率较高的气-液反应，突破了现有脱硫摩尔比理论，实现了快速、高效地二次捕获逃逸的SO2。
在具体脱硫时，SO2本底排放值不同时，脱硫水剂的添加量也不同，具体数据见表1。
表1 脱硫水剂用量
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE001
本发明对实施例1、3和4进行了多次测试，均取得了与实施例相同或相近似的结果，表明本发明脱硫粉剂可靠，这里不再一一赘述。
由上可以看出，脱硫水剂的建设和运行成本均很低，成本仅为1.5-5元/吨熟料，脱SO2达到≤100mg/Nm3，真正走出了湿法脱硫成本高、干法脱硫效率低的困境，同时兼顾脱硫成本和效率，实现低成本、高效、快速脱硫，同时，根据水泥厂硫本底排量和窑炉实际工况，具有较强的针对性和可调性，可实现硫排放稳定、长期达标，是脱硫组合物上的创新，有显著的社会和经济效益。

Claims (5)

1. 一种脱硫水剂组合物，其特征在于，由以下重量百分比计的原料：尿素 8-12%，小苏打1-3%，纯碱1-3%，余量为水，总量为100%，放入混料机中混合10-25min，制成。
2. 根据权利要求1所述的脱硫水剂组合物，其特征在于，由以下重量百分比计的原料：尿素 9%，小苏打2%，纯碱2%，余量为水，总量为100%，放入混料机中混合15min，制成。
3. 根据权利要求1所述的脱硫水剂组合物，其特征在于，由以下重量百分比计的原料：尿素 10%，小苏打1%，纯碱1%，余量为水，总量为100%，放入混料机中混合20min，制成。
4. 根据权利要求1所述的脱硫水剂组合物，其特征在于，由以下重量百分比计的原料：尿素 12%，小苏打3%，纯碱3%，余量为水，总量为100%，放入混料机中混合25min，制成。
5. 根据权利要求1所述的脱硫水剂组合物，其特征在于，由以下重量百分比计的原料：尿素 8%，小苏打1%，纯碱1%，余量为水，总量为100%，放入混料机中混合10min，制成。
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