CN1862092A - 一种吸收燃煤锅炉烟气中二氧化硫及除尘的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸收燃煤锅炉烟气中二氧化硫及除尘的方法，它将锅炉在燃烧燃煤时所排出的烟气先通过预除尘器进行除尘，将经过预除尘器除尘的烟气通入到一个装有拜尔赤泥浆的脱硫塔中，使通入到脱硫塔中的烟气与拜尔赤泥浆接触后进行脱硫，再将经过脱硫的烟气通入到第二级除尘器中进行除尘，最后将经过拜尔赤泥浆脱硫和除尘器除尘处理的烟气通过烟囱排放。本发明不仅具有运行费用低廉、工艺流程简单、操作方便、脱硫除尘效果较好的优点，而且还具有能降低污染物排放量、能解决铝工业生产中所产生的拜尔赤泥污染问题的优点。它能有效地解决吸收燃煤锅炉烟气中二氧化硫及除尘的问题并达到“以废治废，综合利用”的目的。
Description
技术领域：
本发明涉及一种吸收燃煤锅炉烟气中二氧化硫及除尘的方法，属于烟气脱硫技术领域。
背景技术：
目前，铝工业的三废主要有锅炉燃煤产生大量二氧化硫废气及烟尘，电解过程中产生的含氟气体和残极等固体废物，氧化铝生产系统产生的赤泥，这些废弃物的排放会造成空气、土壤和水体的污染，影响生态环境和周围地区农作物的生长和人体健康。赤泥是从铝土矿中提取氧化铝时产生的废渣，其性能随提炼氧化铝的工艺和所采用的原料不同而有所不同，拜耳赤泥的主要成分是CaO：15～30％，SiO2：6～15％另外还含有一定数量的Fe2O3、Al2O3及少量的MgO、Na2O、TiO2等，目前赤泥的综合利用技术主要是烧结法产生的赤泥用于生产硅酸盐水泥、炼钢用保护渣、硅钙肥料和塑料填充剂等，而拜耳赤泥大量堆积，尚未得到充分的开发和综合利用。
铝工业的现状一边是蒸汽锅炉燃煤产生大量的二氧化硫废气和烟尘，一边是氧化铝生产过程产生大量碱性拜尔赤泥。而在现有技术中二氧化硫烟气的治理通常采用的工艺主要有：“石灰乳吸收法”和“碱液吸收法”。其石灰乳吸收法是采用石灰石、石灰或消石灰的乳液吸收二氧化硫，并得到副产品石膏。该方法的优点是原材料易得、价格较低，工艺较成熟，是目前国内外采用的主要方法(特别是资源短缺的日本广泛运用)。但该方法主要存在两大问题：一是管道易堵塞，从而影响正常生产和造成维护成本增高；二是副产品石膏存在质量问题，没有市场，导致运行成本高。而碱液吸收法是采用氢氧化钠、碳酸钠等吸收SO2废气，生成的溶液再与石灰或石灰石反应生成石膏。该方法具有对SO2废气的吸收效率高、吸收快速率快、管道不易堵塞等优点，但该方法的吸收剂氢氧化钠、碳酸钠的价格非常昂贵，而且运行成本高，使多数排污单位无法接受。
发明内容：
本发明的目的是：提供一种运行费用低廉、脱硫除尘效果较好、使用简单方便、并能同时解决铝工业生产中所产生的拜尔赤泥污染问题的吸收燃煤锅炉烟气中二氧化硫及除尘的方法，以克服现有技术的不足，并同时达到“以废治废，综合利用”的目的。
本发明是这样实现的：它包括将锅炉在燃烧燃煤的收到基全硫含量St.ar≤3％的燃煤时所排出的烟气先通过预除尘器进行除尘，然后将经过预除尘器除尘的烟气通入到一个装有拜尔赤泥浆的脱硫塔中，使通入到脱硫塔中的烟气与拜尔赤泥浆接触后进行脱硫，再将经过脱硫的烟气通入到第二级除尘器中进行除尘，最后将经过拜尔赤泥浆脱硫和除尘器除尘处理的烟气通过烟囱排放；拜尔赤泥浆中的赤泥粒度为：100目～320目，并且拜尔赤泥浆的赤泥液固比为：1～7∶1；装在脱硫塔中的拜尔赤泥浆的温度控制在25℃～65℃的范围；装在塔中的拜尔赤泥浆的pH值控制在1.5～3.5的范围，当拜尔赤泥浆的pH值超过1.5～3.5的范围时重新加入新的拜尔赤泥浆；将脱硫塔内拜尔赤泥浆的底流进入到一个底流槽内，并将底流槽内0～60％的拜尔赤泥浆底流返回到脱硫塔内循环使用，其余底流通过管道输送外排；将通过管道输送外排的底流进行过滤，并将其滤液返回到脱流塔中循环使用，将其滤饼与除尘器除尘收集到的灰渣一道用汽车运输外排；也可将除尘器除尘收集到的灰渣制浆后用管道外排。
当锅炉燃烧燃煤的收到基全硫含量St.ar＞3％时，先在燃煤中加入石灰石粉后，再将混合有石灰石粉的燃煤送入到锅炉中燃烧，然后将锅炉燃烧燃煤时所排出的烟气送到预除尘器中；加入的石灰石粉的总含钙量Ca与所混合的燃煤的总含硫量S的比值范围为：Ca/S＝1.5～2.0；石灰石粉的颗粒直径控制在0.01毫米～2毫米的范围。
由于采用了上述技术方案，本发明巧妙地利用赤泥的特性并有效地吸收了烟气中的二氧化硫。
按化学分析，本发明采用赤泥吸收二氧化硫废气可能发生的反应主要有以下化学反应：
按热力学分析：以上反应为酸碱中和反应，据《热力学数据》手册计算得在298.15K时，上述反应的标准吉布斯自由能ΔGθ均小于零，可以看出上述反应不仅能自发进行，而且可进行得彻底。
按动力学分析：根据反应动力学模型理论以及实验室动力学模型实验研究表明，该吸收反应是一个液-固多相反应的过程，且吸收过程为界面化学反应过程。采用上述技术方案能够很好地满足吸收反应过程。
本发明使烟气与浆化的拜尔赤泥充分反应，除去了烟气中大量的SO2，使烟气中SO2浓度＜400mg/Nm3，再将烟气经第二级除尘器除尘后，使烟气含尘浓度＜50mg/Nm3，从而可以使烟气经烟囱达标排放。因此，本发明与现有技术相比，本发明不仅具有运行费用低廉、工艺流程简单、操作方便、脱硫除尘效果较好的优点，而且还具有能降低污染物排放量、能解决铝工业生产中所产生的拜尔赤泥污染问题的优点。采用本发明不仅能有效地解决吸收燃煤锅炉烟气中二氧化硫及除尘的问题，而且还有效地利用了拜尔赤泥废物，因此本发明实现了“以废治废，综合利用”的目的。
具体实施方式：
本发明的实施例1：当燃煤锅炉所燃烧的燃煤的收到基全硫含量St.ar≤3％时，将锅炉在燃烧燃煤时所排出的烟气按现有的方式先通过预除尘器进行除尘，然后将经过预除尘器除尘的烟气通入到一个装有拜尔赤泥浆的脱硫塔中，可将该脱硫塔中设计成一个与第二级除尘器连接的密封的容器，将拜尔赤泥浆中的赤泥粒度控制在：100目～320目，并且将拜尔赤泥浆的赤泥液固比控制在：1～7∶1的范围和将拜尔赤泥浆的温度控制在25℃～65℃的范围以及将拜尔赤泥浆的pH值控制在1.5～3.5的范围，使通入到脱硫塔中的烟气能与拜尔赤泥浆充分接触，最好将烟气与拜尔赤泥浆接触吸收的时间控制在8～12个小时之间，这样即可对其进行充分的脱硫和部分除尘，然后再将经过脱硫的烟气通入到第二级除尘器中进行除尘，第二级除尘器可以直接采用现有技术中的电除尘器或布袋除尘器，最后将经过拜尔赤泥浆脱硫和除尘器除尘处理的烟气通过烟囱排放；在运行过程中，当拜尔赤泥浆的pH值超过1.5～3.5的范围时可重新加入新的拜尔赤泥浆；为了更好地利用拜尔赤泥浆，在运行时，可将脱硫塔内拜尔赤泥浆的底流进入到一个底流槽内，并根据使用的需要，将该底流槽内0～60％的拜尔赤泥浆底流返回到脱硫塔内循环使用，其余底流通过管道输送外排；为了重复使用拜尔赤泥浆中的水，减少水的排放，可将通过管道输送外排的底流进行过滤，并将其滤液返回到脱流塔中循环使用，将其滤饼与除尘器除尘收集到的灰渣一道用汽车运输外排；当运输不方便时，可将除尘器除尘收集到的灰渣制浆后用管道外排。
本发明的实施例2：当燃煤锅炉所燃烧的燃煤的收到基全硫含量St.ar＞3％时，先在燃煤中加入石灰石粉后，再将混合有石灰石粉的燃煤送入到锅炉中燃烧，加入的石灰石粉的总含钙量Ca与所混合的燃煤的总含硫量S的比值范围最好控制在：Ca/S＝1.5～2.0的范围内，并将石灰石粉的颗粒直径控制在0.01毫米～2毫米的范围，然后将锅炉燃烧燃煤时所排出的烟气送到预除尘器中进行除尘，将经过预除尘器除尘的烟气通入到一个装有拜尔赤泥浆的脱硫塔中，可将该脱硫塔中设计成一个与第二级除尘器连接的密封的容器，将拜尔赤泥浆中的赤泥粒度控制在：100目～320目，并且将拜尔赤泥浆的赤泥液固比控制在：1～7∶1的范围和将拜尔赤泥浆的温度控制在25℃～65℃的范围以及将拜尔赤泥浆的pH值控制在1.5～3.5的范围，使通入到脱硫塔中的烟气能与拜尔赤泥浆充分接触，最好将烟气与拜尔赤泥浆接触吸收的时间控制在8～12个小时之间，这样即可对其进行充分的脱硫和部分除尘，然后再将经过脱硫的烟气通入到第二级除尘器中进行除尘，第二级除尘器可以直接采用现有技术中的电除尘器或布袋除尘器，最后将经过拜尔赤泥浆脱硫和除尘器除尘处理的烟气通过烟囱排放；在运行过程中，当拜尔赤泥浆的pH值超过1.5～3.5的范围时可重新加入新的拜尔赤泥浆；为了更好地利用拜尔赤泥浆，在运行时，可将脱硫塔内拜尔赤泥浆的底流进入到一个底流槽内，并根据使用的需要，将该底流槽内0～60％的拜尔赤泥浆底流返回到脱硫塔内循环使用，其余底流通过管道输送外排；为了重复使用拜尔赤泥浆中的水，减少水的排放，可将通过管道输送外排的底流进行过滤，并将其滤液返回到脱流塔中循环使用，将其滤饼与除尘器除尘收集到的灰渣一道用汽车运输外排；当运输不方便时，可将除尘器除尘收集到的灰渣制浆后用管道外排。
Claims (9)
1.一种吸收燃煤锅炉烟气中二氧化硫及除尘的方法，它包括将锅炉在燃烧燃煤的收到基全硫含量St.ar≤3％的燃煤时所排出的烟气先通过预除尘器进行除尘，其特征在于：它将经过预除尘器除尘的烟气通入到一个装有拜尔赤泥浆的脱硫塔中，使通入到脱硫塔中的烟气与拜尔赤泥浆接触后进行脱硫，再将经过脱硫的烟气通入到第二级除尘器中进行除尘，最后将经过拜尔赤泥浆脱硫和除尘器除尘处理的烟气通过烟囱排放。
2.根据权利要求1所述的吸收燃煤锅炉烟气中二氧化硫及除尘的方法，其特征在于：拜尔赤泥浆中的赤泥粒度为：100目～320目，并且拜尔赤泥浆的赤泥液固比为：1～7∶1。
3.根据权利要求1所述的吸收燃煤锅炉烟气中二氧化硫及除尘的方法，其特征在于：装在脱硫塔中的拜尔赤泥浆的温度控制在25℃～65℃的范围。
4.根据权利要求1所述的吸收燃煤锅炉烟气中二氧化硫及除尘的方法，其特征在于：装在塔中的拜尔赤泥浆的pH值控制在1.5～3.5的范围，当拜尔赤泥浆的pH值超过1.5～3.5的范围时重新加入新的拜尔赤泥浆。
5.根据权利要求1所述的吸收燃煤锅炉烟气中二氧化硫及除尘的方法，其特征在于：将脱硫塔内拜尔赤泥浆的底流进入到一个底流槽内，并将底流槽内0～60％的拜尔赤泥浆底流返回到脱硫塔内循环使用，其余底流通过管道输送外排。
6.根据权利要求5所述的吸收燃煤锅炉烟气中二氧化硫及除尘的方法，其特征在于：将通过管道输送外排的底流进行过滤，并将其滤液返回到脱流塔中循环使用，将其滤饼与除尘器除尘收集到的灰渣一道用汽车运输外排。
7.根据权利要求6所述的吸收燃煤锅炉烟气中二氧化硫及除尘的方法，其特征在于：也可将除尘器除尘收集到的灰渣制浆后用管道外排。
8.根据权利要求1所述的吸收燃煤锅炉烟气中二氧化硫及除尘的方法，其特征在于：当锅炉燃烧燃煤的收到基全硫含量St.ar＞3％时，先在燃煤中加入石灰石粉后，再将混合有石灰石粉的燃煤送入到锅炉中燃烧，然后将锅炉燃烧燃煤时所排出的烟气送到预除尘器中；加入的石灰石粉的总含钙量Ca与所混合的燃煤的总含硫量S的比值范围为：Ca/S＝1.5～2.0。
9.根据权利要求8所述的吸收燃煤锅炉烟气中二氧化硫及除尘的方法，其特征在于：石灰石粉的颗粒直径控制在0.01毫米～2毫米的范围。
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|---|---|---|---|---|
| CN101279197B (zh) * | 2008-05-23 | 2011-05-25 | 张宏 | 一种赤泥-活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝系统 |
| CN101450279B (zh) * | 2008-11-14 | 2012-02-08 | 北京博奇电力科技有限公司 | 作为脱硫装置的鼓泡塔及其用途 |
| CN104028085A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-09-10 | 武汉钢铁(集团)公司 | 基于铁矿石烧结过程的烟气脱硫工艺 |
| CN107754574A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-03-06 | 中晶蓝实业有限公司 | 基于赤泥的烟气脱硫剂及其制备方法和应用 |
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