專利名稱：一種“紅泥”二氧化硫吸收劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二氧化硫煙氣濕法脫硫吸收劑領(lǐng)域，具體涉及鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁所產(chǎn)廢渣-“紅泥”作為二氧化硫吸收劑，進(jìn)行再利用的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
二氧化硫是最重主要的大氣污染物，二氧化硫煙氣是主要的污染源，世界各國十分注重二氧化硫煙氣的治理，努力減少二氧化硫排放量，開發(fā)出許多行之有效的煙氣脫硫技術(shù)。這些技術(shù)都需要一種對(duì)二氧化硫有吸收作用的物質(zhì)，它能與二氧化硫反應(yīng)，最終生成無害的穩(wěn)定化合物，把二氧化硫從煙氣中分離出來。這種能吸收二氧化硫的物質(zhì)就是吸收劑，即脫硫劑。按照脫硫劑的種類劃分，脫硫技術(shù)可分為鈣法、鎂法、鈉法、氨法、有機(jī)堿法等。目前用得最多、技術(shù)最成熟的是濕式鈣法，通常稱為石灰石/石膏法。這項(xiàng)煙氣脫硫技術(shù)使用石灰石作為吸收劑，有其突出的特點(diǎn)，技術(shù)成熟可靠、運(yùn)行穩(wěn)定、脫硫效率較高，為人們所接受。但也存在一定的不足之處，脫硫后產(chǎn)生大量石膏，這些石膏出路是個(gè)問題。為了保證石膏的再利用，首先要保證石灰石是高質(zhì)量的，還要求脫硫過程保證煙氣含塵量、碳酸鈣轉(zhuǎn)化率、亞硫酸鈣氧化率等指標(biāo)始終處于極佳狀況。否則，所產(chǎn)石膏質(zhì)量達(dá)不到再利用的要求，會(huì)成為新的固體廢棄物，雖無毒害，但要占用大面積土地堆放，造成二次污染。如果利用工業(yè)廢棄物作為二氧化硫煙氣的吸收劑，所用的吸收劑本來就是工業(yè)廢棄物，脫硫產(chǎn)物即使不便再利用也不會(huì)造成新的污染，而且還有再利用的可能性。專利號(hào)為ZL00119453.4的專利“含二氧化硫煙氣處理方法”就是利用銅冶煉爐渣為吸收劑，來處理冶煉過程中所產(chǎn)生的二氧化硫煙氣，實(shí)踐證實(shí)該方法確實(shí)可行。同使用石灰石為吸收劑的石灰石/石膏一樣，使用該方法有一定的限制，即吸收劑供應(yīng)地不能遠(yuǎn)離使用地，否則企業(yè)難以承受高昂的運(yùn)輸費(fèi)。因地制宜、就地取材選取吸收劑是二氧化硫煙氣治理技術(shù)實(shí)施的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。用鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的過程中產(chǎn)生大量人們通常稱為“紅泥”(也有人稱之為“赤泥”)的廢渣，這種“紅泥”還沒有被大量再利用，占用大量土地堆放，國內(nèi)各大氧化鋁廠都有數(shù)以千萬噸計(jì)的“紅泥”堆放。試驗(yàn)表明“紅泥”對(duì)二氧化硫有很好的吸收性能，完全可以用做二氧化硫煙氣治理的吸收劑。利用“紅泥”為二氧化硫煙氣治理的吸收劑，可以就近解決氧化鋁廠大量燃煤鍋爐產(chǎn)生的二氧化硫煙氣治理所必需的吸收劑，還可以解決氧化鋁廠周圍燃煤爐窯煙氣治理所必需的吸收劑，有相當(dāng)廣闊的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種將廢渣治理與綜合再利用相結(jié)合的“紅泥”二氧化硫吸收劑，及其應(yīng)用于二氧化硫吸收的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下。
一種“紅泥”二氧化硫吸收劑，系采用以鋁土礦為原料生產(chǎn)氧化鋁過程中所產(chǎn)生的廢棄物——“紅泥”為基礎(chǔ)制作。所述的“紅泥”主要由鈣、硅、鋁、鈉、鐵、鎂等元素組成，起吸收作用的組分鈣、鈉占主導(dǎo)地位，鐵、鎂次之，具體含量為——CaO16-45％，Na3-6％，F(xiàn)e1.5-3.5％，MgO1.0-3.0％。
“紅泥”干燥狀態(tài)時(shí)為粉末狀，其粒度小于0.053mm的占65-85％。
“紅泥”二氧化硫吸收劑應(yīng)用于吸收二氧化硫時(shí)的方法，是將“紅泥”用水調(diào)制成“紅泥”漿液，送入吸收設(shè)備內(nèi)，與二氧化硫煙氣中的二氧化硫反應(yīng)，并經(jīng)氧化后生成鈣、鎂、鐵、鈉、鉀的亞硫酸鹽和硫酸鹽，將二氧化硫從煙氣中分離出來，得到凈化煙氣。
所述“紅泥”漿液是將“紅泥”加水稀釋，調(diào)制成固體濃度為6～15％的懸浮液；將其用泵送入到吸收塔。該吸收塔可以是噴淋塔、液柱塔、篩板塔、大孔徑穿流塔和在先申請(qǐng)的中國專利ZL02238264.x所描述的多相反應(yīng)器。使所述的漿液在吸收塔內(nèi)循環(huán)，多次與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)，直至漿液的pH值應(yīng)達(dá)到4.0-5.0，“紅泥”漿液中的有效成分反應(yīng)完全。
將上述吸收二氧化硫后pH值達(dá)到4.0-5.0的漿液送去脫水，采用二級(jí)脫水步驟；第一級(jí)用水力旋流器提濃，其濃漿液送入第二級(jí)脫水，其清漿液返回參與“紅泥”漿液調(diào)制。
將上述濃漿液送到真空帶式過濾機(jī)過濾和洗滌，濾餅含水降至10％可以作為肥料使用；大部分濾液和洗液返回參與“紅泥”漿液調(diào)制。
所述“紅泥”漿液吸收二氧化硫并氧化后生成得亞硫酸鹽和硫酸鹽，經(jīng)過濾、洗滌，洗去可溶性鹽之后的產(chǎn)物，可以用做為土壤提供肥料元素硫、鈣、硅的肥料。
本發(fā)明技術(shù)的有益效果本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種濕法治理二氧化硫煙氣所用的二氧化硫吸收劑，這種吸收劑是用鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁過程中所產(chǎn)生的廢渣，這種廢渣被人們稱之為“紅泥”(也有人稱之為“赤泥”)?！凹t泥”組成雖因鋁土礦產(chǎn)地不同和生產(chǎn)工藝的差異而有所不同，但都是主要由鈣、硅、鋁、鈉、鐵、鎂等元素組成，起吸收作用的組分鈣、鈉占主導(dǎo)地位(“紅泥”成分中CaO為16-45％，Na為3-6％)，鐵、鎂次之(Fe占1.5-3.5％，MgO占1.0-3.0％)。鈣主要以硅酸鈣的形式存在，鈉以碳酸鈉或硅酸鈉的形式存在。在吸收過程中二氧化硫溶于水生成的亞硫酸并氧化成的硫酸反應(yīng)，硅酸鈣與亞硫酸、硫酸生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，亞硫酸鈣會(huì)進(jìn)一步氧化生成硫酸鈣，并有游離二氧化硅析出，鈉、鐵、鎂也生成相應(yīng)的亞硫酸鹽和硫酸鹽，這樣二氧化硫轉(zhuǎn)換成亞硫酸鹽、硫酸鹽的形式從煙氣中分離并固定下來，從而達(dá)到二氧化硫煙氣治理的目的。與一般的濕式鈣法相比，因“紅泥”干燥狀態(tài)時(shí)為粉末狀，其粒度小于0.053mm的占65-85％，完全滿足吸收對(duì)吸收劑的粒度要求，可以省投資和運(yùn)行費(fèi)用都較高的磨料工序，可以節(jié)省大量費(fèi)用。吸收二氧化硫后的“紅泥”經(jīng)洗除可溶性鹽后，與在先公布的中國專利ZL00119453.4和ZL00125371.9所述的一樣可以用做肥料，為土壤提供肥料元素硫、鈣、硅。但也不像上述兩項(xiàng)專利那樣，重金屬冶煉爐渣中含有Cu、Pb、Hg、Cd等重金屬，使用重有色金屬冶煉爐渣為吸收劑，所產(chǎn)出的吸收二氧化硫后的產(chǎn)物有可能帶有較多重有色金屬Cu、Pb、Hg、Cd等，用作肥料有重金屬污染土壤的可能。而“紅泥”中重有色金屬含量極低，使用“紅泥”為二氧化硫吸收劑，吸收二氧化硫后的產(chǎn)物用作肥料可避免重金屬污染土壤。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
將“紅泥”加水稀釋調(diào)制成固體濃度為6～15％的懸浮液——“紅泥”漿液，將其用泵送入到吸收塔，(吸收塔可以是噴淋塔、液柱塔、篩板塔、大孔徑穿流塔和國內(nèi)專利ZL02238264.x所述的多相反應(yīng)器)，在吸收塔內(nèi)煙氣中的二氧化硫與“紅泥”漿液反應(yīng)，二氧化硫被吸收生成亞硫酸鹽和硫酸鹽被固定下來，使之從煙氣中分離出來，從而達(dá)到凈化煙氣的目的。
為了保證“紅泥”漿液中有效成分反應(yīng)完全，漿液在吸收塔內(nèi)循環(huán)，多次與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)，直至“紅泥”漿液中的有效成分反應(yīng)完全，此時(shí)漿液pH值應(yīng)為4.0-5.0。吸收二氧化硫后pH值達(dá)4.0-5.0的漿液送去脫水，采用二級(jí)脫水。第一級(jí)用水力旋流器提濃，其濃漿液送入第二級(jí)脫水，其清漿液返回參與“紅泥”漿液調(diào)制。濃漿液送到真空帶式過濾機(jī)過濾和洗滌，濾餅含水降至10％可以作為肥料使用，濾液一部抽出經(jīng)處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排出，以排出一部分如Cl、Na、Mg、K…等離子，防止它們?cè)谘h(huán)過程中累積。大部分濾液和洗液則返回參與“紅泥”漿液調(diào)制。經(jīng)過處理脫除絕大部分二氧化硫達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的煙氣，經(jīng)過除霧器除去機(jī)械夾帶的水，再由煙囪排空。該技術(shù)方案流程示意圖如圖1。
實(shí)施例某氧化鋁廠用其所產(chǎn)“紅泥”，處理本廠130t/h燃煤蒸汽鍋爐煙氣。
煙氣處理前的成分

實(shí)際狀態(tài)煙氣量224178.6(m3/h)煙氣含塵160-200(mg/Nm3)“紅泥”成分

如圖1所示，將“紅泥”加水稀釋調(diào)制成固體濃度為6～15％的懸浮液---“紅泥”漿液，將其用泵送入到在先公布的中國專利ZL02238264.x所述的多相反應(yīng)器內(nèi)，在多相反應(yīng)器內(nèi)“紅泥”漿液與二氧化硫煙氣同時(shí)自上順流而不，煙氣中的二氧化硫與“紅泥”漿液反應(yīng)，二氧化硫被吸收生成亞硫酸鹽和硫酸鹽被固定下來，使之從煙氣中分離出來，從而達(dá)到凈化煙氣的目的。為了保證“紅泥”漿液中有效成分反應(yīng)完全，漿液在吸收塔內(nèi)循環(huán)，多次與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)，直至“紅泥”漿液中的有效成分反應(yīng)完全，此時(shí)漿液pH值應(yīng)為4.0-5.0。吸收二氧化硫后pH值達(dá)4.0-5.0的漿液送去脫水，采用二級(jí)脫水。第一級(jí)用水力旋流器提濃，其濃漿液送入第二級(jí)脫水，其清漿液返回參與“紅泥”漿液調(diào)制。濃漿液送到真空帶式過濾機(jī)過濾和洗滌，濾餅含水降至10％可以作為肥料和土壤調(diào)理劑使用，濾液一部分抽出經(jīng)處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排出，以排出一部分如Cl-1、Na+、Mg++、K+…等離子，防止它們?cè)谘h(huán)過程中累積。大部分濾液和洗液則返回參與“紅泥”漿液調(diào)制。經(jīng)過處理脫除絕大部分二氧化硫達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的煙氣，經(jīng)過除霧器除去機(jī)械夾帶的水，再由煙囪排空。
主要技術(shù)指標(biāo)“紅泥”漿液加入量17m3/h“紅泥”漿液循環(huán)量1800m3/h多相反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)單元數(shù)3級(jí)系統(tǒng)阻力1200Pa脫硫效率＞95％。
權(quán)利要求
1.一種“紅泥”二氧化硫吸收劑，系采用以鋁土礦為原料生產(chǎn)氧化鋁過程中所產(chǎn)生的廢棄物——“紅泥”為基礎(chǔ)制作，其特征在于所述的“紅泥”主要由鈣、硅、鋁、鈉、鐵、鎂等元素組成，起吸收作用的組分鈣、鈉占主導(dǎo)地位，鐵、鎂次之，具體含量為——CaO16-45％，Na3-6％，F(xiàn)e1.5-3.5％，MgO1.0-3.0％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“紅泥”二氧化硫吸收劑，其特征在于“紅泥”干燥狀態(tài)時(shí)為粉末狀，其粒度小于0.053mm的占65-85％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“紅泥”二氧化硫吸收劑應(yīng)用于吸收二氧化硫時(shí)的方法，其特征在于是將“紅泥”用水調(diào)制成“紅泥”漿液，送入吸收設(shè)備內(nèi)，與二氧化硫煙氣中的二氧化硫反應(yīng)，并經(jīng)氧化后生成鈣、鎂、鐵、鈉、鉀的亞硫酸鹽和硫酸鹽，將二氧化硫從煙氣中分離出來，得到凈化煙氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的“紅泥”二氧化硫吸收劑用于吸收二氧化硫的方法，其特征在于所述“紅泥”漿液是將“紅泥”加水稀釋，調(diào)制成固體濃度為6～15％的懸浮液；將其用泵送入到吸收塔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的“紅泥”二氧化硫吸收劑用于吸收二氧化硫的方法，其特征在于該吸收塔可以是噴淋塔、液柱塔、篩板塔、大孔徑穿流塔和在先申請(qǐng)的中國專利ZL02238264.X所描述的多相反應(yīng)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的“紅泥”二氧化硫吸收劑用于吸收二氧化硫的方法，其特征在于使所述的漿液在吸收塔內(nèi)循環(huán)，多次與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)，直至漿液的pH值應(yīng)達(dá)到4.0-5.0，“紅泥”漿液中的有效成分反應(yīng)完全。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、6所述的“紅泥”二氧化硫吸收劑用于吸收二氧化硫的方法，其特征在于將上述吸收二氧化硫后pH值達(dá)到4.0-5.0的漿液送去脫水，采用二級(jí)脫水步驟；第一級(jí)用水力旋流器提濃，其濃漿液送入第二級(jí)脫水，其清漿液返回參與“紅泥”漿液調(diào)制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、7所述的“紅泥”二氧化硫吸收劑用于吸收二氧化硫的方法，其特征在于將上述濃漿液送到真空帶式過濾機(jī)過濾和洗滌，濾餅含水降至10％可以作為肥料使用；大部分濾液和洗液返回參與“紅泥”漿液調(diào)制。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、8所述的“紅泥”二氧化硫吸收劑的應(yīng)用，其特征在于所述“紅泥”漿液吸收二氧化硫并氧化后生成得亞硫酸鹽和硫酸鹽，經(jīng)過濾、洗滌，洗去可溶性鹽之后的產(chǎn)物，可以用做為土壤提供肥料元素硫、鈣、硅的肥料。
全文摘要
本發(fā)明屬于二氧化硫煙氣濕法脫硫吸收劑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種“紅泥”二氧化硫吸收劑。系選用鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁過程中所產(chǎn)廢渣—“紅泥”，用水將之調(diào)制成漿液，送到吸收設(shè)備中吸收煙氣中的二氧化硫，以達(dá)到凈化煙氣的目的。由于“紅泥”本身粒度已達(dá)到吸收反應(yīng)的要求，因此不用再磨細(xì)，省去投資大動(dòng)力消耗大的磨料工序，投資和運(yùn)行費(fèi)用大幅降低。所用“紅泥”為氧化鋁廠廢渣，用來治理廢氣，可謂“以廢治廢”，也為廢渣“紅泥”的再利用找到了一條出路。
文檔編號(hào)B01D53/80GK1562446SQ200410031200
公開日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月15日
發(fā)明者史漢祥 申請(qǐng)人:史漢祥