專利名稱：鋼渣-鈉堿雙堿法濕式煙氣脫硫技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及火電廠、工業(yè)鍋爐及其他含二氧化硫的煙道氣的二氧化硫脫出(Flue GasDesulfurizaiton, FGD)，也涉及一種固體廢物資源化方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)我國(guó)SO2的年排放量都在2000萬(wàn)噸上下，排世界第一位。的排放已使我國(guó)近三分之一國(guó)土面積出現(xiàn)酸雨，成為世界三大酸雨區(qū)之一，給我國(guó)造成的損失每年在百億元以上。重點(diǎn)來(lái)自燃煤鍋爐，冶煉，燒結(jié)等行業(yè)。目前，煙氣脫硫(flue gas desulfurization，縮寫為FGD)是世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫技術(shù)?；痣姀S排放的煙氣具有兩個(gè)特點(diǎn)一是煙氣中SO2濃度很低，一般為在300-5000ppmv(1000-15000mg/Nm3)之間；二是煙氣量巨大。比如，300MW機(jī)組產(chǎn)生的煙氣量為120X 104Nm3/h。世界各國(guó)致力于煙氣脫硫研究的方法約200多種，但工業(yè)化應(yīng)用的只有10多種，包括以Ca0/CaC03為基礎(chǔ)的鈣法；以MgO為基礎(chǔ)的鎂法；以Na2CO3為基礎(chǔ)的鈉法；以NH3為基礎(chǔ)的氨法；以有機(jī)堿為基礎(chǔ)的有機(jī)堿法。以上方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，但都要消耗資源，比如石灰石，MgO, Na2CO3等。鋼渣是煉鋼生產(chǎn)的副產(chǎn)品，鋼渣的主要成分有Ca0、Si02、Fi5203、Al203、Mg0等，而且鋼渣來(lái)源廣，量大。鋼渣產(chǎn)生率約為粗鋼量的15-20%，我國(guó)的鋼產(chǎn)量已突破4億噸，全年產(chǎn)生鋼渣近8000萬(wàn)噸。長(zhǎng)期以來(lái)鋼渣作為廢物拋棄，既占用大量土地又污染地下水。由于鋼渣中含有很多堿性物質(zhì)，可以與S02發(fā)生反應(yīng)，因此，鋼渣作為脫硫劑進(jìn)行煙氣脫硫是一種以廢治廢、又能達(dá)到較高的脫硫效率的可行途徑。目前關(guān)于鋼渣濕法煙氣脫硫，比如《環(huán)境工程》期刊上有“鋼渣濕法脫硫研究”(1996，14(6))，“廢鋼渣粉渣濕法脫硫工藝實(shí)驗(yàn)研究” (2009,27(3))等，專利 200810153376. 0均有報(bào)道。但都是直接利用鋼渣與水配成吸收液，噴淋吸收煙氣中SO2,由于鋼渣中堿性物質(zhì)總體來(lái)說(shuō)含量比較低，而且在水溶液中從鋼渣中溶解出來(lái)速率很慢，因此直接吸收效率很低，只有30-70%，因此對(duì)于很多燃煤鍋爐或冶煉燒結(jié)廠來(lái)說(shuō)不能夠達(dá)標(biāo)排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種鋼S—鈉堿雙堿法煙氣脫硫工藝，可以解決鋼渣中堿性物質(zhì)溶解慢，影響脫硫率的問(wèn)題，達(dá)到高脫硫率，并且實(shí)現(xiàn)以廢治廢。發(fā)明思路在調(diào)節(jié)池中加入鈉堿(純堿、燒堿或廢堿作為吸收劑)，調(diào)節(jié)漿液pH值為8-10，通過(guò)漿液循環(huán)泵打入脫硫塔，與煙氣發(fā)生逆流吸收反應(yīng)，反應(yīng)原理為
so2(g) SO2(I)SO2(/) + H2O^ HSO3' + H+
HSO; O H+ +SO32'2Na0H+S02 ^ Na2S03+H20Na2S03+S02+H20 — 2NaHS03脫硫反應(yīng)后漿液的主要成分為亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉，脫硫塔底部的漿液流入再生池，與鋼渣溶解池排入的溶解液發(fā)生再生反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)脫硫吸收液的再生。鋼渣中的再生劑主要是鈣和鎂類的堿性物質(zhì)，其中因亞硫酸鎂和硫酸鎂的溶解度較大，所以鋼渣中主要是鈣類堿性物質(zhì)去實(shí)現(xiàn)再生脫硫吸收液。反應(yīng)原理如下
Ca2+ +20H' ^ Ca(OH)22NaHS03+Ca (OH) 2 — Na2S03+CaS03 · 1/2H20 I +3/2H20Na2S03+CaS03 · 1/2H20 — Na0H+CaS03 · 1/2H20 I脫硫漿液經(jīng)過(guò)再生后，流入沉淀池，其中半水亞硫酸鈣在沉降池沉積，上清液返回調(diào)節(jié)池。沉積的半水亞硫酸鈣堆積到一定程度后，送入真空脫水機(jī)進(jìn)行脫水，集中處理，也可經(jīng)氧化后制成石膏或作為無(wú)害物拋棄填埋。再生后所得到的NaOH和Na2SO3都對(duì)煙氣中的有害物質(zhì)有較好的吸收作用，可送回調(diào)節(jié)池循環(huán)使用。隨著脫硫系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，再生池過(guò)后的漿液中可能含有亞硫酸氫鈉，降低脫硫漿液的PH值，這時(shí)需要添加鈉堿，調(diào)整調(diào)節(jié)池中漿液的PH。


附圖為鋼渣雙堿法濕式煙氣脫硫技術(shù)工藝流程圖1-鋼渣儲(chǔ)存?zhèn)}；2-鋼渣溶解池；3-再生池；4-沉淀池；5-調(diào)節(jié)池；6_脫水間；7_脫硫區(qū)；8-除霧區(qū)；9-添加鈉堿；10-脫硫漿液循環(huán)泵；11-煙氣入口 ； 12-凈煙氣出口 ； 13-脫硫塔；14-煙囪
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1參見(jiàn)附圖，從煉鋼廠運(yùn)輸來(lái)的鋼渣從鋼渣儲(chǔ)存?zhèn)}1直接倒入鋼渣溶解池2中，同時(shí)放入自來(lái)水充滿溶解池2，并用攪拌器連續(xù)攪動(dòng)以促進(jìn)鋼渣的溶解，鋼渣中的可溶解成分隨溶解液由管網(wǎng)以重力自流的方式進(jìn)入再生池。鈉堿9加入調(diào)節(jié)池5，調(diào)整調(diào)節(jié)池5中漿液的 PH值到8-9。調(diào)節(jié)好pH值的漿液由循環(huán)泵10打入脫硫塔13，在脫硫區(qū)7中與從煙氣入口 11進(jìn)入的煙氣發(fā)生吸收脫硫反應(yīng)，凈化后的煙氣經(jīng)過(guò)除霧器8從脫硫塔13頂部12排入煙囪14，吸收了 SO2的吸收漿液在脫硫塔13底部通過(guò)重力自流進(jìn)入再生池3，與鋼渣溶解池2 中流出的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，脫硫吸收液得到再生。再生池3中的反應(yīng)混合液流入沉淀池 4，其中上清液流入調(diào)節(jié)池5，經(jīng)過(guò)調(diào)整pH值后由漿液循環(huán)泵打入脫硫塔13，循環(huán)脫硫，沉渣經(jīng)泵輸送到脫水間6，脫水后集中處理。某燃煤鍋爐煙氣量7000Nm3/h，SO2 = 2580mg/Nm3 ；溫度140°C，煙氣脫硫過(guò)程采用本發(fā)明公開(kāi)的技術(shù)，流程圖如附圖所示，并按上述具體實(shí)施方式
進(jìn)行，
脫硫塔直徑4. Om,總高12m，脫硫漿液pH為8-10，液氣比為8. OL/m3,鋼渣/水比為250kg/m3，脫硫效率為90%。實(shí)施例2按照實(shí)施例1所述的工藝過(guò)程進(jìn)行170t/h鍋爐配套煙氣脫硫，鍋爐出口 SO2濃度為1800mg/Nm3，溫度為152°C，液氣比為5. OL/m3，其余條件同實(shí)例1，脫硫率為94. 2%。實(shí)施例3按照實(shí)施例1所述的工藝過(guò)程對(duì)實(shí)施例2使用的煤質(zhì)進(jìn)行調(diào)整，加入部分硫磺，提高鍋爐煙氣出口的濃度為9000mg/Nm3，鋼渣/水比為350kg/m3，液氣比為10. OL/m3，其余條件同實(shí)施例2，脫硫率為92. 8%。實(shí)施例4按照實(shí)施例1所述的工藝過(guò)程，在實(shí)施例2鍋爐煙氣出口處通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)鼓入空氣， 降低脫硫塔入口處的濃度為960mg/Nm3，其余條件同實(shí)施例2，脫硫率為96. 2%。
權(quán)利要求
1.一種采用鋼渣-鈉堿雙堿法濕式煙氣脫硫技術(shù)。其特征在于該方法主要包括以下步驟(1)在調(diào)節(jié)池中添加鈉堿，調(diào)節(jié)漿液PH值，由循環(huán)泵打入脫硫塔，與煙氣發(fā)生吸收反應(yīng)；(2)脫硫塔底部的漿液自流進(jìn)入再生池，與鋼渣溶解液發(fā)生再生反應(yīng)，恢復(fù)漿液的脫硫性能；(3)鋼渣從鋼渣儲(chǔ)存?zhèn)}直接放入鋼渣溶解池，在水溶劑作用下溶解；(4)再生池中的混合液進(jìn)入沉淀池，實(shí)現(xiàn)固液分離，其中上清液流入調(diào)節(jié)池，沉渣送入脫水間；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于從煉鋼廠運(yùn)送來(lái)的鋼渣不經(jīng)過(guò)破碎，球磨等工藝，而是直接倒入鋼渣溶解池中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于鋼渣再生劑包括平爐鋼渣、轉(zhuǎn)爐鋼渣以及電爐鋼渣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于再生池中脫硫漿液的再生劑是鋼渣溶解池排入的鋼渣溶解液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于脫硫吸收液從脫硫塔底部流入再生池，然后流入沉淀池，最后進(jìn)入調(diào)節(jié)池的整個(gè)過(guò)程無(wú)能耗。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種以鋼渣作為再生劑，利用純堿、燒堿或廢堿作為吸收劑進(jìn)行的新型濕法煙氣脫硫技術(shù)，主要應(yīng)用于火電廠、工業(yè)燃煤鍋爐及其他含二氧化硫的煙道氣的二氧化硫脫出。本發(fā)明的特點(diǎn)在于來(lái)自煉鋼廠的鋼渣不需要破碎直接作為脫硫再生劑使用，即沒(méi)有能耗；整個(gè)工藝運(yùn)行時(shí)不存在結(jié)垢和堵塞問(wèn)題，脫硫效率高，能夠達(dá)到石灰石/石膏法處理煙氣的效果；整個(gè)工藝運(yùn)行時(shí)采用封閉式循環(huán)使用脫硫用水，大大減少新鮮用水量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫硫廢水“零排放”。本發(fā)明采用的工藝投資、運(yùn)行、管理費(fèi)用少，一次性投資費(fèi)用小于石灰石/石膏法，運(yùn)行管理年總費(fèi)用低。同時(shí)再生劑鋼渣價(jià)廉易得，脫硫設(shè)備靈活布設(shè)，占地面積小。因此本發(fā)明具有優(yōu)良的性價(jià)比和廣泛的市場(chǎng)前景。
文檔編號(hào)B01D53/78GK102225306SQ20111009870
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者劉盛余, 能子禮超, 邱偉 申請(qǐng)人:成都信息工程學(xué)院