CN102225306A

CN102225306A - 钢渣-钠碱双碱法湿式烟气脱硫技术

Info

Publication number: CN102225306A
Application number: CN2011100987039A
Authority: CN
Inventors: 刘盛余; 能子礼超; 邱伟
Original assignee: Chengdu Information Technology Co Ltd of CAS
Current assignee: Chengdu University of Information Technology; Chengdu Information Technology Co Ltd of CAS
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2011-10-26

Abstract

本发明公开了一种以钢渣作为再生剂，利用纯碱、烧碱或废碱作为吸收剂进行的新型湿法烟气脱硫技术，主要应用于火电厂、工业燃煤锅炉及其他含二氧化硫的烟道气的二氧化硫脱出。本发明的特点在于：来自炼钢厂的钢渣不需要破碎直接作为脱硫再生剂使用，即没有能耗；整个工艺运行时不存在结垢和堵塞问题，脱硫效率高，能够达到石灰石/石膏法处理烟气的效果；整个工艺运行时采用封闭式循环使用脱硫用水，大大减少新鲜用水量，同时实现脱硫废水“零排放”。本发明采用的工艺投资、运行、管理费用少，一次性投资费用小于石灰石/石膏法，运行管理年总费用低。同时再生剂钢渣价廉易得，脱硫设备灵活布设，占地面积小。因此本发明具有优良的性价比和广泛的市场前景。

Description

钢渣-钠碱双碱法湿式烟气脱硫技术

技术领域

本发明涉及火电厂、工业锅炉及其他含二氧化硫的烟道气的二氧化硫脱出(Flue GasDesulfurizaiton，FGD)，也涉及一种固体废物资源化方法。

背景技术

近年来我国SO₂的年排放量都在2000万吨上下，排世界第一位。SO₂的排放已使我国近三分之一国土面积出现酸雨，成为世界三大酸雨区之一，给我国造成的损失每年在百亿元以上。重点来自燃煤锅炉，冶炼，烧结等行业。

目前，烟气脱硫(flue gas desulfurization，缩写为FGD)是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫技术。火电厂排放的烟气具有两个特点：一是烟气中SO₂浓度很低，一般为在300-5000ppmv(1000-15000mg/Nm³)之间；二是烟气量巨大。比如，300MW机组产生的烟气量为120×10⁴Nm³/h。世界各国致力于烟气脱硫研究的方法约200多种，但工业化应用的只有10多种，包括：以CaO/CaCO₃为基础的钙法；以MgO为基础的镁法；以Na₂CO₃为基础的钠法；以NH₃为基础的氨法；以有机碱为基础的有机碱法。以上方法各有优缺点，但都要消耗资源，比如石灰石，MgO，Na₂CO₃等。

钢渣是炼钢生产的副产品，钢渣的主要成分有CaO、SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO等，而且钢渣来源广，量大。钢渣产生率约为粗钢量的15-20％，我国的钢产量已突破4亿吨，全年产生钢渣近8000万吨。长期以来钢渣作为废物抛弃，既占用大量土地又污染地下水。由于钢渣中含有很多碱性物质，可以与SO2发生反应，因此，钢渣作为脱硫剂进行烟气脱硫是一种以废治废、又能达到较高的脱硫效率的可行途径。

目前关于钢渣湿法烟气脱硫，比如《环境工程》期刊上有“钢渣湿法脱硫研究”(1996，14(6))，“废钢渣粉渣湿法脱硫工艺实验研究”(2009，27(3))等，专利200810153376.0均有报道。但都是直接利用钢渣与水配成吸收液，喷淋吸收烟气中SO₂，由于钢渣中碱性物质总体来说含量比较低，而且在水溶液中从钢渣中溶解出来速率很慢，因此直接吸收SO₂效率很低，只有30-70％，因此对于很多燃煤锅炉或冶炼烧结厂来说不能够达标排放。

发明内容

本发明提供一种钢渣—钠碱双碱法烟气脱硫工艺，可以解决钢渣中碱性物质溶解慢，影响脱硫率的问题，达到高脱硫率，并且实现以废治废。

发明思路：

在调节池中加入钠碱(纯碱、烧碱或废碱作为吸收剂)，调节浆液pH值为8-10，通过浆液循环泵打入脱硫塔，与烟气发生逆流吸收反应，反应原理为：

2NaOH+SO₂→Na₂SO₃+H₂O

Na₂SO₃+SO₂+H₂O→2NaHSO₃

脱硫反应后浆液的主要成分为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，脱硫塔底部的浆液流入再生池，与钢渣溶解池排入的溶解液发生再生反应，实现脱硫吸收液的再生。钢渣中的再生剂主要是钙和镁类的碱性物质，其中因亚硫酸镁和硫酸镁的溶解度较大，所以钢渣中主要是钙类碱性物质去实现再生脱硫吸收液。反应原理如下：

2NaHSO₃+Ca(OH)₂→Na₂SO₃+CaSO₃·1/2H₂O↓+3/2H₂O

Na₂SO₃+CaSO₃·1/2H₂O→NaOH+CaSO₃·1/2H₂O↓

脱硫浆液经过再生后，流入沉淀池，其中半水亚硫酸钙在沉降池沉积，上清液返回调节池。沉积的半水亚硫酸钙堆积到一定程度后，送入真空脱水机进行脱水，集中处理，也可经氧化后制成石膏或作为无害物抛弃填埋。再生后所得到的NaOH和Na₂SO₃都对烟气中的有害物质有较好的吸收作用，可送回调节池循环使用。随着脱硫***的长时间运行，再生池过后的浆液中可能含有亚硫酸氢钠，降低脱硫浆液的pH值，这时需要添加钠碱，调整调节池中浆液的pH。

附图说明

附图为钢渣双碱法湿式烟气脱硫技术工艺流程图

1-钢渣储存仓；2-钢渣溶解池；3-再生池；4-沉淀池；5-调节池；6-脱水间；7-脱硫区；8-除雾区；9-添加钠碱；10-脱硫浆液循环泵；11-烟气入口；12-净烟气出口；13-脱硫塔；14-烟囱

具体实施方式

实施例1

参见附图，从炼钢厂运输来的钢渣从钢渣储存仓1直接倒入钢渣溶解池2中，同时放入自来水充满溶解池2，并用搅拌器连续搅动以促进钢渣的溶解，钢渣中的可溶解成分随溶解液由管网以重力自流的方式进入再生池。钠碱9加入调节池5，调整调节池5中浆液的pH值到8-9。调节好pH值的浆液由循环泵10打入脱硫塔13，在脱硫区7中与从烟气入口11进入的烟气发生吸收脱硫反应，净化后的烟气经过除雾器8从脱硫塔13顶部12排入烟囱14，吸收了SO₂的吸收浆液在脱硫塔13底部通过重力自流进入再生池3，与钢渣溶解池2中流出的碱性物质发生反应，脱硫吸收液得到再生。再生池3中的反应混合液流入沉淀池4，其中上清液流入调节池5，经过调整pH值后由浆液循环泵打入脱硫塔13，循环脱硫，沉渣经泵输送到脱水间6，脱水后集中处理。

某燃煤锅炉烟气量7000Nm³/h，SO₂＝2580mg/Nm³；温度140℃，烟气脱硫过程采用本发明公开的技术，流程图如附图所示，并按上述具体实施方式进行，

脱硫塔直径4.0m，总高12m，脱硫浆液pH为8-10，液气比为8.0L/m³，钢渣/水比为250kg/m³，脱硫效率为90％。

实施例2

按照实施例1所述的工艺过程进行170t/h锅炉配套烟气脱硫，锅炉出口SO₂浓度为1800mg/Nm³，温度为152℃，液气比为5.0L/m³，其余条件同实例1，脱硫率为94.2％。

实施例3

按照实施例1所述的工艺过程对实施例2使用的煤质进行调整，加入部分硫磺，提高锅炉烟气出口SO₂的浓度为9000mg/Nm³，钢渣/水比为350kg/m³，液气比为10.0L/m³，其余条件同实施例2，脱硫率为92.8％。

实施例4

按照实施例1所述的工艺过程，在实施例2锅炉烟气出口处通过鼓风机鼓入空气，降低脱硫塔入口处SO₂的浓度为960mg/Nm³，其余条件同实施例2，脱硫率为96.2％。

Claims

1.一种采用钢渣-钠碱双碱法湿式烟气脱硫技术。其特征在于该方法主要包括以下步骤：

(1)在调节池中添加钠碱，调节浆液pH值，由循环泵打入脱硫塔，与烟气发生吸收反应；

(2)脱硫塔底部的浆液自流进入再生池，与钢渣溶解液发生再生反应，恢复浆液的脱硫性能；

(3)钢渣从钢渣储存仓直接放入钢渣溶解池，在水溶剂作用下溶解；

(4)再生池中的混合液进入沉淀池，实现固液分离，其中上清液流入调节池，沉渣送入脱水间；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：从炼钢厂运送来的钢渣不经过破碎，球磨等工艺，而是直接倒入钢渣溶解池中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：钢渣再生剂包括平炉钢渣、转炉钢渣以及电炉钢渣。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：再生池中脱硫浆液的再生剂是钢渣溶解池排入的钢渣溶解液。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：脱硫吸收液从脱硫塔底部流入再生池，然后流入沉淀池，最后进入调节池的整个过程无能耗。