CN108079776A - 一种新型干法水泥窑催化脱硫剂及其制备和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型干法水泥窑催化脱硫剂及其制备和使用方法，提供一种降低水泥企业二氧化硫排放量的催化脱硫剂。包含粉剂和水剂两部分，其中，粉剂各组分的质量百分比为，碳酸钙：45～65％、氧化钙:28～45％、氧化铁:0.1～1％、氧化镁:1～6.5％、碳酸钡:0.5～1.5％、稀有元素化合物:1～5％、二氧化硅:3‑5.5%，余量为白云石、萤石，各组分之和为100％。经过实验测定：本新型干法窑用脱硫脱硝复合剂在外掺重量比为生料质量的0.10%～1.50%，水剂用量为1.0～3.0m³/h时，可减排SO2≥90%，SO2排量≤100mg/m3。

Description

一种新型干法水泥窑催化脱硫剂及其制备和使用方法

技术领域

本发明涉及环保节能领域，具体涉及一种干法水泥窑脱硫剂。

背景技术

随着我国国民经济的稳定快速发展，水泥行业得到了空前发展，我国也成为当之无愧的水泥大国。随之，水泥行业的污染问题成为了国家和社会层面重点关注的对象。2013年国家环保部会同质检总局发布修订后的《水泥工业大气污染物排放标准》（GB-4915-2013）,该标准大幅消减了水泥生产线颗粒物、氮氧化物、二氧化硫等污染物的排放限量值。该标准规定，烟气中硫化物排放限量值为100mg/m³。二氧化硫的排放对环境污染更为严重，因此，降低水泥企业二氧化硫排放量，迫在眉睫，刻不容缓。

目前，市场脱硫剂与脱硫技术种类繁多，不论是湿法脱硫、干法脱硫还是氨气脱硫，在投资成本、运行成本、脱硫效率等方面并不理想，同时存在***运行过程中出现的诸多问题。毋庸置疑，发明新一代新型干法水泥窑尾烟气脱硫复合剂，很有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低水泥企业二氧化硫排放量的催化脱硫剂。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种新型干法水泥窑催化脱硫剂，包含粉剂和水剂两部分，其中，粉剂各组分的质量百分比为，碳酸钙：45～65％、氧化钙:28～45％、氧化铁:0.1～1％、氧化镁:1～6.5％、碳酸钡: 0.5～1.5％、稀有元素化合物: 1～5％、二氧化硅: 3-5.5%，余量为白云石、萤石，各组分之和为100％；

稀有元素化合物各组分占总的稀有元素化合物总量质量百分比如下：二氧化锰70～80％、二氧化钛15～20％、二氧化铈2～6％、氢氧化锂0 .5～5％、氧化剂：1-3%，各组分之和为100％；粉剂添加量为水泥生料质量的0.1～1.5％，水剂为溶于水的还原剂，水剂用量为1.0 ～ 3.0m³/h 。

所述氧化剂成分是碳酸氢氨和硝酸氨。所述还原剂成分是NH3，浓度为3-6w%。

一种权利要求1所述新型干法水泥窑催化脱硫剂制备方法，制备方法步骤如下，

a、将各组分按上述重量比配料，分别依次计量加入混合机内；

b、将混合物经过深加工研磨成粉末状物料，在混料机下充分混合，得到脱硫剂干粉；

c、将还原剂和水按比例进行勾兑，充分混合搅拌得到均质的水溶性还原剂。

一种权利要求1所述新型干法水泥窑催化脱硫剂使用方法，

a、在入窑提升机旁设置脱硫脱硝复合剂散装罐，通过散装罐底下的电子螺旋秤调速计量，以粉料形式均匀添加入入窑提升机中；水剂由液体流量计调整流量，经输送泵送至预热器C2上升烟道内，经烟道内雾化喷头喷出，以保证水剂的雾化效果；

b、脱硫粉剂加入量占生料重量的0.10% ～ 1.50%，水剂用量为 1.0 ～ 3.0m³/h ，视硫化物排放量及生料喂料量给定。

本新型干法水泥窑催化脱硫剂采用粉剂、水剂相结合的配方，原料易于获取，成本较低，组分科学配比，可以有效消减了水泥生产线二氧化硫等污染物排放限量值。

经过实验测定：本新型干法窑用脱硫脱硝复合剂在外掺重量比为生料质量的0.10% ～ 1.50%，水剂用量为 1.0 ～ 3.0m³/h时，可减排 SO2≥ 90% ，SO2排量≤ 100mg/m³。

具体实施方式

下面对本发明做进一步说明。

为降低水泥企业SO2的排放，本发明提出一种适用于水泥窑用催化脱硫剂，该脱硫剂与生料一起喂入预热器内，在预热器内高温的作用下经一系列的物理反应、化学反应实现高温固硫，从而减少SO2排放且对水泥熟料的性能没有任何负面影响。

一、本发明采用的技术方案。

一种水泥窑用催化脱硫剂，包含粉剂和水剂两部分，其粉剂组分包括碳酸钙、氧化钙、氧化铁、氧化镁、碳酸钡、氧化剂、白云石、萤石、稀有元素化合物。将该脱硫剂随水泥生料一起加入窑中，用以降低水泥窑烟气中SO2浓度。

其中，各组分的质量百分比为，碳酸钙：45～65％、氧化钙: 28～45％、氧化铁: 0.1～1％、氧化镁: 1～6.5％、碳酸钡: 0.5～1.5％、稀有元素化合物: 1～5％、二氧化硅:3-5.5%,余量为白云石、萤石，各组分之和为100％。

各稀有元素化合物组分占总的稀有元素化合物总量质量百分比为如下。二氧化锰70～80％、二氧化钛15～20％、二氧化铈2～6％，氢氧化锂0.5～5％、氧化剂：1-3%，氧化剂成分是碳酸氢氨和硝酸氨，各组分之和为100％。

脱硫粉剂添加量为水泥生料质量的0 .1～1.5％。水剂为一种溶于水的还原剂，水剂用量为1.0 ～ 3.0m³/h。还原剂成分是NH3，浓度为3-6%。

本发明上述技术方案的作用原理如下所述。

（1）SO2氧化过程:脱硫剂的作用下，烟气中二氧化硫(SO2)迅速生成三氧化硫(SO3)，显著提高了SOx反应活性及固硫反应速率。

反应式：2SO2+O2＝2SO3

(2)烟气脱硫过程：烟气中SO3与氢氧化钙、氧化钙、氧化镁、氧化铁、碳酸钡反应，生成硫酸盐，实现烟气高效脱硫。具体反应式如下。

CaO+SO3＝CaSO4 Ca(OH)2+SO3＝CaSO4+H2O MgO+H2O＝Mg(OH)2↓

Mg(OH)2+SO3＝MgSO4 Fe2O3+3SO3＝Fe2(SO4)3 BaCO3+SO3＝BaSO4↓ +CO2

(3)高温固硫过程：在水泥窑烧成阶段，硫酸盐(CaSO4、BaSO4等)与氧化钙、氧化铝、氧化铁等发生固相反应，生成含硫矿物，实现高温固硫。

CaSO4+CaO+Al2O3→ (CaO·A12O3)·CaSO4

BaSO4+2CaSO4+CaO+Al2O3→ (CaO·BaO·A12O3)·2CaSO4

二、水泥窑用催化脱硫剂具体制备方法如下。

a、将各组分按上述的重量份数比配料，分别依次计量加入混合机内；

b、将混合物经过深加工研磨成粉末状物料，在混料机下充分混合，得到脱硫剂干粉；

c、水剂是由一定质量的还原剂和一定质量的水进行勾兑，充分混合搅拌得到的均质的水溶性还原剂。

三、水泥窑用催化脱硫剂具体使用方法。

a、在入窑提升机旁设置脱硫脱硝复合剂散装罐，通过散装罐底下的电子螺旋秤调速计量，以粉料形式均匀地添加入入窑提升机中；水剂由液体流量计调整流量，经输送泵送至预热器C2上升烟道内，烟道内装有雾化喷头，以保证水剂的雾化效果。b、脱硫粉剂加入量占生料重量的 0.10% ～ 1.50% ，水剂用量为 1.0 ～ 3.0m³/h ；视硫化物排放量及生料喂料量给定。

四、使用效果。当新型干法窑用脱硫脱硝复合剂在外掺重量比为生料质量的 0.10% ～1.50%，水剂用量为 1.0 ～ 3.0m³/h时，一般可减排 SO2≥ 90% ， SO2排量≤ 100mg/m³。

本发明的上述例仅是为说明本发明所作的举例，而并非是本发明的实施方式的限定。在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，此处不做一一列举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种新型干法水泥窑催化脱硫剂，包含粉剂和水剂两部分，其特征在于： 其中，粉剂各组分的质量百分比为，碳酸钙：45～65％、氧化钙:28～45％、氧化铁:0.1～1％、氧化镁:1～6.5％、碳酸钡: 0.5～1.5％、稀有元素化合物: 1～5％、二氧化硅: 3-5.5%，余量为白云石、萤石，各组分之和为100％；

稀有元素化合物各组分占总的稀有元素化合物总量质量百分比如下：二氧化锰70～80％、二氧化钛15～20％、二氧化铈2～6％、氢氧化锂0 .5～5％、氧化剂：1-3%，各组分之和为100％；

粉剂添加量为水泥生料质量的0.1～1.5％，水剂为溶于水的还原剂，水剂用量为1.0～ 3.0m³/h 。

2.根据权利要求1所述新型干法水泥窑催化脱硫剂，其特征是：所述氧化剂成分是碳酸氢氨和硝酸氨。

3.根据权利要求1所述新型干法水泥窑催化脱硫剂，其特征是：所述还原剂成分是NH3，浓度为3-6w%。

4.一种权利要求1所述新型干法水泥窑催化脱硫剂制备方法，其特征在于：制备方法步骤如下，

a、将各组分按上述重量比配料，分别依次计量加入混合机内；

b、将混合物经过深加工研磨成粉末状物料，在混料机下充分混合，得到脱硫剂干粉；

c、将还原剂和水按比例进行勾兑，充分混合搅拌得到均质的水溶性还原剂。

5.一种权利要求1所述新型干法水泥窑催化脱硫剂使用方法，其特征在于：a、在入窑提升机旁设置脱硫脱硝复合剂散装罐，通过散装罐底下的电子螺旋秤调速计量，以粉料形式均匀添加入入窑提升机中；水剂由液体流量计调整流量，经输送泵送至预热器C2上升烟道内，经烟道内雾化喷头喷出，以保证水剂的雾化效果；

b、脱硫粉剂加入量占生料重量的0.10% ～ 1.50%，水剂用量为 1.0 ～ 3.0m³/h ，视硫化物排放量及生料喂料量给定。