CN108906316B - 一种利用电石渣制备脱硫剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用电石渣制备脱硫剂的方法，所述方法包括：将电石渣在三分离选粉机内进行分选处理，得到第一粗颗粒、第一中粗颗粒和第一细颗粒；将上述分选处理得到的第一中粗颗粒再次进行分选处理，得到第二粗颗粒、第二中粗颗粒和第二细颗粒；将分选处理得到的细颗粒进行表面改性，得到脱硫剂。本发明通过将电石渣分选为粗颗粒、中粗颗粒和细颗粒，所述粗颗粒用作硅铁初级产品，中粗颗粒用于聚合氯化铝制备过程中盐基度的调整剂，细颗粒经表面改性用作高性能脱硫剂，实现了电石渣的资源化利用；所述方法操作简单，流程短，无二次固废排放，有效解决了电石渣的污染问题，具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种利用电石渣制备脱硫剂的方法
技术领域
本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域，涉及一种利用电石渣制备脱硫剂的方法。
背景技术
电石渣是电石与水反应制备乙炔过程中产生的固体废弃物，聚氯乙烯(PVC)行业每年排放1800万吨电石渣。电石渣中含有丰富的钙资源，具有很大潜在资源再利用价值，其利用途径主要包括建材生产、环境治理、普通钙化工产品。电石渣中氢氧化钙质量含量可以达到80％～90％，可以分离提纯得到精制的氢氧化钙，成型烧结生产氧化钙，又可作为电石生产原料回用，形成产业循环；由电石渣制得的钙产品可作为脱硫剂使用，极大地降低二氧化硫带来的污染问题；电石渣还可用于生产水泥，作为一种重要的建材生产原料。
由于近些年减产节能的需要，电石渣量的消耗逐渐减少，同时电石渣利用普遍存在着应用范围小、预处理复杂、附加值低等问题，使得其整体利用率仅为排放量的15％，电石渣的大量堆放不仅占用了大量土地，并且造成严重的环境污染问题。
目前，利用电石渣制备脱硫剂的方法，一般需要先经破碎、烘干或添加高纯氧化钙配料等工艺。CN 104437023 A公开了一种利用废弃电石渣生产氢氧化钙类脱硫剂的方法，所述方法包括打碎、烘干、配料、粉磨、均化等步骤，制备得到脱硫剂；CN 102886201 A公开了一种利用电石渣制备火力发电厂脱硫剂的方法，以电石渣原料，经粉碎、除杂、煅烧、冷却、过筛，即可得到脱硫剂；CN 102658007 A公开了一种利用电石渣生产钝化氧化钙脱硫剂的方法，经振动筛过滤筛除硅铁颗粒，然后经板框压滤、加入钝化剂与增强剂挤压造粒、干燥、高温焙烧等步骤制备得到脱硫剂。CN 102266715 A公开了一种用电石渣生产脱硫剂的方法，该方法先经过旋风分离除去重质杂质和大颗粒，再经扬尘负压过滤分离、干燥和打浆过程得到液态脱硫剂。上述工艺方法较为复杂，需要破碎、烘干或高温焙烧等操作，整体工艺较长，所需成本较高，产品的纯度往往不足。
综上所述，由电石渣制备脱硫剂还需寻求更加简便的方法，使得电石渣分离方便，脱硫剂生产的成本较低，产品纯度高。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用电石渣制备脱硫剂的方法，所述方法通过采用三分离选粉机对电石渣进行分选处理，直接将电石渣按粗颗粒、中粗颗粒和细颗粒分开，无需进行破碎、干燥，本发明工艺简单，流程短，成本较低，无二次固体废弃物排放，经济社会效益较好。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种利用电石渣制备脱硫剂的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将电石渣在三分离选粉机内进行分选处理，得到第一粗颗粒、第一中粗颗粒和第一细颗粒；
(2)将步骤(1)得到的第一中粗颗粒返回步骤(1)所述三分离选粉机再次进行分选处理，得到第二粗颗粒、第二中粗颗粒和第二细颗粒；
(3)将步骤(1)得到的第一细颗粒和步骤(2)得到的第二细颗粒进行表面改性，得到脱硫剂。
本发明中，通过将电石渣先进行分选处理，可以得到粗颗粒、中粗颗粒和细颗粒，不同粒径的颗粒分离较为彻底，具有不同的用途，便于分别利用，其中的细颗粒经过改性得到脱硫剂。本发明所述方法工艺简单、流程短，无二次固废排放，实现了电石渣废料的高效再利用，具有良好的经济和社会价值。
本发明中，粗颗粒、中粗颗粒和细颗粒前的“第一”和“第二”，并不是对颗粒的限制，只是方便对两次分离后的颗粒进行区分。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述电石渣由干法乙炔生产工艺产生。
现有技术中，乙炔的生产主要有干法工艺和湿法工艺两种，干法工艺得到的为电石渣固体，适用于本发明中的分选处理。
优选地，步骤(1)所述电石渣的处理量为10～200t/h，例如10t/h、30t/h、50t/h、80t/h、100t/h、120t/h、150t/h、180t/h或200t/h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)和步骤(2)所述三分离选粉机的细颗粒出口并列连接有旋风筒和收尘器。
本发明中，三分离选粉机可以将物料“一分为三”，从而实现电石渣中不同粒径颗粒的有效分离，该装置配置简单，成本低廉，选粉效果显著。在三分离选粉机的细颗粒出口设置旋风筒可以有效将细颗粒收集，同时由于存在粒径更小的电石渣粉尘，其重量较轻，在颗粒分选过程中容易因逸散而损失，故而与旋风筒并列设置收尘器，在引风作用下可以将粉尘充分收集，避免造成粉尘污染，便于与细颗粒进一步改性处理。
优选地，步骤(1)和步骤(2)所述三分离选粉机的中粗颗粒出口连接有收尘袋。
优选地，步骤(1)和步骤(2)所述三分离选粉机的粗颗粒出口连接有沸腾流化床。
本发明中，可以通过控制三分离选粉机内叶轮的旋转速率，来控制粉盘与内壁间的落粉空隙，从而能够改***颗粒的分离粒径；而通过控制三分离选粉机的进风量，来调节细颗粒的分离粒径。三分离选粉机的粗颗粒出口连接有沸腾流化床，可以使附着在粗颗粒上的细颗粒被分离下来再回收，提高电石渣的分离效率，同时也便于后续处理。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)中三分离选粉机的电机频率为5～30Hz，例如5Hz、10Hz、15Hz、20Hz、25Hz或30Hz等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；收尘器的引风频率为20～60Hz，例如20Hz、25Hz、30Hz、35Hz、40Hz、45Hz、50Hz、55Hz或60Hz等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中三分离选粉机的电机频率为10～30Hz，例如10Hz、12Hz、15Hz、18Hz、20Hz、23Hz、25Hz、27Hz或30Hz等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；收尘器的引风频率为30～70Hz，例如30Hz、35Hz、40Hz、45Hz、50Hz、55Hz、60Hz、65Hz或70Hz等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，三分离选粉机以及收尘器工作频率的选择与电石渣颗粒粒径的分离相关，电石渣首次分离时，颗粒粒径差别较大，选用的频率不用太高，而分离出来的中粗颗粒再次分选时，由于颗粒粒径的差别减小，工作频率需要相应增大，以便于不同粒径颗粒的分离。
此外，分选处理的次数也可以根据颗粒的实际情况加以调整，以达到最佳的分离效果。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)和步骤(2)，所述粗颗粒混合后过35目筛剩余固体量不小于80wt％，例如80wt％、82wt％、85wt％、88wt％、90wt％、92wt％、95wt％或98wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；步骤(2)所述第二中粗颗粒过250目筛剩余固体量不小于95wt％，例如95wt％、96wt％、97wt％、98wt％或99wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；步骤(1)和步骤(2)所述细颗粒混合后过250目筛剩余固体量不大于10wt％，例如10wt％、8wt％、6wt％、4wt％、2wt％、1wt％或0.5wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，粗颗粒、中粗颗粒和细颗粒的粒径划分与乙炔生产工艺产生的电石渣有关，电石渣中不同用途的组分有其相应的粒径范围，粒径划分后需要通过设置装置的工作参数来实现分离。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)和步骤(2)所述粗颗粒用作硅铁初级产品。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述第二中粗颗粒用于聚合氯化铝(PAC)制备过程中盐基度的调整剂。
优选地，所述PAC制备溶液中氧化铝的含量大于7wt％，例如8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、25wt％或30wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述表面改性为采用化学方法进行表面改性。
优选地，所述化学方法包括表面包覆和/或沉淀包覆。
本发明中，将电石渣中的细颗粒进行表面改性，通过表面包覆、沉淀包覆等方法增大其比表面积，使其表面的活性位点增多，用于脱硫剂时可以加快与二氧化硫的反应速率。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将电石渣在三分离选粉机内进行分选处理，所述电石渣的处理量为10～200t/h，所述三分离选粉机的细颗粒出口依次连接有旋风筒和收尘器，三分离选粉机的电机频率为5～30Hz，收尘器的引风频率为20～60Hz，得到第一粗颗粒、第一中粗颗粒和第一细颗粒，所述第一粗颗粒过35目筛剩余固体量不小于80wt％，用作硅铁初级产品，所述第一中粗颗粒过250目筛剩余固体量不小于70wt％，所述第一细颗粒的过250目筛剩余固体量不大于10wt％；
(2)将步骤(1)得到的第一中粗颗粒返回步骤(1)的三分离选粉机再次进行分选处理，三分离选粉机的电机频率为10～30Hz，收尘器的引风频率为30～70Hz，得到第二粗颗粒、第二中粗颗粒和第二细颗粒，所述第二粗颗粒过35目筛剩余固体量不小于95wt％，用作硅铁初级产品，所述第二中粗颗粒过250目筛剩余固体量不小于95wt％，用于PAC制备过程中盐基度的调整剂，所述第二细颗粒过250目筛余不大于10wt％；
(3)将步骤(1)得到的第一细颗粒和步骤(2)得到的第二细颗粒采用化学方法进行表面改性，得到脱硫剂。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过将电石渣分选为粗颗粒、中粗颗粒和细颗粒，所述粗颗粒用作硅铁初级产品，中粗颗粒用于PAC制备过程中盐基度的调整剂，细颗粒经表面改性用作高性能脱硫剂，实现了电石渣的资源化利用，所得脱硫剂产品的脱硫效率可达到95％以上；
(2)本发明所述方法操作简单，流程短，无二次固废排放，有效解决了电石渣的污染问题，具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的利用电石渣制备脱硫剂方法的工艺流程图。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种利用电石渣制备脱硫剂的方法，所述方法的工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：
(1)将电石渣按10t/h的速率加入三分离选粉机内进行分选处理，所述三分离选粉机的细颗粒出口依次连接有旋风筒和收尘器，三分离选粉机的工作频率为10Hz，收尘器的引风频率为20Hz，得到第一粗颗粒、第一中粗颗粒和第一细颗粒，所述第一粗颗粒用作硅铁初级产品；
(2)将步骤(1)得到的第一中粗颗粒返回步骤(1)的三分离选粉机再次进行分选处理，三分离选粉机的工作频率为15Hz，收尘器的引风频率为30Hz，得到第二粗颗粒、第二中粗颗粒和第二细颗粒，所述第二粗颗粒用作硅铁初级产品，所述第二中粗颗粒用作PAC制备盐基度调整剂；
(3)将步骤(1)和步骤(2)得到的细颗粒采用表面包覆法进行表面改性，得到脱硫剂。
本实施例中，将步骤(3)得到的脱硫剂产品过250目筛，剩余固体占0.64wt％；将所得产品进行X射线荧光光谱(XRF)分析，得到的产品组成如表1所示；将所得产品应用于烟气脱硫过程，其脱硫效率可以达到96％。
表1实施例1所得产品的XRF分析结果
Figure BDA0001717872730000081
实施例2：
本实施例提供了一种利用电石渣制备脱硫剂的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将电石渣按50t/h的速率加入三分离选粉机内进行分选处理，所述三分离选粉机的细颗粒出口依次连接有旋风筒和收尘器，三分离选粉机的工作频率为15Hz，收尘器的引风频率为30Hz，得到第一粗颗粒、第一中粗颗粒和第一细颗粒，所述第一粗颗粒用作硅铁初级产品；
(2)将步骤(1)得到的第一中粗颗粒返回步骤(1)的三分离选粉机再次进行分选处理，三分离选粉机的工作频率为20Hz，收尘器的引风频率为40Hz，得到第二粗颗粒、第二中粗颗粒和第二细颗粒，所述第二粗颗粒用作硅铁初级产品，所述第二中粗颗粒用作PAC制备盐基度调整剂；
(3)将步骤(1)和步骤(2)得到的细颗粒采用沉淀包覆法进行表面改性，得到脱硫剂。
本实施例中，将步骤(3)得到的脱硫剂产品过250目筛，剩余固体占1.88wt％；将所得产品进行XRF分析，得到的产品组成如表2所示；将所得产品应用于烟气脱硫过程，其脱硫效率可以达到95.5％。
表2实施例2所得产品的XRF分析结果
Figure BDA0001717872730000091
实施例3：
本实施例提供了一种利用电石渣制备脱硫剂的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将电石渣按150t/h的速率加入三分离选粉机内进行分选处理，所述三分离选粉机的细颗粒出口依次连接有旋风筒和收尘器，三分离选粉机的工作频率为24Hz，收尘器的引风频率为50Hz，得到第一粗颗粒、第一中粗颗粒和第一细颗粒，所述第一粗颗粒用作硅铁初级产品；
(2)将步骤(1)得到的第一中粗颗粒返回步骤(1)的三分离选粉机再次进行分选处理，三分离选粉机的工作频率为28Hz，收尘器的引风频率为60Hz，得到第二粗颗粒、第二中粗颗粒和第二细颗粒，所述第二粗颗粒用作硅铁初级产品，所述第二中粗颗粒用作PAC制备盐基度调整剂；
(3)将步骤(1)和步骤(2)得到的细颗粒采用表面包覆法进行表面改性，得到脱硫剂。
本实施例中，将步骤(3)得到的脱硫剂产品过250目筛，剩余固体占3.60wt％；将所得产品进行XRF分析，得到的产品组成如表3所示；将所得产品应用于烟气脱硫过程，其脱硫效率可以达到97％。
表3实施例3所得产品的XRF分析结果
Figure BDA0001717872730000092
实施例4：
本实施例提供了一种利用电石渣制备脱硫剂的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将电石渣按100t/h的速率加入三分离选粉机内进行分选处理，所述三分离选粉机的细颗粒出口依次连接有旋风筒和收尘器，三分离选粉机的工作频率为20Hz，收尘器的引风频率为40Hz，得到第一粗颗粒、第一中粗颗粒和第一细颗粒，所述第一粗颗粒用作硅铁初级产品；
(2)将步骤(1)得到的第一中粗颗粒返回步骤(1)的三分离选粉机再次进行分选处理，三分离选粉机的工作频率为25Hz，收尘器的引风频率为50Hz，得到第二粗颗粒、第二中粗颗粒和第二细颗粒，所述第二粗颗粒用作硅铁初级产品，所述第二中粗颗粒用作PAC制备盐基度调整剂；
(3)将步骤(1)和步骤(2)得到的细颗粒采用沉淀包覆法进行表面改性，得到脱硫剂。
本实施例中，将步骤(3)得到的脱硫剂产品过250目筛，剩余固体占6.92wt％；将所得产品进行XRF分析，得到的产品组成如表4所示；将所得产品应用于烟气脱硫过程，其脱硫效率可以达到98％。
表4实施例4所得产品的XRF分析结果
Figure BDA0001717872730000101
实施例5：
本实施例提供了一种利用电石渣制备脱硫剂的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将电石渣按200t/h的速率加入三分离选粉机内进行分选处理，所述三分离选粉机的细颗粒出口依次连接有旋风筒和收尘器，三分离选粉机的工作频率为27Hz，收尘器的引风频率为60Hz，得到第一粗颗粒、第一中粗颗粒和第一细颗粒，所述第一粗颗粒用作硅铁初级产品；
(2)将步骤(1)得到的第一中粗颗粒返回步骤(1)的三分离选粉机再次进行分选处理，三分离选粉机的工作频率为30Hz，收尘器的引风频率为70Hz，得到第二粗颗粒、第二中粗颗粒和第二细颗粒，所述第二粗颗粒用作硅铁初级产品，所述第二中粗颗粒用作PAC制备盐基度调整剂；
(3)将步骤(1)和步骤(2)得到的细颗粒采用沉淀包覆法进行表面改性，得到脱硫剂。
本实施例中，将步骤(3)得到的脱硫剂产品过250目筛，剩余固体占9.20wt％；将所得产品进行XRF分析，得到的产品组成如表5所示；将所得产品应用于烟气脱硫过程，其脱硫效率可以达到95％。
表5实施例5所得产品的XRF分析结果
Figure BDA0001717872730000111
由以上实施例的结果可知，脱硫剂产品过250目筛，根据剩余固体所占比例，说明90wt％以上的产品的粒径均小于60μm；以上结果说明，本发明中三分离选粉机对不同粒径的电石渣颗粒分离较为彻底，实现了电石渣的资源化利用。
由于XRF分析无法测量到氢元素，故氢氧化物以对应氧化物的形式表示，氧化钙组分的含量达到94wt％左右，再根据电石渣的实际组成，可知所得脱硫剂的主要组分为氢氧化钙；作为脱硫剂使用时，脱硫效率均可达到95％以上。
对比例1：
本对比例提供了一种利用电石渣制备脱硫剂的方法，所述方法参照实施例1，区别仅在于：不包括步骤(3)，即分离得到的细颗粒不进行表面包覆改性处理，直接作为脱硫剂使用。
本对比例中，由于细颗粒未进行表面改性，与实施例1相比，比表面积相对较小，表面的活性位点也相应减少，作为脱硫剂使用时，脱硫效率仅为80％。
综合上述实施例和对比例可以得出，本发明所述方法通过对电石渣进行分选处理，直接将电石渣按粗颗粒、中粗颗粒和细颗粒分开，不同粒径范围的颗粒分离较为彻底，具有不同的用途，实现了电石渣的资源化利用，所得脱硫剂产品的脱硫效率均可达到95％以上；所述方法操作简单，流程短，无需进行破碎、干燥或煅烧过程，无二次固废排放，有效解决了电石渣的污染问题，具有良好的经济效益和社会效益。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺方法，即不意味着本发明必须依赖上述工艺方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用操作的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (6)

1.一种利用电石渣制备脱硫剂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将电石渣在三分离选粉机内进行分选处理，所述三分离选粉机的细颗粒出口并列连接有旋风筒和收尘器，三分离选粉机的电机频率为5～30Hz，收尘器的引风频率为20～60Hz，得到第一粗颗粒、第一中粗颗粒和第一细颗粒；
(2)将步骤(1)得到的第一中粗颗粒返回步骤(1)所述三分离选粉机再次进行分选处理，三分离选粉机的电机频率为10～30Hz，收尘器的引风频率为30～70Hz，得到第二粗颗粒、第二中粗颗粒和第二细颗粒；
(3)将步骤(1)得到的第一细颗粒和步骤(2)得到的第二细颗粒采用化学方法进行表面改性，所述化学方法包括表面包覆和/或沉淀包覆，得到脱硫剂；
其中，步骤(1)和步骤(2)所述粗颗粒混合后过35目筛剩余固体量不小于80wt％，所述粗颗粒用作硅铁初级产品；步骤(2)所述第二中粗颗粒过250目筛剩余固体量不小于95wt％，所述第二中粗颗粒用于聚合氯化铝制备过程中盐基度的调整剂；步骤(1)和步骤(2)所述细颗粒混合后过250目筛剩余固体量不大于10wt％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述电石渣由干法乙炔生产工艺产生。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所述三分离选粉机的中粗颗粒出口连接有收尘袋。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所述三分离选粉机的粗颗粒出口连接有沸腾流化床。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合氯化铝的制备溶液中氧化铝的含量大于7wt％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将电石渣在三分离选粉机内进行分选处理，所述电石渣的处理量为10～200t/h，所述三分离选粉机的细颗粒出口连接有旋风筒和收尘器，三分离选粉机的电机频率为5～30Hz，收尘器的引风频率为20～60Hz，得到第一粗颗粒、第一中粗颗粒和第一细颗粒，所述第一粗颗粒用作硅铁初级产品；
(2)将步骤(1)得到的第一中粗颗粒返回步骤(1)的三分离选粉机再次进行分选处理，三分离选粉机的电机频率为10～30Hz，收尘器的引风频率为30～70Hz，得到第二粗颗粒、第二中粗颗粒和第二细颗粒，所述第二粗颗粒用作硅铁初级产品，所述第二中粗颗粒用于聚合氯化铝制备过程中盐基度的调整剂；
(3)将步骤(1)得到的第一细颗粒和步骤(2)得到的第二细颗粒采用化学方法进行表面改性，所述化学方法包括表面包覆和/或沉淀包覆，得到脱硫剂；
其中，步骤(1)和步骤(2)所述粗颗粒混合后过35目筛剩余固体量不小于80wt％，步骤(2)所述第二中粗颗粒过250目筛剩余固体量不小于95wt％，步骤(1)和步骤(2)所述细颗粒混合后过250目筛剩余固体量不大于10wt％。
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