CN113117483A - 干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法。该方法包括以下步骤：(1)将原烟气依次通过预除尘、氧化以及脱硫脱硝处理以形成脱硫脱硝烟气；(2)将所述脱硫脱硝烟气进行除尘处理，得到灰渣；所述灰渣包括第一灰渣和第二灰渣；(3)将包括第一灰渣、粉煤灰、矿粉和碱激发剂的原料混合均匀，得到所述胶凝材料；其中，第一灰渣为25～55重量份，粉煤灰为15～55重量份，矿粉为15～45重量份和碱激发剂为4～8重量份。本发明的方法脱硝效率高，胶凝材料的强度较高。

Description

干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法
技术领域
本发明涉及一种干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法。
背景技术
二氧化硫和氮氧化物主要来自燃煤电厂等大量排放的烟气。为了有效控制燃煤烟气中有害气体的排放，国内外对脱硫和脱硝进行了广泛研究与工程实践。目前采用的工艺大多为单个的脱硫、脱硝装置；占地面积大、投资及运行费用高。因此，一体化脱硫脱硝工艺越来越受到重视。
烟气脱硫脱硝会产生灰渣，灰渣包括脱硫灰。将包括脱硫灰在内的灰渣废物再利用，不仅能够解决环保问题，也能够提高经济价值。
国内外脱硫灰的利用情况基本上是参照粉煤灰的利用途径，主要被用于回填土、修建公路、掺入其他材料炼制建筑材料等。
由于烟气脱硫脱硝的工艺有很多种，所形成的脱硫脱硝灰渣也不尽相同。相应地，将烟气脱硫脱硝所形成的灰渣进行利用的方法也会不同。因此，如何将烟气进行一体化脱硫脱硝，并将烟气脱硫脱硝灰渣制备得到胶凝材料而使得胶凝材料具有能够达到或超过普通硅酸盐水泥的性能是人们关注和研究的问题。
CN106517991A公开了一种自增韧镁质胶凝材料，包括以下重量份的组分：氧化镁58～80份，氯化镁10～30份，硫酸镁0.2～10份和磷酸盐0.5～10份。该发明提供的胶凝材料在使用过程中，组分中的氧化镁、硫酸镁与拌合水反应生成5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O和5Mg(OH)2·MgSO4·3H2O为代表的均匀分散的高强度针状晶体，显著提高韧性。但该专利文献未公开采用脱硫脱硝灰渣作为胶凝材料的原料。
CN107441909A公开了一种脱硫脱硝一体化工艺。该脱硫脱硝工艺包括除尘、换热、通入臭氧反应、碱液吸收。该工艺中碱液可以是氨水、氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠。用碱液同时吸收烟气中的SOx和被氧化的NOx，从而将烟气中的NOx和SOx彻底脱除干净，烟气达标排放。但该工艺中未提及脱硫脱硝灰渣的再利用，而且该工艺采用昂贵的臭氧氧化，导致成本较高。
CN107572844A公开了一种烟气脱硫脱硝生产胶凝材料的方法。(1)采用臭氧和脱硫脱硝剂对烟气进行处理以形成吸收产物，将吸收产物进一步处理得到干燥的脱硫脱硝灰渣；(2)将包含脱硫脱硝灰渣、固体废物和氧化镁的原料混合形成胶凝材料；其中，所述脱硫脱硝剂包含30～60重量份氧化镁、20～50重量份赤泥和20～50重量份电石渣，所述氧化镁选自菱镁矿轻烧粉、白云石轻烧粉和分析纯氧化镁中的至少一种。该发明的方法虽然可以解决脱硫脱硝灰渣的循环利用问题，但是该方法仍采用昂贵的臭氧氧化，导致成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法。有时候，上述方法也可以称为基于干法烟气脱硫脱硝制造胶凝材料的一体化工艺。本发明的一体化方法具有较高的脱硝效率，制造的胶凝材料强度高。进一步地，本发明可以实现废气和固废的协同再利用。本发明通过以下技术方案达到上述目的。
一种干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法，包括以下步骤：
(1)将原烟气进行预除尘处理，得到除尘烟气；将所述除尘烟气与过氧化氢水溶液在烟气管道中接触以进行氧化，得到氧化烟气；将氧化烟气通入吸收塔，然后与脱硫脱硝剂干粉反应，从而形成脱硫脱硝烟气；所述脱硫脱硝剂干粉含有吸收剂和亚硫酸氢铵干粉，所述吸收剂为氧化钙干粉或氢氧化钙干粉；
(2)将所述脱硫脱硝烟气进行除尘处理，得到灰渣；所述灰渣包括第一灰渣和第二灰渣；所述第一灰渣包含硫酸钙和硫酸铵，第二灰渣包含未反应完全的脱硫脱硝剂，第一灰渣被排出至灰仓，第二灰渣则被循环至所述吸收塔；
(3)将包括第一灰渣、粉煤灰、矿粉和碱激发剂的原料混合均匀，得到所述胶凝材料；其中，第一灰渣为25～55重量份，粉煤灰为15～55重量份，矿粉为15～45重量份和碱激发剂为4～8重量份。
根据本发明的干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法，优选地，步骤(3)中，所述碱激发剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
根据本发明的干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法，优选地，步骤(3)中，所述胶凝材料由以下重量份的原料组成：第一灰渣为25～55重量份，粉煤灰为15～55重量份，矿粉为15～45重量份和碱激发剂为4～8重量份。
根据本发明的干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法，优选地，步骤(3)中，还包括以下步骤：在原料混合前，将第一灰渣进行研磨至粒度为150～500目。
根据本发明的干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法，优选地，步骤(1)中，所述过氧化氢水溶液的浓度为15～35wt％，且单位时间内加入的过氧化氢水溶液中的H2O2与单位时间内通入的原烟气中所含一氧化氮的摩尔比为1～4:1。
根据本发明的干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法，优选地，步骤(1)中，所述过氧化氢水溶液与所述除尘烟气接触时间为1s～30s；所述除尘烟气在烟气管道内的流速为6～15m/s。
根据本发明的干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法，优选地，步骤(1)中，单位时间内加入的亚硫酸氢铵干粉与单位时间内通入的原烟气中所含一氧化氮的摩尔比为3.2～4.9:1。
根据本发明的干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法，优选地，步骤(1)中，单位时间内加入的吸收剂干粉与单位时间内通入的原烟气中所含二氧化硫的摩尔比为钙硫比，所述钙硫比为1～2:1。
根据本发明的干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法，优选地，所述吸收塔内脱硫脱硝剂干粉与所述氧化烟气接触时间为5s～30s。
根据本发明的干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法，优选地，所述氧化烟气在吸收塔内的流速为1～7m/s。
本发明以过氧化氢，钙基吸收剂和亚硫酸氢铵为烟气处理剂，将烟气中的二氧化硫和氮氧化物除去。该方法具有很高的脱硝效率和脱硫效率。所得第一灰渣可以直接作为胶凝材料的生产原料。与臭氧氧化工艺相比，本发明所得胶凝材料的成本更低。
附图说明
图1为本发明的一体化装置的示意图。
1-吸收剂干粉供给设备；2-亚硫酸氢铵干粉供给设备；3-过氧化氢水溶液供给设备；4-雾化器；5-静电除尘器；6-密相干塔；7-加湿器；8-布袋除尘器；9-灰仓；10-烟囱；11-球磨机；12-粉煤灰仓；13-矿粉仓；14-碱激发剂仓；15-U型不对称混合机；16-包装机。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明的所述原烟气可以为来自燃煤锅炉、钢铁烧结机、球团、工业窑炉等含硫和含NO的烟气。
本发明的干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法同时包括烟气干法脱硫脱硝工艺和胶凝材料制造工艺，二者紧密结合。需要调配烟气干法脱硫脱硝工艺参数及胶凝材料制造工艺参数才能实现一体化，因而不同于通常的单独的烟气干法脱硫脱硝工艺，也不同于通常的单独的胶凝材料制造工艺。本发明的一体化方法包括如下步骤：(1)烟气脱硫脱硝步骤；(2)除尘步骤；(3)胶凝材料制造步骤。下面进行详细描述。
<烟气脱硫脱硝>
本发明的原烟气的含尘量为80～200mg/Nm3，优选为90～180mg/Nm3，更优选为100～160mg/Nm3。将原烟气进行预除尘处理，得到除尘烟气。将除尘烟气通入位于吸收塔之前的烟气管道内。
本发明的预除尘步骤为将原烟气通过预除尘设备进行预处理，得到除尘烟气。预除尘效率可达90％以上。预除尘设备可以采用布袋式除尘器、旋流式除尘器或者电除尘器，且优选为电除尘器。根据本发明的一个具体实施方式，预除尘处理采用湿式静电除尘器进行除尘。经过预除尘步骤，可以脱除烟气中较大及微小的颗粒。
除尘烟气中含尘量为5～20mg/Nm3，优选为6～18mg/Nm3，更优选为7～16mg/Nm3。当除尘烟气中的含尘量为上述范围时，能够使过氧化氢与烟气中的NO更加充分地反应，从而形成NO2、N2O5等高价态氮氧化物。
本发明的原烟气的氧气含量为5～23vol％，优选为8～20vol％。当原烟气中氧气含量为上述范围时，能够使过氧化氢水溶液与烟气中的NO更加充分地反应形成NO2、N2O5等高价态氮氧化物。烟气中氧气含量过低，不能保证脱硫脱硝效果；氧气含量过高，则增加能耗和成本。
预除尘处理所得除尘烟气的温度可以为90～150℃，优选为100～130℃，更优选为110～120℃。原烟气的含湿量为5～15％，优选为5～12％。将烟气温度、烟气湿度控制在上述范围，更加有利于过氧化氢水溶液将NO强制氧化为NO2、N2O5等高价态氮氧化物，从而提高脱硝效率。
本发明的原烟气的含硫量为500～4500mg/Nm3，优选为600～4500mg/Nm3，更优选为600～4000mg/Nm3。原烟气中含硫的物质主要为二氧化硫。原烟气的氮氧化物NOx浓度为200～600mg/Nm3，优选为300～550mg/Nm3。原烟气中的氮氧化物主要为NO。将烟气的二氧化硫和氮氧化物浓度控制在上述范围，更加有利于过氧化氢将NO强制氧化为NO2、N2O5等高价态氮氧化物，并有利于脱硫脱硝剂与二氧化硫和高价态氮氧化物反应，从而提高脱硫效率和脱硝效率。
将所述除尘烟气与过氧化氢水溶液在烟气管道中接触以进行氧化，得到氧化烟气。本发明采用过氧化氢作为氧化剂，能迅速与烟气中的低价氮氧化物发生化学反应，反应速度快，效率高。过氧化氢以过氧化氢水溶液形式使用。过氧化氢将烟气中的NO氧化为NO2、N2O5等高价态氮氧化物，从而提高后续转换为N2。
利用过氧化氢氧化NO的氧化原理如下：
NO+H2O2→NO2+H2O(主)
2NO+3H2O2→N2O5+3H2O(主)
2NO+3H2O2→2HNO3+2H2O(副)
2NO+H2O2→2HNO2(副)
在本发明中，单位时间内加入的过氧化氢水溶液中的H2O2与单位时间内通入的原烟气中含一氧化氮的摩尔比为1～4:1，优选为1.1～3:1，更优选为1.2～1.5:1。这样能够兼顾氧化效果和节约过氧化氢水溶液用量，且可以改善胶凝材料的强度。
过氧化氢水溶液的浓度可以为15～35wt％，优选为20～35wt％，更优选为27.5wt％或35wt％。再优选为27.5wt％。过氧化氢水溶液与除尘烟气的接触时间可以为1s～30s，优选为1s～10s，更优选为1s～3s。除尘烟气在烟气管道内的流速为6～15m/s，优选为9～13m/s，更优选为10～12m/s。这样有利于烟气中的NO的氧化。
根据本发明的一个实施方式，通过过氧化氢水溶液供给设备将过氧化氢水溶液供给至第一喷淋设备，并将过氧化氢水溶液通过第一喷淋设备进行喷淋至烟气管道内，然后与除尘烟气在烟气管道内接触并反应，以形成氧化烟气。根据本发明的一个具体实施方式，第一喷淋设备为雾化器。
在本发明中，氧化步骤在进入吸收塔之前的烟气管道内进行。第一喷淋设备用以接收过氧化氢水溶液，且将过氧化氢水溶液喷淋至烟气管道内，从而使得过氧化氢更好地与除尘烟气进行充分接触并反应。将第一喷淋设备设置在烟气管道内，这样可以促进过氧化氢水溶液与烟气的接触，从而促进过氧化氢对低价氮氧化物(主要为NO)的快速氧化反应。第一喷淋设备可以为雾化器，其可以位于烟气管道内。将过氧化氢水溶液通过位于烟气管道内的第一喷淋设备喷淋至烟气管道内，并与除尘烟气在烟气管道内接触并反应，从而形成氧化烟气。
过氧化氢将烟气中的一氧化氮(NO)氧化为二氧化氮(NO2)、五氧化二氮(N2O5)等高价态氮氧化物，便于与亚硫酸氢铵干粉反应。利用过氧化氢水溶液将除尘烟气中的NO进行氧化后的产物包括：NO2、N2O5、HNO3、HNO2和H2O，并得到氧化烟气。
将氧化烟气通入吸收塔，然后与脱硫脱硝剂干粉反应，从而形成脱硫脱硝烟气。所述脱硫脱硝剂含有吸收剂和亚硫酸氢铵干粉，所述吸收剂为氧化钙干粉或氢氧化钙干粉。
采用亚硫酸氢铵干粉和吸收剂干粉与氧化烟气进行脱硫脱硝反应原理如下：
4NH4HSO3+2NO2→N2+2(NH4)2SO4+2H2SO4(主)
10NH4HSO3+2N2O5→2N2+5(NH4)2SO4+5H2SO4(主)
10NH4HSO3+4HNO3→2N2+5(NH4)2SO4+5H2SO4+2H2O(副)
6NH4HSO3+4HNO2→2N2+3(NH4)2SO4+3H2SO4+2H2O(副)
4NH4HSO3+2NO+O2→N2+2(NH4)2SO4+2H2SO4(副)
SO2+H2O→H2SO3(主)
3H2SO3+2Ca(OH)2→Ca(HSO3)2+CaSO3+4H2O(主)
Ca(HSO3)2+2CaSO3+2O2+Ca(OH)2→4CaSO4+2H2O(主)
NO+NO2+Ca(OH)2→Ca(NO2)2+H2O(副)
Ca(NO2)2+O2→Ca(NO3)2(副)
N2O5+Ca(OH)2→Ca(NO3)2+H2O(副)
HNO2+HNO3+1/2O2+Ca(OH)2→Ca(NO3)2+2H2O(副)
H2SO4+Ca(OH)2→CaSO4+2H2O
在本发明中，单位时间内加入的亚硫酸氢铵与单位时间内通入的原烟气中所含NO的摩尔比可以为3.2～4.9:1，优选为3.3～3.9:1，更优选为3.5～3.9:1。这样有利于提高脱硝效率。若亚硫酸氢铵用量太少，则脱硝效率较低，胶凝材料性能不佳；若亚硫酸氢铵用量太多，脱硝效率不会明显提高，且影响吸收剂的吸收，胶凝材料性能不佳。
在本发明中，单位时间内加入的吸收剂干粉(氧化钙干粉或氢氧化钙干粉)与单位时间内通入的原烟气中所含二氧化硫的摩尔比为钙硫比。所述钙硫比可以为1～2:1，优选为1.1～1.8:1，更优选为1.1～1.5：1。这样有利于吸收剂对二氧化硫的吸收以提高脱硫效率，且有利于改善胶凝材料的强度。
在本发明中，脱硫脱硝剂干粉与氧化烟气在所述吸收塔中的接触时间可以为5s～30s，优选为6s～15s，更优选为9s～12s。氧化烟气在吸收塔内的流速可以为1～7m/s，优选为2～5m/s，更优选为3～5m/s，例如4m/s。这样有利于亚硫酸氢铵干粉和吸收剂干粉与氧化烟气进行充分反应。
氧化钙干粉或氢氧化钙干粉的粒度为100～400目，优选为150～350目，更优选为200～250目。亚硫酸氢铵干粉的粒度为100～400目，优选为150～350目，更优选为200～300目。这样有利于提高脱硫效率和脱硝效率。
根据本发明的一个实施方式，将氧化烟气通入吸收塔，将吸收剂干粉和亚硫酸氢铵干粉分别通过吸收剂干粉供给设备和亚硫酸氢铵干粉供给设备喷入至吸收塔，且同时通过第二喷淋设备向吸收塔内喷入水，从而加湿吸收剂干粉和亚硫酸氢铵干粉，并且吸收剂干粉和亚硫酸氢铵干粉与所述氧化烟气在吸收塔内接触并反应，从而形成脱硫脱硝烟气。根据本发明的一个具体实施方式，吸收塔为密相干塔；第二喷淋设备为加湿器。密相干塔为本领域常用。
吸收剂干粉由吸收剂干粉供给设备供给。亚硫酸氢铵干粉由亚硫酸氢铵干粉供给设备供给。加湿吸收剂和亚硫酸氢铵干粉所用的水由第二喷淋设备供给。这样用水量小，而且灰渣为粉末状产物，不仅降低水的消耗，还省略了灰渣结晶提纯的工艺步骤。
通过加湿器将水喷入至吸收塔中。一方面，水可以促进亚硫酸氢铵干粉还原氧化烟气中的氮氧化物，另一方面，水可以促进吸收剂干粉吸收氧化烟气中的二氧化硫以及硫酸。这样可以显著改善烟气脱硫脱硝效果。适量的水分对烟气脱硫脱硝是有利的。但是，过多的水分则导致吸收剂干粉团聚，影响烟气脱硫脱硝效果。
<除尘步骤>
将所述脱硫脱硝烟气进行除尘处理，得到灰渣以及净化烟气。净化烟气从排气设备(比如烟囱)排出。采用布袋除尘器进行除尘处理。所述灰渣包括第一灰渣和第二灰渣。所述第一灰渣包含硫酸钙和硫酸铵，第二灰渣包含未反应完全的脱硫脱硝剂。第一灰渣被排出至灰仓。可以将未反应完全的吸收剂干粉和亚硫酸氢铵干粉(即第二灰渣)通过循环设备循环至所述吸收塔。
<胶凝材料制造步骤>
将包括第一灰渣、粉煤灰、矿粉和碱激发剂的原料混合均匀，得到所述胶凝材料。
第一灰渣可以为25～55重量份；优选地，第一灰渣为27～52重量份；更优选地，第一灰渣为30～50重量份。这样有利于得到抗压强度和抗折强度更高的胶凝材料。
粉煤灰选自一级粉煤灰和二级粉煤灰的一种或两种，优选为一级粉煤灰。粉煤灰的粒度可以为150～500目，优选为200～400目，更优选为300～350目。粉煤灰可以为15～55重量份；优选地，粉煤灰为17～50重量份；更优选地，粉煤灰为20～45重量份。这样有利于得到抗压强度和抗折强度更高的胶凝材料。
本发明的矿粉可以选用S105、S95或S75级矿粉，优选为S105级矿粉。矿粉的粒度可以为150～500目，优选为200～400目，更优选为300～350目。矿粉可以为15～45重量份；优选地，矿粉为20～45重量份，更优选地，矿粉为20～40重量份。这样有利于得到抗压强度和抗折强度更高的胶凝材料。
本发明的碱激发剂为氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)，优选为NaOH。碱激发剂可以为4～8重量份；优选地，碱激发剂为5～8重量份；更优选地，碱激发剂为5～7重量份。这样有利于得到抗压强度和抗折强度更高的胶凝材料。
根据本发明的一个实施方式，所述胶凝材料由以下重量份的原料组成：第一灰渣为25～55重量份，粉煤灰为15～55重量份，矿粉为15～45重量份和碱激发剂为4～8重量份。根据本发明另一个实施方式，所述胶凝材料由以下重量份的原料组成：第一灰渣为30～50重量份，粉煤灰为20～50重量份，矿粉为20～45重量份和碱激发剂为5～7重量份。根据本发明的再一个实施方式，所述胶凝材料由以下重量份的原料组成：第一灰渣为35～45重量份，粉煤灰为25～45重量份，矿粉为20～40重量份和碱激发剂为5～6重量份。
将包括第一灰渣、粉煤灰、矿粉和碱激发剂的原料混合前，可以将第一灰渣进行研磨至粒度为150～500目，优选为200～400目，更优选为300～350目。这样有利于改善胶凝材料的性能。
本发明的研磨所用设备优选为球磨机。球磨机内料球比为1:8～12，研磨时间为0.5～2h。优选地，球磨机内料球比为1:9～11，研磨时间为0.5～1.5h。料球比是指球磨机内物料与研磨体质量之比。
可以采用常规方法将这些原料混合均匀。混合设备可以采用单轴混合设备、双轴混合设备、卧式螺带混合机或U型不对称混合机，优选为U型不对称混合机。更优选为U型高效不对称混合机。
根据本发明的一个实施方式，将第一灰渣加入至球磨机进行研磨0.5～1.5h，至将第一灰渣磨到粒度为300～350目；将研磨后的第一灰渣、粉煤灰、矿粉和碱激发剂在U型不对称混合机内进行混合，得到胶凝材料。球磨机内料球比为1:9～11。
在本发明中，第一灰渣通过灰仓供给至混合设备。粉煤灰通过粉煤灰仓供给至混合设备。矿粉通过矿粉仓供给至混合设备。碱激发剂通过碱激发剂仓供给至混合设备。将制备好的胶凝材料采用(自动)包装机进行包装，避免产品受潮和混入杂质。
实施例1
用于本发明的干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法的装置示意图如图1所示。将来***结机的原烟气采用静电除尘器5除去颗粒物质，得到除尘烟气。将除尘烟气通入烟气管道内。将过氧化氢水溶液(浓度为27.5wt％)通过过氧化氢水溶液供给设备3供给至位于烟气管道内的雾化器4；然后将过氧化氢水溶液通过雾化器4喷淋至烟气管道内，并与除尘烟气在烟气管道内接触并反应，从而形成氧化烟气。
将氧化烟气通入密相干塔6，同时将氢氧化钙干粉和亚硫酸氢铵干粉分别通过吸收剂干粉供给设备1和亚硫酸氢铵干粉供给设备2喷入密相干塔6内，且同时通过加湿器7向密相干塔6内喷入水，从而加湿氢氧化钙干粉和亚硫酸氢铵干粉，并且氢氧化钙干粉和亚硫酸氢铵干粉与氧化烟气接触10s并发生反应，从而形成脱硫脱硝烟气。
将脱硫脱硝烟气采用布袋除尘器8进行除尘处理，得到灰渣和净化烟气。灰渣包括第一灰渣和第二灰渣。第一灰渣排入至灰仓9。净化烟气通过烟囱10排出。将未反应完全的氢氧化钙干粉和亚硫酸氢铵干粉(第二灰渣)送入密相干塔6进行循环利用。脱硫脱硝处理的相关参数见表1～2。本发明的方法的脱硫效率为99.9％，脱硝效率可达95.2％。
表1、入口烟气参数及工艺参数
参数 数值 单位
装置入口烟气量(工况) 575824 m<sup>3</sup>/h
装置入口烟气量(标况湿) 400000 Nm<sup>3</sup>/h
脱硫脱硝装置入口烟气温度 120 ℃
SO<sub>2</sub>入口浓度 2000 mg/Nm<sup>3</sup>
NO入口浓度 250 mg/Nm<sup>3</sup>
烟气含湿量 10 ％
烟气含氧量 18 ％
烟气含尘量 120 mg/Nm<sup>3</sup>
烟道内烟气流速 12 m/s
空塔烟气流速 3.8 m/s
H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>/NO摩尔比 1.5 —
NH<sub>4</sub>HSO<sub>3</sub>/NO摩尔比 3.2 —
钙硫比 1.3 —
H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>质量分数 27.5 ％
过氧化氢水溶液喷入量 618 kg/h
亚硫酸氢铵纯度 99 ％
亚硫酸氢铵粒度 200～300 目
亚硫酸氢铵用量 1057 kg/h
吸收剂(消石灰)纯度 90 ％
吸收剂(消石灰)粒度 200～300 目
消石灰(氢氧化钙)用量 1336 kg/h
表2、出口烟气参数及脱硫脱硝率
项目 数量 单位
排烟温度 40 ℃
脱硫效率 99.9 ％
脱硝效率 95.2 ％
将第一灰渣由灰仓9输送至球磨机11，然后球磨至粒度为300～350目。将球磨后的第一灰渣输送至U型不对称混合机15内；同时将粉煤灰、矿粉和氢氧化钠分别由粉煤灰仓12、矿粉仓13和碱激发剂仓14输送至U型不对称混合机15内，并进行充分混合，得到胶凝材料。第一灰渣、粉煤灰、矿粉和氢氧化钠的用量参照表3。
将所得胶凝材料在40mm×40mm×160mm的模板中进行浇筑，根据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》进行测定。结果见表4。
表3、胶凝材料的各原料用量
参数 数值 单位
第一灰渣 35 重量份
粉煤灰 45 重量份
矿粉 20 重量份
碱激发剂(NaOH) 5 重量份
表4、胶凝材料的性能
龄期 抗压强度 抗折强度 单位
3d 25 4.5 MPa
7d 35 6.7 MPa
28d 65 9.3 MPa
由表可知，胶凝材料的抗折强度与抗压强度均能够达到52.5级水泥国家相关标准。
实施例2
与实施例1的不同在于仅在于胶凝材料的原料组成配比不同。本实施例的胶凝材料的各原料用量参见表5。所得胶凝材料的性能参见表6。
表5、胶凝材料各原料用量
参数 数值 单位
第一灰渣 45 重量份
粉煤灰 35 重量份
矿粉 20 重量份
碱激发剂(NaOH) 5 重量份
表6、胶凝材料的性能
龄期 抗压强度 抗折强度 单位
3d 33 4.7 MPa
7d 39 6.9 MPa
28d 73 11.1 MPa
由表可知，所得胶凝材料的抗折强度与抗压强度均能够达到52.5级水泥国家相关标准。
比较例1
除了以下条件之外，其余与实施例1相同:
氧化剂为含臭氧的气体，由臭氧发生器制备得到，该含臭氧的气体中臭氧的浓度为10wt％，含臭氧的气体经高压雾化喷嘴喷入烟气管道与烟气混合，且未使用亚硫酸氢铵干粉。脱硫效率为98.6％，脱硝效率为85.1％。
将所得胶凝材料在40mm×40mm×160mm的模板中进行浇筑，根据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》进行测定。结果如表7所示。
表7
龄期 抗压强度 抗折强度 单位
3d 20 3.5 MPa
7d 25 5.2 MPa
28d 51 8.5 MPa
将比较例1和实施例1～2进行对比可知，采用本发明的氧化剂溶液不仅可以提高脱硝效率，还可以提高胶凝材料的抗折强度和抗压强度。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (10)

1.一种干法脱硫脱硝和胶凝材料制造的一体化方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将原烟气进行预除尘处理，得到除尘烟气；将所述除尘烟气与过氧化氢水溶液在烟气管道中接触以进行氧化，得到氧化烟气；将氧化烟气通入吸收塔，然后与脱硫脱硝剂干粉反应，从而形成脱硫脱硝烟气；所述脱硫脱硝剂干粉含有吸收剂和亚硫酸氢铵干粉，所述吸收剂为氧化钙干粉或氢氧化钙干粉；
(2)将所述脱硫脱硝烟气进行除尘处理，得到灰渣；所述灰渣包括第一灰渣和第二灰渣；所述第一灰渣包含硫酸钙和硫酸铵，第二灰渣包含未反应完全的脱硫脱硝剂，第一灰渣被排出至灰仓，第二灰渣则被循环至所述吸收塔；
(3)将包括第一灰渣、粉煤灰、矿粉和碱激发剂的原料混合均匀，得到胶凝材料；其中，第一灰渣为25～55重量份，粉煤灰为15～55重量份，矿粉为15～45重量份和碱激发剂为4～8重量份。
2.根据权利要求1所述的一体化方法，其特征在于，步骤(3)中，所述碱激发剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
3.根据权利要求1所述的一体化方法，其特征在于，步骤(3)中，所述胶凝材料由以下重量份的原料组成：第一灰渣为25～55重量份，粉煤灰为15～55重量份，矿粉为15～45重量份和碱激发剂为4～8重量份。
4.根据权利要求1所述的一体化方法，其特征在于，步骤(3)中，还包括以下步骤：在原料混合前，将第一灰渣进行研磨至粒度为150～500目。
5.根据权利要求1所述的一体化方法，其特征在于，步骤(1)中，所述过氧化氢水溶液的浓度为15～35wt％，且单位时间内加入的过氧化氢水溶液中的H2O2与单位时间内通入的原烟气中所含一氧化氮的摩尔比为1～4:1。
6.根据权利要求1所述的一体化方法，其特征在于，步骤(1)中，所述过氧化氢水溶液与所述除尘烟气接触时间为1s～30s；所述除尘烟气在烟气管道内的流速为6～15m/s。
7.根据权利要求1所述的一体化方法，其特征在于，步骤(1)中，单位时间内加入的亚硫酸氢铵干粉与单位时间内通入的原烟气中所含一氧化氮的摩尔比为3.2～4.9:1。
8.根据权利要求1所述的一体化方法，其特征在于，步骤(1)中，单位时间内加入的吸收剂干粉与单位时间内通入的原烟气中所含二氧化硫的摩尔比为钙硫比，所述钙硫比为1～2:1。
9.根据权利要求1所述的一体化方法，其特征在于，所述吸收塔内脱硫脱硝剂干粉与所述氧化烟气接触时间为5s～30s。
10.根据权利要求1～9任一项所述的一体化方法，其特征在于，所述氧化烟气在吸收塔内的流速为1～7m/s。
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