CN113750761A - 一种利用半干法脱硫灰制备湿法脱硫剂的方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用半干法脱硫灰制备湿法脱硫剂的方法及应用，通过将半干法脱硫灰进行烘干、筛选后送入炉膛，与反应后的部分尾气进行高温反应，通过磁选工艺将反应产物的钙元素和铁元素分离，加水过滤杂质后即可制成脱硫剂用于湿法脱硫。本发明方法减少了石灰、石灰石资源的消耗，提高了反应尾气的热效率，解决了半干法烟气脱硫副产物不能有效资源化处理的问题，降低了烟气湿法脱硫成本，避免了堆存填埋半干法脱硫灰造成的二次污染，对社会经济和生态都具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及半干法脱硫灰处理技术领域，尤其是一种利用半干法脱硫灰制备湿法脱硫剂的方法及应用。
背景技术
半干法烟气脱硫工艺所采用的脱硫剂通常是氧化钙或者是氢氧化钙，半干法脱硫后的副产物半干法脱硫灰为高钙高硫型混合物，其主要成分包括亚硫酸钙、硫酸钙、氧化钙、氢氧化钙及碳酸钙，还含有少量的氯化物及重金属元素。半干法脱硫灰的性质及其不稳定，严重影响了半干法脱硫灰应用于建筑、土壤及水泥制作等其他方面的再应用。目前对于脱硫灰综合利用的研究主要集中于用作水泥缓凝剂、改良土壤和制造人工礁岩方面，但由于受到其高钙高硫的特性和运输半径的限制，使用量有限，无市场优势。将脱硫灰与其他物质掺混进行使用，如用作掺混水泥或者混凝土等也具有一定的可行性，但是其效果受限于用量条件限制，过多或者过少都会使得产品质量出现问题，造成安全隐患。因此，目前处理半干法脱硫灰最常用的办法就是直接填埋或者是堆放堆积，但是造成十分严重的环境污染、土地消耗并且还会产生硫、钙以及金属资源的浪费。
公开号为CNO4446247A，名称“一种干法、半干法脱硫灰制备内墙腻子粉的方法”，其将半干法脱硫灰煅烧磨粉后与磨粉后的白水泥，滑石粉，vae类可再分散乳胶粉，羟丙基甲基纤维素醚等材料混合用于制备内墙腻子粉，不仅涉及的材料较多，且对各类成分的用量以及磨粉粒径有着明确的规定，各个成分过多或过少都会造成产品质量出现隐患，操作要求较高，且操作较为麻烦，实际市场应用十分有限。公开号为CN110436506A，名称为“利用工业废硫酸对半干法脱硫灰氧化处理的方法”，利用工业废硫酸对半干法脱硫灰氧化处理，对产物进行反复冲洗、静置，将将脱硫灰中存在较多的未参与脱硫反应的氧化钙和氢氧化钙，以及亚硫酸钙，转化成硫酸钙。操作具有一定的危险性，并且将半干法脱硫灰中的含钙成分全都转化成硫酸钙并没有依据半干法脱硫灰的特性对其充分利用，某种程度上还是造成了半干法脱硫灰中部分资源的浪费，而且对于实际应用的意义并不明显。
综上，半干法脱硫灰成分复杂且各成分含量波动较大，造成其性质极其不稳定，与其他物质掺混应用需严格控制各成分的用量，同时，正因为其高钙高硫的特性，若是直接填埋，将浪费其中大量的钙、硫、及金属元素，因此急需有效的处理半干法脱硫灰的方法，根据其特性进行再利用提高其利用率。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种利用半干法脱硫灰制备湿法脱硫剂的方法及应用，解决半干法脱硫灰堆放导致二次污染的问题，实现半干法脱硫灰的资源化利用。
本发明采用的技术方案如下：
一种利用半干法脱硫灰制备湿法脱硫剂的方法，包括以下步骤：
S1：首先将半干法脱硫副产物半干法脱硫灰烘干处理，去除半干法脱硫灰所含的水分；然后筛选去除半干法脱硫灰中的大颗粒杂质；
S2：将处理好的半干法脱硫灰送入锅炉炉膛中，高温反应产生的部分尾气返回炉膛内，促进半干法脱硫灰高温反应，固态反应产物包括氧化钙和氧化铁；同时，高温反应所产生剩余尾气经过除尘及洗气后排出；
S3：通过磁选工艺将固态反应产物中的氧化钙和氧化铁分离；
S4：将分离后氧化钙加水并过滤杂质后制成可用作湿法脱硫工艺的脱硫剂。
所述S1中，所述烘干处理的温度为100—180℃；所述S2中，所述锅炉炉膛中的反应温度为900℃，反应过程为：半干法脱硫灰中的氢氧化钙、亚硫酸钙、硫酸钙及氧化亚铁物质在高温下分解后，与通入炉膛的所述尾气反应生成氧化钙和氧化铁。
所述S3中，磁选工艺待反应产物冷却前进行。
一种利用半干法脱硫灰制备的湿法脱硫剂的应用方法：
当湿法脱硫塔入口S02浓度为1000mg/m3时，单独使用所述S4制得的脱硫剂时的质量，为单独使用石灰石原料时质量的1.3倍，使湿法脱硫塔出口S02浓度控制在10mg/m3以内；
当湿法脱硫塔入口S02浓度为1500mg/m3时，混合使用所述S4制得的脱硫剂和石灰石原料时，所述S4制得的脱硫剂的质量为所述石灰石原料的1.7倍，使湿法脱硫塔出口S02浓度控制在30mg/m3；
当湿法脱硫塔入口S02浓度为2000mg/m3时，混合使用所述S4制得的脱硫剂和石灰石原料时，所述S4制得的脱硫剂的质量为所述石灰石原料的2倍，使湿法脱硫塔出口S02浓度控制在50mg/m3以内。
本发明的有益效果如下：
本发明利用尾气作为催化剂实现半干法脱硫灰的高温分解，提高了热效率。实现了半干法脱硫灰的资源化利用，将制备成的脱硫剂用于湿法脱硫工艺，与直接将半干法脱硫灰用于湿法脱硫相比，提高了原本的脱硫效率，并且可代替常规的湿法脱硫原料石灰石，解决了湿法脱硫因石灰石价格上涨而造成的成本上升问题，同时保证湿法脱硫安全稳定运行，可靠性高。同时解决了半干法脱硫灰堆放导致二次污染的问题，避免了不必要的资源浪费。具有良好的社会效益和经济效益。并且，本发明反应产物温度较高增强了铁的磁性，有利于磁选。
附图说明
图1为本发明制备方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明本发明的具体实施方式。
本申请的一种利用半干法脱硫灰制备湿法脱硫剂的方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：首先将半干法脱硫副产物半干法脱硫灰烘干处理，去除半干法脱硫灰所含的水分；然后筛选去除半干法脱硫灰中的大颗粒杂质；
其中，烘干处理的温度优选为100—180℃；
S2：将处理好的半干法脱硫灰送入锅炉炉膛中，高温反应产生的部分尾气返回炉膛内，促进半干法脱硫灰高温反应，固态反应产物包括氧化钙和氧化铁；同时，高温反应所产生剩余尾气经过除尘及洗气后排出；
其中，锅炉炉膛中的反应温度优选为900℃，反应过程为：半干法脱硫灰中的氢氧化钙、亚硫酸钙、硫酸钙及氧化亚铁物质在高温下分解后，与通入炉膛的尾气反应生成氧化钙和氧化铁；尾气中的C0可作为催化剂促进半干法脱硫灰的高温分解；
S3：通过磁选工艺将固态反应产物中的氧化钙和氧化铁分离；因较高温度可增强铁的磁性有利于磁选，因此磁选工艺待反应产物冷却前进行，而不必待反应产物完全冷却后进行。
S4：将分离后氧化钙加水并过滤杂质后制成可用作湿法脱硫工艺的脱硫剂。
本申请的一种利用上述的“利用半干法脱硫灰制备湿法脱硫剂的方法”制备得到的湿法脱硫剂的应用方法，将步骤S4制备所得的脱硫剂单独或与常规的湿法脱硫剂混合使用。常规的湿法脱硫剂包括如石灰、石灰石或电石渣等，由于半干法脱硫灰中杂质含量相对较高，有效钙成分含量相对较低，因此，在应用过程中，由半干法脱硫灰制备的脱硫剂的用量会略高于高于常规的石灰、石灰石及电石渣的用量。具体的，半干法脱硫灰制备的脱硫剂(或者换算为浆液浓度)用量以及常规的湿法脱硫剂用量(或者换算为白灰浆液浓度)根据湿法脱硫入口及出口烟气中S02的浓度的变化而变化，具体情形如下：
当湿法脱硫塔入口S02浓度为1000mg/m3时，单独使用上述步骤S4制得的脱硫剂时的质量，为单独使用石灰石原料时质量的1.3倍，使湿法脱硫塔出口S02浓度控制在10mg/m3以内；
当湿法脱硫塔入口S02浓度为1500mg/m3时，混合使用上述步骤S4制备所得的脱硫剂和石灰石原料时，上述步骤S4制得的脱硫剂的质量为石灰石原料1.7倍，使湿法脱硫塔出口S02浓度控制在30mg/m3；
当湿法脱硫塔入口S02浓度为2000mg/m3时，混合使用上述步骤S4制备所得的脱硫剂和石灰石原料时，上述步骤S4制得的脱硫剂的质量为石灰石原料的2倍，使湿法脱硫塔出口S02浓度控制在50mg/m3以内。
Claims (4)
1.一种利用半干法脱硫灰制备湿法脱硫剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：首先将半干法脱硫副产物半干法脱硫灰烘干处理，去除半干法脱硫灰所含的水分；然后筛选去除半干法脱硫灰中的大颗粒杂质；
S2：将处理好的半干法脱硫灰送入锅炉炉膛中，高温反应产生的部分尾气返回炉膛内，促进半干法脱硫灰高温反应，固态反应产物包括氧化钙和氧化铁；同时，高温反应所产生剩余尾气经过除尘及洗气后排出；
S3：通过磁选工艺将固态反应产物中的氧化钙和氧化铁分离；
S4：将分离后氧化钙加水并过滤杂质后制成可用作湿法脱硫工艺的脱硫剂。
2.根据权利要求1所述的利用半干法脱硫灰制备湿法脱硫剂的方法，其特征在于，所述S1中，所述烘干处理的温度为100—180℃；所述S2中，所述锅炉炉膛中的反应温度为900℃，反应过程为：半干法脱硫灰中的氢氧化钙、亚硫酸钙、硫酸钙及氧化亚铁物质在高温下分解后，与通入炉膛的所述尾气反应生成氧化钙和氧化铁。
3.根据权利要求1所述的利用半干法脱硫灰制备湿法脱硫剂的方法，其特征在于，所述S3中，磁选工艺待反应产物冷却前进行。
4.一种利用权利要求1所述的方法制备得到的湿法脱硫剂的应用方法，其特征在于，
当湿法脱硫塔入口SO2浓度为1000mg/m3时，单独使用所述S4制得的脱硫剂时的质量，为单独使用石灰石原料时质量的1.3倍，使湿法脱硫塔出口SO2浓度控制在10mg/m3以内；
当湿法脱硫塔入口SO2浓度为1500mg/m3时，混合使用所述S4制得的脱硫剂和石灰石原料时，所述S4制得的脱硫剂的质量为所述石灰石原料的1.7倍，使湿法脱硫塔出口SO2浓度控制在30mg/m3；
当湿法脱硫塔入口SO2浓度为2000mg/m3时，混合使用所述S4制得的脱硫剂和石灰石原料时，所述S4制得的脱硫剂的质量为所述石灰石原料的2倍，使湿法脱硫塔出口S02浓度控制在50mg/m3以内。
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