專利名稱：燒結煙氣的脫硫工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于燒結煙氣的脫硫工工藝，特別屬于半干法循環流化床燒結煙氣的脫硫 工藝。
背景技術：
鋼鐵廠燒結煙氣的主要性質及成份為S02600-4800mg/m3，少量的三氧化硫，含塵 100-450mg/m3，含濕量 7% -15%，溫度 85°C _190°C，煙氣量大于 20X 104m7hour。即使在同 一排放點，煙氣中SO2含量在不同的時間段也有可能有較大波動。循環流化床半干法工藝是 比較先進的脫硫工藝，系從奧鋼聯引進項目，主要由脫硫劑制備系統、脫硫系統、粉塵收集 系統組成，使用高比表面的消石灰微粉做脫硫劑，在石灰的消化過程中，為了增加消石灰微 粉的比表面積，使用了一定數量的三乙醇胺、二乙二醇類化學品。按照原設計參數，在目前 的市場條件下，消石灰制成脫硫劑的生產成本超過1000元/噸。運行中，脫硫劑的反應率 較低，僅為50%左右；并且脫硫后的副產物化學成分復雜典型組成為亞硫酸鈣20-31%， 硫酸鈣8-15%，氫氧化鈣15-30%，回收困難，如按工業廢棄物做填埋處理，成本很高，既占 用土地，又二次污染環境。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種成本低、副產物易于回收的燒結煙氣的脫
硫工藝ο本發明解決技術問題的技術方案為燒結煙氣的脫硫工藝，包括脫硫劑制備系統、 脫硫系統、回收處理系統，所述的脫硫劑為0. 045mm標準篩的通過率不小于75%的碳酸鈉， 將碳酸鈉微粉在脫硫系統中的脫硫塔中進行循噴粉，粉狀顆粒與煙氣充分接觸，碳酸鈉與 煙氣中的酸性氣體發生中和反應，使煙氣中硫氧化物濃度降低。當脫硫劑中殘留的碳酸鈉的含量(重量)小于15%后，此時脫硫副產物主要為硫 酸鈉、亞硫酸鈉、碳酸鈉、將脫硫副產物排出脫硫系統進入回收處理系統。所述的回收處理系統為將脫硫副產物用水溶解制成飽和溶液(室溫25°C時，溶 液濃度30% -35% )，與過量的石灰乳進行石膏化反應，生成燒堿溶液，過濾分離沉淀后，濾 液為NaOH;將生成的氫氧化鈉溶液放入篩板塔中，用煙氣中的二氧化碳進行再生，生成的 NaHCO3由于在常溫下溶解度小，沉淀結晶析出，經過濾分離，干燥，得到固體粉末狀的碳酸 氫鈉；將碳酸氫鈉在270°C以上進行加熱，將發生分解反應，得到碳酸鈉，將回收處理系統 所生成的碳酸鈉，輸送到脫硫劑制備系統中進行循環利用。所述的石灰乳可以使用冶金石灰生產中所得的篩下物(化學成分與冶金三類完 全一致，因顆粒較小，冶煉工序無法有效利用，絕大部分做其它用途或廢棄)，因而此項成本 比較低廉。本發明的反應原理如下碳酸鈉與煙氣中二氧化硫的反應為
Na2C03+S02+H20 — NaHS03+NaHC03
NaHS03+Na2C03 —Na2S03+NaHC03碳酸鈉與煙氣中三氧化硫的反應為Na2C03+S03 — NaHS04+NaHC03NaHS 04+Na2CO3 — Na2S 04+NaHC03回收反應的原理如下Na2S04+Ca (OH) 2 — CaSO4 J, +NaOHNa2S03+Ca (OH) 2 — CaSO3 I +NaOHNa2C03+Ca (OH) 2 — CaCO3 J, +NaOH2Na0H+C02 — Na2C03+H20Na2C03+H20+C02 — 2NaHC03 I2NaHC03 — Na2C03+H20+C02本發明中，碳酸鈉作為堿性物質，與煙氣中二氧化硫及三氧化硫反應后，產物為亞 硫酸鈉與硫酸鈉，在二氧化硫或者三氧化硫的濃度低時(小于500ppm時)，碳酸鈉的反應速 度快；在約100°C及有水蒸汽存在的條件下，上述反應的速度很快，且在反應進程中，氣 體CO2逸出時，對脫硫劑碳酸鈉的微粒有粉碎作用，使其比表面增大，有利于反應的進行。由于碳酸鈉的結晶水合物分子式為Na2CO3 · IOH2O,帶十個結晶水，因此粉末態的碳 酸鈉吸濕性強，易于脫去煙氣中的水汽。與常規的雙堿脫硫法相比較，雙堿脫硫法吸收工序是使用堿液脫硫的，而本法是 用碳酸鈉粉末噴粉脫硫，本法的優點是占地面積小，對設備的腐蝕性低，不容易泄漏。本法與石灰_石膏法相比，最顯著的特點是，直接的石灰_石膏法在運行中，設備 易堵塞、腐蝕，而本法的反應速率比石灰_石膏法快。并且，碳酸鈉在反應中是無消耗的，只 是做循環材料使用。本發明與現有技術相比，加工成本比生石灰制成消石灰的成本低30%以上；制成 的固體脫硫劑不易變質，儲存期比氫氧化鈣長；提高循環流化床半干法脫硫效率，降低運行 成本；簡化操作工序；脫硫后的副產物能夠便利地進行加工處理與利用，所產生的硫酸鈣、 亞硫酸鈣與碳酸鈣的混合物，由于不含有氫氧化鈣，可方便地用于生產輕質砌塊等環保建 筑材料，遠比目前脫硫副產物穩定且比較容易進行利用，最大限度地減少了固體廢棄物的 排放及后續處理費用，符合當前的環保政策。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作詳細的說明。實施例1 燒結煙氣的脫硫工藝，包括脫硫劑制備系統、脫硫系統、回收處理系統，所述的脫 硫劑為0. 045mm標準篩的通過率不小于75%的碳酸鈉微粉；將碳酸鈉微粉在脫硫系統中的 脫硫塔中進行循噴粉，粉狀顆粒與煙氣充分接觸，碳酸鈉與煙氣中的酸性氣體SO2和SO3發 生中和反應，使煙氣中硫氧化物濃度降低。當脫硫劑中殘留的碳酸鈉的含量(重量)為15% 后，此時脫硫副產物主要為硫酸鈉、亞硫酸鈉、碳酸鈉，硫酸鈉亞硫酸鈉碳酸鈉重量比為1 4 0.8，將脫硫副產物排出脫硫系統進入回收處理系統。工藝參數為進口煙氣溫度134°C，流量12m7min，煙氣含硫量500ppm，循環噴粉 量25公斤，出口煙氣溫度116°C，循環次數6次，出口煙氣含硫24ppm，脫硫率大95%。 所述的回收處理系統為將脫硫副產物用水溶解制成飽溶液(室溫25°C時，溶液 濃度30% -35 % )，與過量的石灰乳進行石膏化反應，生成燒堿溶液，過濾分離沉淀后，濾 液為NaOH ；將生成的氫氧化鈉溶液放入篩板塔中，用煙氣中的二氧化碳進行再生，生成的 NaHCO3由于在常溫下溶解度小，沉淀結晶析出，經過濾分離，干燥，得到固體粉末狀的碳酸 氫鈉；將25公斤碳酸氫鈉在270°C以上進行加熱分解，將發生分解反應，得到15公斤碳酸 鈉，將回收處理系統所生成的碳酸鈉、輸送到脫硫劑制備系統中進行循環利用。本發明使用1年后，其對設備的腐蝕程度相當小，由于碳酸鈉的堿性較強，對碳鋼 表面有鈍化作用，故其腐蝕小。本發明的脫硫劑與目前使用的高比表面的消石灰相比較，其脫硫速度快，利用率 高，無須對目前的脫硫設備進行改造即可應用。本發明有兩個顯著特點一是對鋼鐵企業內部低價值的粉末石灰進行綜合利用， 通過反應使脫硫劑得到再生使用，可有效降低運行成本；二是再生工序產生的副產品穩定 性較好，能方便的用于生產輕質砌塊等墻體建材，能避免工業廢棄物的堆貯，節約資源，保 護環境。
權利要求
燒結煙氣的脫硫工藝，包括脫硫劑制備系統、脫硫系統、回收處理系統，其特征在于所述的脫硫劑為0.045mm標準篩的通過率不小于75％的碳酸鈉微粉；將碳酸鈉微粉在脫硫系統中的脫硫塔中進行循噴粉，粉狀顆粒與煙氣充分接觸，當脫硫劑中殘留的碳酸鈉的含量(重量)小于15％后，形成脫硫劑副產物，將脫硫副產物排出脫硫系統進入回收處理系統。
2.根據權利要求1所述的燒結煙氣的脫硫工藝，其特征在于所述的回收處理系統為 將脫硫副產物用水溶解制成飽和溶液，與過量的石灰乳進行石膏化反應，生成燒堿溶液，過 濾分離沉淀后，濾液為NaOH ；將生成的氫氧化鈉溶液放入篩板塔中，用煙氣中的二氧化碳進行反應，生成的NaHC03 沉淀，將沉淀過濾分離，干燥，得到固體粉末狀的碳酸氫鈉，母液液循環使用；將碳酸氫鈉在270°C以上進行加熱，得到碳酸鈉，將回收處理系統所生成的碳酸鈉，輸 送到脫硫劑制備系統中進行循環利用。
全文摘要
本發明公開了燒結煙氣的脫硫工藝，包括脫硫劑制備系統、脫硫系統、回收處理系統，所述的脫硫劑為0.045mm標準篩的通過率不小于75％的碳酸鈉微粉，本發明與現有技術相比，加工成本比消石灰的成本低30％以上；制成的固體脫硫劑不易變質，儲存期比氫氧化鈣長；提高脫硫效率，降低運行成本；簡化操作工序；脫硫后的副產物能夠便利地進行加工處理與利用，所產生的硫酸鈣、亞硫酸鈣與碳酸鈣的混合物，可方便地用于生產輕質砌塊等環保建筑材料，遠比目前脫硫副產物穩定且比較容易進行利用，最大限度地減少了固體廢棄物的排放及后續處理費用，符合當前的環保政策。
文檔編號B01D53/82GK101862589SQ201010215508
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者丁陳來, 吳朝剛, 周晨輝, 張耀輝, 汪為民, 饒磊 申請人:馬鞍山鋼鐵股份有限公司