專利名稱：一種有機酸強化鋼渣煙氣脫硫方法
技術領域：
本發明涉及燒結煙氣、火電廠、工業鍋爐、及其他含二氧化硫的煙道氣的二氧化硫脫除，尤其針對燒結煙氣脫硫，(Flue Gas Desulfurizaiton, FGD),也涉及一種鋼洛固體廢物資源化方法。
背景技術：
近年來我國SO2的年排放量都在2000萬噸上下，排世界第一位。SO2的排放已使我國近三分之一國土面積出現酸雨，成為世界三大酸雨區之一，給我國造成的損失每年在百億元以上。重點來自燃煤鍋爐，冶煉，燒結等行業。
目前，煙氣脫硫(flue gas desulfurization,縮寫為FGD)是世界上唯一大規模商業化應用的脫硫技術。火電廠排放的煙氣具有兩個特點一是煙氣中SO2濃度很低，一般為在300-5000ppmv(1000-15000mg/Nm3)之間；二是煙氣量巨大。比如，300MW機組產生的煙氣量為120X 104Nm3/h。世界各國致力于煙氣脫硫研究的方法約200多種，但工業化應用的只有10多種，包括以Ca0/CaC03為基礎的鈣法；以MgO為基礎的鎂法；以Na2CO3為基礎的鈉法；以NH3為基礎的氨法；以有機堿為基礎的有機堿法。以上方法各有優缺點，但都要消耗資源，比如石灰石，MgO, Na2CO3等。鋼渣是煉鋼生產的副產品，鋼渣的主要成分有Ca0、Si02、Fe203、Al203、Mg0等，而且鋼渣來源廣，量大。鋼渣產生率約為粗鋼量的15-20%，我國的鋼產量已突破4億噸，全年產生鋼渣近8000萬噸。長期以來鋼渣作為廢物拋棄，既占用大量土地又污染地下水。由于鋼渣中含有很多堿性物質，可以與S02發生反應，因此，鋼渣作為脫硫劑進行煙氣脫硫是一種以廢治廢、又能達到較高的脫硫效率的可行途徑。目前關于鋼渣濕法煙氣脫硫，比如《環境工程》期刊上有“鋼渣濕法脫硫研究”(1996，14(6))，“廢鋼渣粉渣濕法脫硫工藝實驗研究”(2009,27(3))等，專利 200810153376. 0均有報道。但都是直接利用鋼渣與水配成吸收液，噴淋吸收煙氣中SO2,由于鋼渣中堿性物質總體來說含量比較低，而且在水溶液中從鋼渣中溶解出來速率很慢，因此直接吸收SO2效率很低，只有30-70%，因此對于很多燃煤鍋爐或冶煉燒結廠來說不能夠達標排放。
發明內容
本發明提供一種有機酸強化鋼渣煙氣脫硫工藝，可以解決鋼渣中堿性物質溶解慢，影響脫硫率的問題，達到高脫硫率，并且實現以廢治廢。本發明構思為將鋼渣直接輸入鋼渣溶解槽中，同時在溶解槽中加入濃度為0.2-10% (wt)的有機酸，鋼渣中的堿性物質等在溶解槽中溶解反應(I) _(2)，直至完全變成有機酸鹽溶液Ca0+H00C-CxHy = Ca (OOC-CxHy) 2+2H20 (I)MgO+HOOC-CxHy = Mg (OOC-CrHy) 2+2H20 (2)
通過循環泵將吸收漿液溶液輸入吸收塔，含SO2煙氣進入吸收塔與吸收漿液發生脫硫反應(3)-(10)，凈化后的煙氣排出吸收塔Ca (OOC-CxHy) 2+2S02+H20 = 2CaS03+H00C_CrHy (3)Mg (OOC-CxHy) 2+2S02+H20 = 2MgS03+H00C-CxHy (4)Ca (OH) 2+S02+H20 = CaS03+2H20 (5)Mg (OH) 2+S02+H20 = CaS03+2H20 (6)2Na0H+S02+H20 = Na2S03+2H20 (7)CaS03+S02+H20 = Ca (HSO3) 2 (8)MgS03+S02+H20 = Mg (HSO3) 2 (9)Na (SO3) 2+S02+H20 = 2NaHS03 (10)脫硫后的吸收液經過過濾，濾渣與鋼渣一起外運作為建筑基料，濾液含有高濃度的有機酸(從反應(3) (4)可以看出有機酸在脫硫過程中被置換出來)繼續使用，濾液回到鋼渣溶解槽中繼續與鋼渣反生溶解反應有機酸為乙酸、檸檬酸、己二酸，苯甲酸、腐殖酸中的至少一種，乙酸或糠醛生產中排放的含醋酸廢水，乳酸或檸檬酸生產中產生的廢液。本發明的工藝過程鋼渣直接加入溶解槽中，同時在溶解槽中加入濃度為0. 2-10% (wt)的有機酸，溶解反應時間為5-6小時，將上清液漿液輸送到吸收塔中與煙氣接觸，發生吸收脫硫反應，凈化后的煙氣排出脫硫塔，吸收了 SO2的吸收漿液在脫硫塔底部被氧化結晶為石膏，石膏漿液輸送到過濾器中過濾，濾渣與鋼渣一起外運作為建筑基料，濾液回到鋼渣溶解槽中繼續與鋼洛反生溶解反應。本發明有機酸強化鋼渣煙氣脫硫能提高脫硫漿液pH緩沖值，有效提高鈣離子濃度，提高脫硫率，提高鋼渣的利用率，降低脫硫成本。于傳統電石渣直接脫硫相比，在相同的液氣比條件下，脫硫率提高10-20%，鋼渣利用率提高10-15%。
附圖為有機酸強化鋼渣煙氣脫硫方法工藝圖I-煙氣入口 ； 2-氧化空氣入口 ；3-攪拌漿； 4-噴淋脫硫塔；5-漿液循環泵； 6-石膏出料泵；7-吸收漿液進料泵；8-鋼渣溶解槽；9-凈化煙氣出口 ； 10-除霧器；11-噴頭； 12-旋流器；13-帶式脫水機； 14-有機酸補充口；15-鋼渣加入口； 16-攪拌電機
具體實施例方式實施例I參見附圖1，鋼渣通過15直接加入鋼渣溶解槽8中，同時補充的有機酸從有機酸補充口 14加入到鋼渣溶解槽8中，鋼渣和有機酸反應5-6小時后，將上清液通過吸收漿液進料泵7輸送進入脫硫塔4中與從煙氣入口 I進入的煙氣接觸，發生吸收脫硫反應，凈化后的煙氣經過除霧器10從脫硫塔4頂部9排出，吸收了 SO2的吸收漿液在脫硫塔4底部通過漿液循環泵5輸送到噴頭11繼續噴淋吸收SO2,在脫硫塔4底部生成的亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽被空壓機2鼓入的空氣強制氧化成半水合石膏，石膏漿液經石膏出料泵6輸送到過濾器中12過濾，濾液回到鋼渣溶解槽8中，繼續使用，濾渣與鋼渣一起外運作為建筑基料。某燃煤鍋爐煙氣量11 萬 NmVh，S02 = 2000mg/Nm3 ;含塵 230mg/Nm3 ;溫度 140°C， 煙氣脫硫過程采用本發明公開的技術，流程圖如圖I所示，并按上述具體實施方式
進行，脫硫塔直徑4. 0m，總高12m，鋼渣溶解槽中有機酸為乙酸，濃度為0. 2%，液氣比為 8. OL/m3，脫硫效率為95%，鋼渣利用率為97. 6%，所得二水石膏質量為CaCO3彡0. 8%，表面水含量< 8. 7%。實施例2
按照實施例I所述的工藝過程進行170t/h鍋爐配套煙氣脫硫，鍋爐出口 SO2濃度為1800mg/Nm3，溫度為152°C，進塔pH為6. 0，鋼渣漿液槽中有機酸為乙酸，濃度為10%，液氣比為5. OL/m3,脫硫率為96. 2%，鋼渣利用率為98. 6%。實施例3按照實施例I所述的工藝過程對實施例2使用的煤質進行調整，加入部分硫磺，提高鍋爐煙氣出口 SO2的濃度為9690mg/Nm3，鋼渣溶解槽中有機酸為檸檬酸，濃度為10%，液氣比為7. OL/m3，其余條件同實施例2，脫硫率為95. 8%，鋼渣利用率為98%。實施例4按照實施例I所述的工藝過程，在實施例2鍋爐煙氣出口處通過鼓風機鼓入空氣， 降低脫硫塔入口處SO2的濃度為960mg/Nm3，鋼渣溶解槽中有機酸為苯甲酸，濃度為10%，液氣比為3. OL/m3，其余條件同實施例2，脫硫率為97%，鋼渣利用率為99. 3%。實施例5按照實施例I所述的工藝過程，將鋼渣溶解槽中有機酸換為己二酸，濃度為5%， 液氣比為5. OL/m3，其余條件同實施例2，脫硫率為97. 2%，鋼渣利用率為98. 9%。實施例6按照實施例I所述的工藝過程，將鋼渣溶解槽中有機酸換為乙酸生產中排放的含乙酸廢水，濃度為10 %，液氣比為6. OL/m3,其余條件同實施例2，脫硫率為96. 2 %，鋼渣利用率為97. 6%。
權利要求
1.一種有機酸強化鋼渣煙氣脫硫的方法，其特征在于鋼渣直接加入溶解槽中，同時在溶解槽中加入濃度為0.2-10% (wt)的有機酸，溶解反應時間為5-6小時，將溶解槽中上清液漿液輸送到脫硫塔中與煙氣接觸，發生吸收脫硫反應，凈化后的煙氣排出脫硫塔，吸收了 SO2的吸收漿液在脫硫塔底部被氧化結晶為石膏，石膏漿液輸送到過濾器中過濾，濾渣與鋼渣一起外運作為建筑基料，濾液回到鋼渣溶解槽中繼續與鋼渣反生溶解反應。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于脫硫劑使用的是鋼渣，鋼渣直接來源于煉鋼廠的粗鋼渣或者是經過破碎后的鋼渣。
3.如權利要求I所述的方法，其特征在于在鋼渣溶解槽中加入的有機酸濃度為 0. 2-10% (wt)。
4.如權利要求I所述的方法，其特征在于所述的有機酸為乙酸、檸檬酸、己二酸、苯甲酸、、腐殖酸、或乙酸、糠醛、乳酸、檸檬酸生產中產生的廢液。
5.如權利要求I所述的方法，其特征在于所述的脫硫塔為噴淋脫硫塔、鼓泡脫硫塔或者填料脫硫塔。
6.如權利要求I所述的方法，其特征在于石膏漿液過濾后的濾液回到鋼渣溶解槽中， 繼續使用。
全文摘要
本發明公開一種有機酸強化鋼渣煙氣脫硫方法，主要應用于燒結廠、火電廠、工業燃煤鍋爐及其他含二氧化硫的煙道氣二氧化硫脫除(Flue Gas Desulfurizaiton，FGD)，尤其針對燒結煙氣脫硫具有良好的前景。采用該發明可以實現煙氣脫硫的低投資、低運行成本，從而使該脫硫技術獲得更廣泛的運用。本發明采用的工藝投資、運行、管理費用少，實現鋼渣資源化，實現以廢治廢。因此本發明具有優良的性價比和廣泛的市場前景。
文檔編號B01D53/80GK102614772SQ201210097798
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月6日 優先權日2012年4月6日
發明者劉盛余, 能子禮超, 邱偉 申請人:成都信息工程學院