專利名稱：適用于煤氣、天然氣和煙氣干法脫硫的以冶金粉塵為原料的脫硫劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于能源、化工、冶金與環(huán)境工程領域的脫硫劑，特別涉及一種適用于煤氣、天然氣和煙氣干法脫硫的以冶金粉塵為原料的脫硫劑。
背景技術：
據(jù)聯(lián)合國發(fā)布的環(huán)境狀況報告稱，全世界80％的城市居民呼吸的空氣超過可接受水平。在大氣污染中以粉塵和SO2的危害最為嚴重。中國是世界上最大的二氧化硫排放國之一，全國的SO2排放總量已連續(xù)多年超過2000萬噸。1998年中國環(huán)境公報顯示，我國1998年SO2的排放總量高達2010萬噸。排放到大氣中的SO2和NOx是我國酸雨形成的主要原因，根據(jù)有關研究結果，1995年我國由于酸雨和SO2污染造成農作物、森林和人體健康等方面的經濟損失約為1100億元，接近當年國民塵產總值的2％，成為制約我國經濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素。由于煙氣脫硫是目前世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應用的脫硫方式，因此，在中國煙氣脫硫的任務相當繁重，也相當迫切?，F(xiàn)世界各國廠家開發(fā)和商業(yè)應用的煙氣脫硫技術估計超過100種，按脫硫產物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫又可分為濕法、干法(半干法)工藝。濕法脫硫技術由于投資大(約占電廠或焦化廠總投資的15％)，運行費用高(約占總成本的15％)，能源浪費，且產生二次污染，嚴重制約了它的推廣使用與發(fā)展。干法脫硫與濕法脫硫比較因其具有投資少，運行費用低，硫可資源化利用，較少的吸附劑用量，處理后煙氣無需再熱可自行排煙，脫硫和再生均在干態(tài)下進行，不易造成新的二次污染等優(yōu)點，將是煙氣脫硫的發(fā)展方向。干法脫硫很重要的一項內容是脫硫劑的選擇與開發(fā)，要求脫硫劑具有高的硫容，低的生產成本，可多次再生和循環(huán)利用，沒有二次污染。
中國是固體廢棄物排放大國，1999年固體廢棄物產出量為7.8億噸，綜合利用率僅為45.6％。由于我國已連續(xù)多年產鋼量超億噸，冶金工業(yè)已成為固體廢棄物的最大行業(yè)之一，其中以氧化鐵和氧化鋅為主要成分的冶金粉塵每年產出量達50多萬噸，至今沒有理想的處理方法。這不僅需要大量的土地堆放，而且由于粉塵中氧化鋅含量高會產生自燃引起火災，更為嚴重的是在雨水作用下Zn、Pb以離子態(tài)對地下水資源造成嚴重污染。美國等西方國家已將含鋅鉛冶金粉塵確定為有毒物質，嚴格限制排放，我國也先后簽訂了一系列國際性的環(huán)境保護公約和協(xié)定，頒布了《中國21世紀議程-中國21世紀人口、環(huán)境與發(fā)展白皮書》，明確提出了控制有毒物質的排放要求?；谶@一狀況，對冶金粉塵的有效利用和無害化處理在我國已非常迫切。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于結合冶金粉塵具有組分多、成份復雜、粒度細及含有鋅、鉛、鐵等氧化物的強脫硫物質的特點，提供一種適用于煤氣、天然氣和煙氣干法脫硫的以冶金粉塵為原料的脫硫劑。
本發(fā)明的實施方案如下本發(fā)明提供的一種適用于煤氣、天然氣和煙氣的于法脫硫的以冶金粉塵為原料的脫硫劑，其特征在于該脫硫劑為一種包括冶金工業(yè)高溫生產過程中產生的冶金粉塵的脫硫劑；該脫硫劑還進一步包括粘接劑和水，其粘接劑的重量占冶金粉塵重量的5～10％，水的重量占冶金粉塵重量的4～10％；所述冶金粉塵中含有Fe2O3、ZnO、PbO、MgO、MnO、CaO及活性炭脫硫物質；所述冶金粉塵中所含鋅的重量占冶金粉塵重量的5.0～20％；所述冶金粉塵中所含鉛的重量占冶金粉塵總重量0.55～10％；所述冶金粉塵中所含鐵的重量占冶金粉塵總重量13～35％；所述冶金粉塵中所含碳的重量占冶金粉塵總重量5～25％；所述的粘接劑為粘土、水玻璃、聚合磷酸鈉或為其混合物。
冶金粉塵組分多、成份復雜、粒度很細，平均粒度不超過100μm，有很好的活性；粉塵的化學組成大部分是鋅、鉛、鐵等氧化物的強脫硫物質；工程熱力學計算在0-700℃的范圍內，冶金粉塵的硫容量在4mol/kg～8mol/kg之間，有較好的脫硫潛力；在溫度大于350℃的條件下，冶金粉塵的實際硫容量較高，當溫度大于500℃時，冶金粉塵的實際硫容量接近或達到相應氣氛下的理論計算值；冶金粉塵成型的粘合劑可分別采用粘土、水玻璃、聚合磷酸鈉或它們的復合型，加入量小于10％，在加入不大于冶金粉塵用量4％的水，混合均勻，采用普通的成型機成型；冶金粉塵成型后可直接使用，也可燒結后再使用。如燒結，燒結溫度選擇700℃可以達到較好的技術經濟指標；冶金粉塵成型后燒結和不燒結，其抗彎強度遠大于40×104N/m2，滿足工業(yè)應用時對脫硫劑強度的要求；冶金粉塵成型所用的結合劑對脫硫劑的脫硫沒有影響；冶金粉塵或冶金粉塵成型用于高效干法固定床脫硫劑，脫除硫化氫的效率可達90％以上，脫除二氧化硫的效率可達80％以上，不受氣氛的影響。冶金粉塵脫硫劑再生溫度選擇650-700℃比較好，采用空氣作為再生氣氛，尾氣中SO2最高能達十幾萬ppm，經4.5小時后，尾氣中的SO2濃度可降到20ppm以下，即可停止再生過程。冶金粉塵脫硫劑再生后的硫容量變化不大，能多次循環(huán)利用；冶金粉塵脫硫劑再生后反應活性不會降低，脫硫效率同未經過再生的新鮮脫硫劑一樣高。
本發(fā)明提供的適用于煤氣、天然氣和煙氣干法脫硫的以冶金粉塵為原料的脫硫劑成本低廉，合理地利用對環(huán)保有害的冶金廢棄物，煤氣、天然氣和煙氣的干法脫硫，脫硫效果穩(wěn)定，并可多次再生，循環(huán)使用，實現(xiàn)了以廢治廢，經濟效益和社會效益顯著。
實施方式
權利要求
1.一種適用于煤氣、天然氣和煙氣的干法脫硫的以冶金粉塵為原料的脫硫劑，其特征在于該脫硫劑為一種包括冶金工業(yè)高溫生產過程中產生的冶金粉塵的脫硫劑。
2.按權利要求1所述的適用于煤氣、天然氣和煙氣的干法脫硫的以冶金粉塵為原料的脫硫劑，其特征在于，該脫硫劑還進一步包括粘接劑和水，所含粘接劑的重量占冶金粉塵重量的5～10％，水的重量占冶金粉塵重量的4～10％。
3.按權利要求1所述的適用于煤氣、天然氣和煙氣的干法脫硫的以冶金粉塵為原料的脫硫劑，其特征在于，所述冶金粉塵中含有Fe2O3、ZnO、PbO、MgO、MnO、CaO及活性炭脫硫物質。
4.按權利要求2所述的適用于煤氣、天然氣和煙氣的干法脫硫的以冶金粉塵為原料的脫硫劑，其特征在于，所述冶金粉塵中所含鋅的重量占冶金粉塵重量的5.0～20％。
5.按權利要求2所述的適用于煤氣、天然氣和煙氣的干法脫硫的以冶金粉塵為原料的脫硫劑，其特征在于，所述冶金粉塵中所含鉛的重量占冶金粉塵總重量0.55～10％。
6.按權利要求2所述的適用于煤氣、天然氣和煙氣的干法脫硫的以冶金粉塵為原料的脫硫劑，其特征在于，所述冶金粉塵中所含鐵的重量占冶金粉塵總重量13～35％。
7.按權利要求2所述的適用于煤氣、天然氣和煙氣的干法脫硫的以冶金粉塵為原料的脫硫劑，其特征在于，所述冶金粉塵中所含碳的重量占冶金粉塵總重量5～25％。
8.按權利要求1所述的所述的適用于煤氣、天然氣和煙氣的干法脫硫的以冶金粉塵為原料的脫硫劑，其特征在于，所述的粘接劑為粘土、水玻璃、聚合磷酸鈉或為其混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及適用于煤氣、天然氣和煙氣的干法脫硫的以冶金粉塵為原料的脫硫劑，包括冶金粉塵或加入適量的粘接劑和水，粘接劑為粘土、水玻璃、聚合磷酸鈉或其混合物，其重量占冶金粉塵重量的5－10％，水重量占冶金粉塵重量的4－10％；冶金粉塵中含有Fe
文檔編號B01D53/48GK1425488SQ01144140
公開日2003年6月25日 申請日期2001年12月12日 優(yōu)先權日2001年12月12日
發(fā)明者葉樹峰, 謝裕生, 郭占成, 趙融芳, 陳運法 申請人:中國科學院過程工程研究所