一種脫硫劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及脫硫劑及其應(yīng)用，具體的將皮江法冶鎂工藝中的廢料進行回收制成脫 硫劑，再將其應(yīng)用到煙氣的脫硫，即是一種脫硫劑及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前中國生產(chǎn)金屬鎂的主要方式是皮江法，這與中國有豐富的鎂礦資源，能源，輔 料和廉價的勞動力等密切相關(guān)。隨著皮江法冶鎂技術(shù)在我國的普及、推廣，我國的鎂產(chǎn)量從 1990年的0. 53萬噸達到了 2014年的87. 38萬噸，可謂是飛躍式發(fā)展。與此同時，由于皮江 法固有的缺陷，加上我國煉鎂行業(yè)技術(shù)革新滯后，我國煉鎂產(chǎn)業(yè)仍舊沒有擺脫"大量生產(chǎn)， 大量消耗，大量廢棄"的傳統(tǒng)增長模式，這種模式導(dǎo)致能源利用率低，資源綜合利用水平低， 其結(jié)果是嚴重污染了環(huán)境。以山西省為例，2005年鎂產(chǎn)量33萬噸計，估計約可產(chǎn)生二氧化 硫氣體量約21. 78萬噸，粉塵量約2. 178萬噸，還原渣約165萬噸，還原爐煙氣量約313. 5 萬立方米。其中還原渣產(chǎn)量巨大且沒有利用價值，給環(huán)境帶來了沉重的負擔(dān)。如何提高資 源綜合利用率，變廢為寶，以減輕環(huán)境負擔(dān)是我們所關(guān)心的問題。
[0003] 煙氣脫硫的主要目的是為了控制工藝過程中所產(chǎn)生的二氧化硫等污染物的排放 量。據(jù)美國環(huán)保局（EPA)統(tǒng)計，世界各國開發(fā)、研究、使用的二氧化硫控制技術(shù)已達189種， 預(yù)計目前的數(shù)量將超過200種。這些技術(shù)概括起來可分為四類，即燃燒前脫硫（原煤脫硫）、 燃燒中脫硫、煤的轉(zhuǎn)化利用技術(shù)和燃燒后脫硫（煙氣脫硫）。目前我國的脫硫工藝中主要采 用煙氣脫硫的方式，因為其他方式還不能在經(jīng)濟上、技術(shù)上與之競爭。
[0004] 脫硫工藝根據(jù)脫硫反應(yīng)產(chǎn)物和脫硫產(chǎn)物的不同又可以劃分為濕法脫硫，干法脫硫 和半干法脫硫。濕法脫硫技術(shù)主要包括石灰（石灰石）法、雙堿法、鈉法、鎂法、氨法、海水 法、磷銨肥法等；干法脫硫技術(shù)主要包括活性炭吸附法、電子束照射法、等離子體脫硫法、催 化氧化和還原法等；半干法脫硫技術(shù)主要包括煙氣循環(huán)流化床技術(shù)、噴霧干燥、爐內(nèi)噴鈣/ 增濕活化脫硫技術(shù)，其中涉及到的各種脫硫劑都有自己獨特的優(yōu)勢。
[0005] 調(diào)研得知，目前煉鎂廠或者大型燃煤鍋爐的煙氣脫硫通常采用的脫硫工藝為濕法 脫硫，采用的脫硫劑為生石灰（氧化鈣）。為維持煉鎂廠脫硫系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，一天需消耗 石灰大約為3-4噸，脫硫劑占總脫硫成本的48%，按市場價石灰300元/噸來估算，每年脫 硫系統(tǒng)的投入約為68~92萬元，成本投入非常大。而且生石灰活性不高，脫硫效率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷或不足，為了提高資源綜合利用率，減輕環(huán)境負擔(dān)，提高經(jīng)濟 效益，本發(fā)明通過系統(tǒng)的研究，將皮江法煉鎂過程中產(chǎn)生的兩種廢料混合后制備成一種脫 硫效率高且能重復(fù)利用的脫硫劑，該脫硫劑能應(yīng)用到對含有二氧化硫的煙氣的脫硫處理。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下方案解決：
[0008] -種脫硫劑，包括組分A和組分B，組分A為催化成分，組分B為脫硫活性成分；所 述的組分A包括MgO、CaO、白云石、CaC03、SiOjP沸石；所述的組分B包括硅酸二鈣和鈣橄 欖石。
[0009] 具體的，按質(zhì)量比計，組分A :組分B為7 :35~45。
[0010] 更具體的，組分A :組分B為7 :40。
[0011] 具體的，按質(zhì)量百分比計，廢料A中，氧化鎂為38%~42%，氧化鈣為22%~ 26%，白云石為17%~21 %，碳酸鈣為8%~12%，Si02S 2%~4%，沸石為3%~4%;廢 料B中硅酸二鈣為44%~50%，鈣橄欖石為50%~56%。
[0012] 更具體的，按質(zhì)量百分比計，組分A中MgO為40%，CaO為24%，白云石為19%， CaC03S 10%，Si02S 3%，沸石為4% ;組分B中娃酸二|丐為47%和|丐橄欖石為53%。
[0013] 另外，所述的組分A的制備方法為：將1150~1250Γ溫度下煅燒白云礦石過程中 產(chǎn)生的煙塵收集即得組分A，煅燒后的產(chǎn)物為煅白；
[0014] 所述的組分B的制備方法為：將制備組分A得到的煅白與硅鐵和螢石混合后制成 球團經(jīng)溫度范圍為1190~1210°C煅燒后剩余的殘渣即得組分B ;
[0015] 且，所述的煙塵的粒徑小于40 μ m ;所述的殘渣的粒徑小于40 μ m，所述的球團的 容重為 1195 ~2105g/cm3。
[0016] 所述的脫硫劑用于含有二氧化硫的煙氣脫硫的應(yīng)用。
[0017] 所述的脫硫劑用于除去皮江法冶鎂工藝中產(chǎn)生的含有二氧化硫煙氣脫硫的應(yīng)用。
[0018] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0019] (1)本發(fā)明提供的脫硫劑包括組分A和組分B，組分A的來源為在1150~1250°C 溫度下煅燒原料白云礦石產(chǎn)生的煙塵；廢料B的來源為利用煅白、硅鐵以及螢石制成球團 在還原爐中經(jīng)過高溫煅燒后剩余的殘渣；其中組分A作為活性催化劑，組分B作為脫硫活性 劑，將組分A與組分B混合后共同作為脫硫劑，組分A的加入催化了組分B的脫硫活性，提 高了脫硫效率，且同時使用了鈣基和鎂基的共同作用，為脫硫技術(shù)開辟了新的途徑；
[0020] (2)采用組分A :組分B = 7:40的配比配制脫硫劑（HBF)的配比是經(jīng)過實驗同時 考慮實際生產(chǎn)過程中兩種廢料的產(chǎn)量得到的最佳配比，這時的脫硫效果可達到最佳，實際 應(yīng)用證明，只要維持pH值在12左右即可滿足脫硫要求，使組分A和組分B得到了合理的利 用，不僅提高了資源的綜合利用率，大大減輕了環(huán)境的負擔(dān)，而且減少了生產(chǎn)過程中脫硫成 本的投入，使經(jīng)濟效益得到了提高；
[0021] (3)本發(fā)明主要應(yīng)用于除去皮江法冶鎂工藝流程還原流程中在還原爐中產(chǎn)生的大 量的二氧化硫，應(yīng)用在這一皮江法冶鎂領(lǐng)域時可以最大程度上發(fā)揮出它的優(yōu)勢；當然，只要 生產(chǎn)過程中有二氧化硫產(chǎn)生的領(lǐng)域，都可以應(yīng)用本發(fā)明的脫硫劑。
【附圖說明】
[0022] 圖1為皮江法冶鎂工藝流程圖；
[0023] 圖2為脫硫流程圖，圖2中各標號表示為：1_溶解池、2-再生池、3-沉淀池、4-調(diào) 節(jié)池、5-脫水間、6-脫硫區(qū)、7-除霧器、8-催化劑（廢料A)、9-循環(huán)栗、10-煙氣入口、11-脫 硫塔頂部、12-脫硫塔、13-煙囪；
[0024] 圖3為不同廢料B含量下的pH關(guān)系圖；
[0025] 圖4為不同廢料A含量下的pH關(guān)系圖；
[0026] 圖5為廢料A的粒徑分布圖；
[0027] 圖6為廢料B的粒徑分布圖；
[0028] 以下結(jié)合說明書附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做具體說明。
【具體實施方式】
[0029] 皮江法生產(chǎn)金屬鎂包括以煅燒白云石為原料、硅鐵為還原劑、螢石為催化劑進行 計量配料；將配料粉磨后壓制成球，稱為球團；將球團裝入還原罐中，加熱到1200±10°C， 內(nèi)部抽真空至13. 3~10Pa產(chǎn)生鎂蒸氣，鎂蒸氣在還原罐前端的冷凝器中形成結(jié)晶鎂，亦稱 粗鎂；再經(jīng)熔劑精煉，產(chǎn)出商品鎂錠，即精鎂。
[0030] 皮江法煉鎂生產(chǎn)工序包括：
[0031] (1)白云石煅燒：將白云石在回轉(zhuǎn)窯或豎窯中加熱至1150°C~1250°C，燒成煅白 (MgOCaO)；
[0032] (2)配料制球：將煅白、硅鐵粉和螢石粉計量配料、粉磨，然后壓制成球團，球團壓 團后（呈扁桃狀、杏仁狀）料球的容重應(yīng)達到1195~2105g/cm3;
[0033] (3)還原：將料球在還原罐中加熱至1200±10°C，在13. 3~10Pa的真空條件下， 保持8~12小時，氧化鎂還原成鎂蒸氣，冷凝后成為粗鎂；
[0034] (4)精煉鑄錠：將粗鎂加熱熔化，在680~740°C高溫下，用溶劑精煉后，鑄成鎂錠， 亦稱精儀。
[0035] (5)酸洗：將鎂錠用硫酸或硝酸清洗表面，除去表面夾雜，使表面美觀。
[0036] 調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在皮江法冶鎂工藝流程（見圖1)中會產(chǎn)生兩種廢料