一種半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑及其制備方法，所述半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑中各組分所占質(zhì)量百分比為：生石灰粉8～20％、石灰窯除塵粉10～20％、石灰窯篩下料60～80％，外加劑0.5～2％。本發(fā)明以石灰窯除塵粉和石灰窯篩下料等工業(yè)廢棄物為主要原料，并通過(guò)對(duì)原料粒徑進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)，可有效解決半干法脫硫工藝脫硫劑成本高和石灰窯生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料資源化問(wèn)題，且制備的半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑具有較高的消化活性、脫硫效率和穩(wěn)定性，適合推廣應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】
一種半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于本發(fā)明屬于冶金環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的電力、燒結(jié)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量含S02煙氣，對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染。按脫硫過(guò)程是否加水及脫硫后副產(chǎn)物形態(tài)的不同，煙氣脫硫技術(shù)分為干法、半干法和濕法。干法脫硫效率低、濕法脫硫效率高但腐蝕問(wèn)題突出，半干法以無(wú)腐蝕、無(wú)廢水和脫硫效率相對(duì)較高的優(yōu)點(diǎn)受到用戶的歡迎。隨著空氣質(zhì)量的日益惡化，國(guó)家對(duì)煙氣中SO2的排放濃度作出了更加嚴(yán)格的要求。脫硫企業(yè)為使脫硫后的煙氣達(dá)國(guó)標(biāo)排放要求，只用使用高效脫硫劑，但同時(shí)為此付出高額脫硫成本，無(wú)形增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)壓力。
[0003]企業(yè)及科研院所為研發(fā)出高效低成本脫硫劑做出了不懈的努力，專利“201310528591.5用于燒結(jié)煙氣干法脫硫的改質(zhì)鈣基脫硫劑及其制備方法”將城市生活污泥及無(wú)煙煤摻入石灰石中一起鍛燒制得的脫硫劑可使脫硫效率達(dá)93%以上。該方法的問(wèn)題是污泥摻量?jī)H2.5?10 %，不能從根本解決脫硫劑價(jià)格昂貴的問(wèn)題。200810115043.9一種用于煙氣脫硫的脫硫劑及其制法”中將尚爐漁和石灰制備脫硫劑，脫硫效率$父尚，但制備工藝復(fù)雜，需制漿及高溫?cái)嚢杌罨?，推廣難度較大。
[0004]因此進(jìn)一步探索成本低、制備方法簡(jiǎn)單的半干法鈣基脫硫劑及其制備方法，具有重要的實(shí)際應(yīng)用意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑及其制備方法，所述鈣基脫硫劑具有消化活性高、脫硫效率優(yōu)異、穩(wěn)定性好、原料成本低和制備工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)石灰窯除塵粉、石灰窯篩下料等工業(yè)廢棄物的資源化利用問(wèn)題，具有重要的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0007]一種半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑，各組分所占質(zhì)量百分比為:生石灰粉8?20%、石灰窯除塵粉10?20%、石灰窯篩下料60?80%、外加劑0.5?2%。
[0008]上述方案中，所述半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑中顆粒粒徑d的級(jí)配關(guān)系控制在:d<0.2mml5?25%、0.2彡d<0.8mm 25?45%、0.8彡d<2mm 30?60%，其中各粒度區(qū)間以各篩余中氧化鈣所占質(zhì)量百分比計(jì)。
[0009]本發(fā)明通過(guò)對(duì)原料粒徑進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)，可有效提高所得鈣基脫硫劑的消化活性、脫硫效率和穩(wěn)定性:通過(guò)控制不同粒徑范圍內(nèi)氧化鈣的含量，在鈣基脫硫劑消化過(guò)程中，粒徑小的石灰成分先消化，并釋放出熱量，使系統(tǒng)溫度升高，為后續(xù)粒徑較大的石灰消化過(guò)程提供較好的反應(yīng)條件;然后粒度大的石灰開始消化，在較高的溫度條件下，促進(jìn)石灰迅速進(jìn)行消化反應(yīng)，繼續(xù)提高系統(tǒng)溫度;最后消化粒度最大的篩下料;本發(fā)明通過(guò)控制不同粒徑范圍中氧化鈣的含量，可大大提高生石灰的消化活性，保障所得鈣基脫硫劑的脫硫效率;同時(shí)通過(guò)對(duì)原料粒徑進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)，在保障消化活性和脫硫效率的基礎(chǔ)上，可有效降低鈣基脫硫劑的比表面積，避免I丐基脫硫劑在空氣氣氛中易失活的冋題，提尚其穩(wěn)定性。
[0010]上述方案中，所述半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑中氧化鈣的含量為80?90%。
[0011 ]上述方案中，所述外加劑為氯化鈣、氟化鈣或溴化鈣中的一種或幾種，外加劑的加入可提高氫氧化鈣的溶解度，有利于促進(jìn)生石灰與水的反應(yīng)，提高生石灰的消化活性，進(jìn)而提尚最終的脫硫效率。
[0012]上述方案中，所述生石灰粉中氧化鈣的含量為80?95wt%，粒徑小于0.8mm。
[0013]上述方案中，所述石灰窯除塵粉中氧化鈣的含量為50?59wt%，粒徑小于0.2mm。
[0014]上述方案中，所述石灰窯篩下料中氧化鈣的含量為75?95wt%，用破碎機(jī)破碎至粒徑小于2mm。
[0015]上述方案中，所述生石灰粉、石灰窯除塵粉、石灰窯篩下料中C和MgO的含量均小于
0.5wt% ο
[0016]上述方案中，所述石灰窯除塵粉來(lái)自石灰窯生產(chǎn)流程中除塵器收下的粉塵，其主要成份為氧化鈣。
[0017]上述方案中，所述石灰窯篩下料為石灰窯生產(chǎn)的大塊生石灰經(jīng)破碎篩分后得到的粒度不合產(chǎn)品要求的廢料。
[0018]上述一種半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑的制備方法，包括如下步驟:I)原料稱取:各原料所占質(zhì)量百分比為:生石灰粉8?20%、石灰窯除塵粉10?20%、石灰窯篩下料60?80%、外加劑0.5?2% ; 2)將稱取的各原料混合均勻，使所得混合料中顆粒粒徑d的級(jí)配關(guān)系控制在:d<0.2mm 15?25%、0.2彡d<0.8mm 25?45%、0.8彡d<2mm 30?60%，其中各粒度區(qū)間以各篩余氧化鈣所占質(zhì)量百分比計(jì);即得所述半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑。
[0019]本發(fā)明的有益效果為:
[0020]I)本發(fā)明開發(fā)的鈣基脫硫劑，可充分回收利用石灰窯除塵粉、石灰窯篩下料等工業(yè)廢棄物，涉及的生產(chǎn)原料價(jià)廉易得，生產(chǎn)成本僅為一般半干法鈣基脫硫劑成本的50% ;可有效解決半干法脫硫工藝脫硫劑成本高和石灰窯生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料資源化問(wèn)題，減少CO2的排放，具有較高的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。
[0021]2)本發(fā)明所述鈣基脫硫劑具有較高的消化活性和脫硫效率，高于現(xiàn)有半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑活性20%以上，其半干法脫硫系統(tǒng)的效率可達(dá)99%以上;且穩(wěn)定性高，10天活性度衰減量小于5 %。
[0022]3)將本發(fā)明開發(fā)的鈣基脫硫劑用于SDA半干法脫硫工藝時(shí)，副產(chǎn)物脫硫灰回用制漿時(shí)不會(huì)產(chǎn)生泡沫，不會(huì)影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，適合推廣應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0024]以下實(shí)施例中，如無(wú)具體說(shuō)明采用的試劑均為市售化學(xué)試劑或工業(yè)產(chǎn)品。
[0025]以下實(shí)施例中，生石灰粉的氧化鈣含量為80?95wt%、粒徑小于0.8mm;石灰窯除塵粉中氧化鈣的含量為50?59wt%，粒徑小于0.2mm;石灰窯篩下料中氧化鈣的含量為75?95wt%，用破碎機(jī)破碎至粒度小于2mm，上述各原料中，C、MgO含量均小于0.5%。
[0026]以下實(shí)施例中，將制備的半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑在50m3/h的SDA中式脫硫系統(tǒng)中對(duì)燒結(jié)煙氣進(jìn)行模擬脫硫處理，模擬燒結(jié)煙氣中:O2含量為13?19vol %，CO2含量為3?7vol%，H20含量為8?12vol%，S02含量為600?1200ppm，脫硫劑消化反應(yīng)條件為:漿液濃度15?25wt %，消化器轉(zhuǎn)速為250r/min，脫硫?qū)嶋H條件為:反應(yīng)溫度為100?140°C，Ca/S= 1.4?I.6。
[0027]實(shí)施例1
[0028]—種半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑，其制備方法包括如下步驟:
[0029]I)原料稱取:各原料所占質(zhì)量百分比為:生石灰粉9.5%、石灰窯除塵粉15%和石灰窯篩下料75%，外加劑(氯化鈣)0.5% ;
[0030]2)將稱取的原料混合均勻，使所得混合料中顆粒粒徑d的級(jí)配關(guān)系控制在:d<
0.1mml5?25%、0.2彡d<0.3mm 25?45%、0.8彡d<lmm 30?60%，其中各粒度區(qū)間以各篩余氧化鈣所占質(zhì)量百分比計(jì)；即得所述半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑(其中鈣基脫硫劑中氧化鈣的含量為85.2%)o
[0031]將所得鈣基脫硫劑與水進(jìn)行消化反應(yīng)，控制所得漿液濃度為18wt%，消化反應(yīng)用水初始水溫度為20°C，反應(yīng)時(shí)間為1min;然后將所得漿液送入SDA半干法脫硫系統(tǒng)，進(jìn)行模擬脫硫處理，待反應(yīng)的煙氣中的O2含量為14vol%，C02含量為5vol%，H20含量為8vol%，S02含量為600ppm，在反應(yīng)溫度為100 °C及Ca/S = 1.5條件下進(jìn)行脫硫處理，脫硫效率達(dá)94.2 %。
[0032]本實(shí)施例制備的半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑穩(wěn)定性高，10天活性度衰減量小于
[0033]實(shí)施例2
[0034]—種半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑，其制備方法包括如下步驟:
[0035]I)原料稱取:各原料所占質(zhì)量百分比為:生石灰粉14%、石灰窯除塵粉10%和石灰窯篩下料75%，外加劑(氯化鈣)1% ;
[0036]2)將稱取的原料混合均勻，使所得混合料中顆粒粒徑d的級(jí)配關(guān)系控制在:0.Kd<0.2mml5?25%、0.3彡d<0.4mm 25?45%、0.8彡d<lmm 30?60%，其中各粒度區(qū)間以各篩余氧化鈣所占質(zhì)量百分比計(jì)；即得所述半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑。(其中鈣基脫硫劑中氧化鈣的含量為83.4%)o
[0037]將所得鈣基脫硫劑與水進(jìn)行消化反應(yīng)，控制所得漿液濃度為20wt%，消化反應(yīng)用水初始水溫度為20°C，反應(yīng)時(shí)間為1min;然后將所得漿液送入SDA半干法脫硫系統(tǒng)，進(jìn)行模擬脫硫處理，待反應(yīng)的煙氣中的O2含量為15vol%，C02含量為6vol%，H20含量為9vol%，S02含量為700ppm，在反應(yīng)溫度為100 °C及Ca/S = 1.5條件下進(jìn)行脫硫處理，脫硫效率達(dá)95.8 %。
[0038]本實(shí)施例制備的半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑穩(wěn)定性高，10天活性度衰減量小于
[0039]實(shí)施例3
[0040]—種半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑，其制備方法包括如下步驟:
[0041]I)原料稱取:各原料所占質(zhì)量百分比為:生石灰粉20%、石灰窯除塵粉18%和石灰窯篩下料60%，外加劑(氟化鈣)2% ;
[0042]2)將稱取的原料混合均勻，使所得混合料中顆粒粒徑d的級(jí)配關(guān)系控制在:0<d<
0.1mml5?25%、0.5彡d<0.8mm 25?45%、I彡d<2mm 30?60%，其中各粒度區(qū)間以各篩余氧化鈣所占質(zhì)量百分比計(jì)；即得所述半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑。(其中鈣基脫硫劑中氧化鈣的含量為89.3%)。
[0043]將所得鈣基脫硫劑與水進(jìn)行消化反應(yīng)，控制所得漿液濃度為22wt%，消化反應(yīng)用水初始水溫度為20°C，反應(yīng)時(shí)間為1min;然后將所得漿液送入SDA半干法脫硫系統(tǒng)，進(jìn)行模擬脫硫處理，待反應(yīng)的煙氣中的O2含量為16vol %，C02含量為6vol %，H20含量為1vol %，SO2含量為800ppm，在反應(yīng)溫度為120°C及Ca/S = 1.5條件下進(jìn)行脫硫處理，脫硫效率達(dá)98.3%。
[0044]本實(shí)施例制備的半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑穩(wěn)定性高，10天活性度衰減量小于
[0045]實(shí)施例4
[0046]—種半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑，其制備方法包括如下步驟:
[0047]I)原料稱取:各原料所占質(zhì)量百分比為:生石灰粉18.5%、石灰窯除塵粉15%和石灰窯篩下料65%，外加劑(氯化鈣)1.5% ;
[0048]2)將稱取的原料混合均勻，使所得混合料中顆粒粒徑d的級(jí)配關(guān)系控制在:d<
0.2mml5?25%、0.4彡d<0.6mm 25?45%、0.8彡d<l.2mm 30?60%，其中各粒度區(qū)間以各篩余氧化鈣所占質(zhì)量百分比計(jì)；即得所述半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑。(其中鈣基脫硫劑中氧化鈣的含量為83.7%)o
[0049]將所得鈣基脫硫劑與水進(jìn)行消化反應(yīng)，控制所得漿液濃度為20wt%，消化反應(yīng)用水初始水溫度為20°C，反應(yīng)時(shí)間為1min;然后將所得漿液送入SDA半干法脫硫系統(tǒng)，進(jìn)行模擬脫硫處理，待反應(yīng)的煙氣中的O2含量為17vol %，C02含量為7vol %，H20含量為1vol %，SO2含量為100ppm，在反應(yīng)溫度為130 °C及Ca/S= 1.5條件下進(jìn)行脫硫處理，脫硫效率達(dá)99.1%。
[0050]本實(shí)施例制備的半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑穩(wěn)定性高，10天活性度衰減量小于
[0051]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑，各組分所占質(zhì)量百分比為:生石灰粉8?20%、石灰窯除塵粉10?20%、石灰窯篩下料60?80%、外加劑0.5?2%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑，其特征在于，所述半干法脫硫工藝I丐基脫硫劑中顆粒粒徑d的級(jí)配關(guān)系控制在:d<0.2mm 15?25%、0.2<d<0.8mm 25?45%,0.8^d<2mm 30?60%，其中各粒度區(qū)間以各篩余中氧化鈣所占質(zhì)量百分比計(jì)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑，其特征在于，所述半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑中氧化鈣的含量為80?90%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑，其特征在于，所述外加劑為氯化鈣、氟化鈣或溴化鈣中的一種或幾種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑，其特征在于，所述生石灰粉中氧化I丐的含量為80?95wt%，粒徑小于0.8mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑，其特征在于，所述石灰窯除塵粉中氧化1丐的含量為50?59wt%，粒徑小于0.2mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑，其特征在于，所述石灰窯篩下料中氧化鈣的含量為75?95wt%，用破碎機(jī)破碎至粒徑小于2mm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑，其特征在于，所述生石灰粉、石灰窯除塵粉、石灰窯篩下料中C和MgO的含量均小于0.5wt%。9.權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述半干法脫硫工藝鈣基脫硫劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:I)原料稱取:各原料所占質(zhì)量百分比為:生石灰粉8?20%、石灰窯除塵粉10?.20 %、石灰窯篩下料60?80 %、外加劑0.5?2 % ; 2)將稱取的各原料混合均勻，使所得混合料中顆粒粒徑d的級(jí)配關(guān)系控制在:d<0.2_ 15?25%、0.2彡d<0.8mm 25?45%、0.8彡d<2mm 30?60%，其中各粒度區(qū)間以各篩余中氧化鈣所占質(zhì)量百分比計(jì)；即得所述半干法脫硫工藝媽基脫硫劑。
【文檔編號(hào)】B01D53/81GK105921002SQ201610375470
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】盧麗君, 薛改鳳, 李麗坤, 莫亞平, 康凌晨, 張壘, 王麗娜, 付金安
【申請(qǐng)人】武漢鋼鐵股份有限公司