专利名称：基于添加抑制剂的铁矿石烧结过程脱硫方法
技术领域：
本发明涉及一种生铁的加工处理中的脱硫技术，更具体的说，它涉及一种铁矿石 烧结过程的脱硫方法。
背景技术：
钢铁企业排入大气中二氧化硫的90% (不包括自备电厂)来自烧结厂，因此，减少 烧结厂的二氧化硫排放是钢铁企业环境治理的重中之重，加快实施烧结烟气脱硫是钢铁工 业环境治理急需解决的重要问题。目前，烧结厂二氧化硫排放的控制方法可分为三类过程 前控制，过程中控制和过程后控制。(1)过程前控制。通过适当配入含硫低的原料来控制烧结烟气中二氧化硫的排放 量，这种方法简单有效。但是低硫原料的使用会受到企业自身采购实力、地理位置和成本等 诸多因素限制，就目前原料短缺的现状来看，难以全面推广应用。(2)过程中控制。在烧结原料中配加抑制剂，与烧结过程中产生的二氧化硫反应， 通过阻止或吸收二氧化硫，减少二氧化硫从烟气中排出的可能性，并阻止其它含硫物质的 分解，达到固硫、减少二氧化硫排放的目的。(3)过程后控制。烟气脱硫是目前世界上已经大规模应用的脱硫方式，是控制二 氧化硫排放的有效手段。烧结烟气脱硫方法属于末端治理，是大烟气量、低含硫量的吸收脱 硫，使得工艺的投资费用高，设备庞大，运行成本高，而且所产生的硫酸盐往往会造成处理 上的困难。近年研究表明，通过向烧结混合料中添加少量某种化学物质，使二氧化硫与添加 剂分解生成的氨气反应生成固态硫酸铵盐，能大幅度减少废气中的二氧化硫浓度。中国专 利公开号CN1285415，
公开日2001年2月观日，发明创造的名称为用于烧结过程中的在线 脱硫方法，该申请案公开了一种在烧结原料中添加含氨化合物，使其可在烧结过程中分离 出氨气并于烧结过程中所释放出的硫氧化物进行反应产生硫酸铵盐，然后以静电集尘器捕 集硫酸铵盐，再以集尘灰水洗系统将硫的成分从烧结的过程中分离出来的方法。其不足之处是(1)此方法在全部的烧结原料中都混合添加含氨化合物，而含氨 化合物的重量相对烧结原料的重量来说是微量的，在烧结混合料中配入低比例添加剂时， 生产工艺实际操作难度大，可能存在配比波动等问题，导致混合不均勻，脱硫效率下降；(2) 氨气与硫氧化物反应产生硫酸铵盐主要发生在料层中下部，所以硫酸铵盐主要从烧结机中 后部分的风箱随烟气排出，而此方法将所有的集尘灰都经过集尘灰水洗系统处理，导致水 洗系统的处理量大，而且除尘灰含硫浓度低，水洗系统效率变低，处理难度大。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种投资费用少、运行成本低而且脱 硫效率高的铁矿石烧结过程脱硫方法。本发明通过下述技术方案予以实现。
本发明的基于添加抑制剂的铁矿石烧结过程脱硫方法，在烧结料层底部的铺底料 层中添加含氨化合物，烧结过程中，含氨化合物分解出的氨气与硫氧化物反应生成的硫酸 铵盐吸附于粉尘被烟气带走，将烧结机后半部分风箱的烟气用旋风除尘器捕集含硫酸铵盐 的粉尘，并将此除尘灰经水洗、过滤和干燥得干尘灰，同时将过滤后的滤液经浓缩、结晶和 干燥得硫酸铵。如上所述在烧结料层底部的铺底料层中添加含氨化合物的水溶液。所述的含氨化 合物为尿素。所述的含氨化合物与烧结料层的质量百分比为0. 05% -0. 15%。烧结过程中，通过在烧结料层底部的铺底料层中加入含氨化合物水溶液作为抑制 剂，在料层中建立全烧结过程的二氧化硫排放屏障，在烧结机前半部分，二氧化硫被湿料层 与抑制剂吸收，料床的大截面积和低风速为二氧化硫的吸收创造了良好的动力学条件，因 此在烧结机前半部分风箱中的烟气含硫量极低。在烧结机后半段，料层进入干燥预热带后， 料层中的二氧化硫集中释放，抑制剂分解产生的氨气正好与其反应。二氧化硫和氨气反应 生成硫酸铵的反应，其吉布斯自由能随温度升高而增大，在标准状态下，当温度超过800K 即527°C时，反应将不能向生成硫酸铵的方向进行，这说明，在烧结过程中，二氧化硫和氨气 反应生成硫酸铵的反应将主要发生在料层中下部，因此含氨化合物的抑制剂只需加在料层 的铺底料层。在烧结终点到来之前的一段时间，负压较高，废气流速慢，二氧化硫和氨气反 应生成硫酸铵的反应充分进行。在烧结高温到来之前，料层透气性逐步得到改善，气流逐渐 增强，形成的硫酸铵粘附在粉尘表面，被上部烟气流吹入立管，与烧结料层有效分离，经过 硫酸铵冷却烟道，延长硫酸铵冷却、分离时间，强化粉尘的粘附能力，从而阻止了硫酸铵的 分解，降低了重新形成二氧化硫的可能性，将烧结机后半部分风箱中的烟气经旋风除尘器 单独捕集粉尘，便可进行资源化处理。本发明的有益效果是(1)本发明充分考虑烧结过程中二氧化硫排放规律，重点 放在靠烧结机机尾的后半部分选择性脱硫，此段二氧化硫集中排放浓度高，克服了传统方 法中处理量大的问题，因此本发明脱硫效率高；( 本发明工艺流程简单，新增设备少，与 传统烟气脱硫方法相比，投资费用大幅度减少；C3)本发明运行成本低廉，运行成本主要是 廉价含氨化合物的采购；(4)副产品是硫酸铵，可作为化肥或化工原料使用，无二次污染。
附图为本发明的生产工艺流程图。图中1抑制剂水溶液配比罐、2抑制剂水溶液喷洒器、3烧结机、4硫酸铵冷却烟 道、5硫酸铵干燥机、6硫酸铵浓缩-结晶器、7旋风除尘器、8水洗系统、9干尘灰干燥机；A 烧结烟气总管、B干尘灰排出口管道、C硫酸铵排出口管道
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。实施例中的含氨化合物采用尿素，尿素与烧结料层的质量百分比取为0.10%，即 1吨的烧结混合料配用1千克尿素。烧结生产过程中，将尿素在抑制剂水溶液配比罐1中 配制成尿素溶液，经抑制剂水溶液喷洒器2均勻的喷洒在烧结机3的料层底部的铺底料层 上，烧结过程中，尿素分解出的氨气与硫氧化物反应生成硫酸铵盐，在烧结高温到来之前的一段时间，硫酸铵盐吸附于粉尘被烟气带走，将烧结机3后半部分风箱的烟气引入硫酸铵 冷却烟道4，以延长硫酸铵冷却、分离时间，强化粉尘的粘附能力，然后经旋风除尘器7捕集 含硫酸铵的粉尘，旋风除尘器7的出口烟气和烧结机3的前半部分风箱的烟气一起进入烧 结烟气总管A。将旋风除尘器7的除尘灰经水洗系统8处理，过滤后经干尘灰干燥机9干燥 得干尘灰，干尘灰可用作烧结和球团矿的原料，同时将过滤后的滤液经硫酸铵浓缩-结晶 器6，再经硫酸铵干燥机5干燥即得硫酸铵，可作为化肥或化工原料。
本实施例的烧结实验中，烟气中二氧化硫排放浓度为42. 83mg/m3，不采用本发明 的方法时，烟气中二氧化硫排放浓度为426. 25mg/m3，脱硫率达89. 95%，脱硫效果显著。
权利要求
1.一种基于添加抑制剂的铁矿石烧结过程脱硫方法，其特征是，在烧结料层底部的铺 底料层中添加含氨化合物，烧结过程中，含氨化合物分解出的氨气与硫氧化物反应生成的 硫酸铵盐吸附于粉尘被烟气带走，将烧结机后半部分风箱的烟气用旋风除尘器捕集含硫酸 铵盐的粉尘，并将此除尘灰经水洗、过滤和干燥得干尘灰，同时将过滤后的滤液经浓缩、结 晶和干燥得硫酸铵。
2.根据权利要求1所述的基于添加抑制剂的铁矿石烧结过程脱硫方法，其特征是，在 烧结料层底部的铺底料层中添加含氨化合物的水溶液。
3.根据权利要求1所述的基于添加抑制剂的铁矿石烧结过程脱硫方法，其特征是，所 述的含氨化合物为尿素。
4.根据权利要求1所述的基于添加抑制剂的铁矿石烧结过程脱硫方法，其特征是，所 述的含氨化合物与烧结料层的质量百分比为0. 05% -0. 15%。
全文摘要
本发明公开了一种基于添加抑制剂的铁矿石烧结过程脱硫方法，旨在提供一种投资费用少、运行成本低而且脱硫效率高的铁矿石烧结过程脱硫方法。本发明在烧结料层底部的铺底料层中添加含氨化合物，烧结过程中，含氨化合物分解出的氨气与硫氧化物反应生成的硫酸铵盐吸附于粉尘被烟气带走，将烧结机后半部分风箱的烟气用旋风除尘器捕集含硫酸铵盐的粉尘，并将此除尘灰经水洗、过滤和干燥得干尘灰，同时将过滤后的滤液经浓缩、结晶和干燥得硫酸铵。
文档编号B01D53/50GK102068887SQ20111002240
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者刘自民, 李家新, 王平, 胡锋锋, 金俊, 龙红明 申请人:龙红明