专利名称：钢渣-钠碱双碱法湿式烟气脱硫技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及火电厂、工业锅炉及其他含二氧化硫的烟道气的二氧化硫脱出(Flue GasDesulfurizaiton, FGD)，也涉及一种固体废物资源化方法。
背景技术：
近年来我国SO2的年排放量都在2000万吨上下，排世界第一位。的排放已使我国近三分之一国土面积出现酸雨，成为世界三大酸雨区之一，给我国造成的损失每年在百亿元以上。重点来自燃煤锅炉，冶炼，烧结等行业。目前，烟气脱硫(flue gas desulfurization，缩写为FGD)是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫技术。火电厂排放的烟气具有两个特点一是烟气中SO2浓度很低，一般为在300-5000ppmv(1000-15000mg/Nm3)之间；二是烟气量巨大。比如，300MW机组产生的烟气量为120X 104Nm3/h。世界各国致力于烟气脱硫研究的方法约200多种，但工业化应用的只有10多种，包括以Ca0/CaC03为基础的钙法；以MgO为基础的镁法；以Na2CO3为基础的钠法；以NH3为基础的氨法；以有机碱为基础的有机碱法。以上方法各有优缺点，但都要消耗资源，比如石灰石，MgO, Na2CO3等。钢渣是炼钢生产的副产品，钢渣的主要成分有Ca0、Si02、Fi5203、Al203、Mg0等，而且钢渣来源广，量大。钢渣产生率约为粗钢量的15-20%，我国的钢产量已突破4亿吨，全年产生钢渣近8000万吨。长期以来钢渣作为废物抛弃，既占用大量土地又污染地下水。由于钢渣中含有很多碱性物质，可以与S02发生反应，因此，钢渣作为脱硫剂进行烟气脱硫是一种以废治废、又能达到较高的脱硫效率的可行途径。目前关于钢渣湿法烟气脱硫，比如《环境工程》期刊上有“钢渣湿法脱硫研究”(1996，14(6))，“废钢渣粉渣湿法脱硫工艺实验研究” (2009,27(3))等，专利 200810153376. 0均有报道。但都是直接利用钢渣与水配成吸收液，喷淋吸收烟气中SO2,由于钢渣中碱性物质总体来说含量比较低，而且在水溶液中从钢渣中溶解出来速率很慢，因此直接吸收效率很低，只有30-70%，因此对于很多燃煤锅炉或冶炼烧结厂来说不能够达标排放。
发明内容
本发明提供一种钢S—钠碱双碱法烟气脱硫工艺，可以解决钢渣中碱性物质溶解慢，影响脱硫率的问题，达到高脱硫率，并且实现以废治废。发明思路在调节池中加入钠碱(纯碱、烧碱或废碱作为吸收剂)，调节浆液pH值为8-10，通过浆液循环泵打入脱硫塔，与烟气发生逆流吸收反应，反应原理为
so2(g) SO2(I)SO2(/) + H2O^ HSO3' + H+
HSO; O H+ +SO32'2Na0H+S02 ^ Na2S03+H20Na2S03+S02+H20 — 2NaHS03脱硫反应后浆液的主要成分为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，脱硫塔底部的浆液流入再生池，与钢渣溶解池排入的溶解液发生再生反应，实现脱硫吸收液的再生。钢渣中的再生剂主要是钙和镁类的碱性物质，其中因亚硫酸镁和硫酸镁的溶解度较大，所以钢渣中主要是钙类碱性物质去实现再生脱硫吸收液。反应原理如下
Ca2+ +20H' ^ Ca(OH)22NaHS03+Ca (OH) 2 — Na2S03+CaS03 · 1/2H20 I +3/2H20Na2S03+CaS03 · 1/2H20 — Na0H+CaS03 · 1/2H20 I脱硫浆液经过再生后，流入沉淀池，其中半水亚硫酸钙在沉降池沉积，上清液返回调节池。沉积的半水亚硫酸钙堆积到一定程度后，送入真空脱水机进行脱水，集中处理，也可经氧化后制成石膏或作为无害物抛弃填埋。再生后所得到的NaOH和Na2SO3都对烟气中的有害物质有较好的吸收作用，可送回调节池循环使用。随着脱硫系统的长时间运行，再生池过后的浆液中可能含有亚硫酸氢钠，降低脱硫浆液的PH值，这时需要添加钠碱，调整调节池中浆液的PH。
附图为钢渣双碱法湿式烟气脱硫技术工艺流程图1-钢渣储存仓；2-钢渣溶解池；3-再生池；4-沉淀池；5-调节池；6_脱水间；7_脱硫区；8-除雾区；9-添加钠碱；10-脱硫浆液循环泵；11-烟气入口 ； 12-净烟气出口 ； 13-脱硫塔；14-烟囱
具体实施例方式实施例1参见附图，从炼钢厂运输来的钢渣从钢渣储存仓1直接倒入钢渣溶解池2中，同时放入自来水充满溶解池2，并用搅拌器连续搅动以促进钢渣的溶解，钢渣中的可溶解成分随溶解液由管网以重力自流的方式进入再生池。钠碱9加入调节池5，调整调节池5中浆液的 PH值到8-9。调节好pH值的浆液由循环泵10打入脱硫塔13，在脱硫区7中与从烟气入口 11进入的烟气发生吸收脱硫反应，净化后的烟气经过除雾器8从脱硫塔13顶部12排入烟囱14，吸收了 SO2的吸收浆液在脱硫塔13底部通过重力自流进入再生池3，与钢渣溶解池2 中流出的碱性物质发生反应，脱硫吸收液得到再生。再生池3中的反应混合液流入沉淀池 4，其中上清液流入调节池5，经过调整pH值后由浆液循环泵打入脱硫塔13，循环脱硫，沉渣经泵输送到脱水间6，脱水后集中处理。某燃煤锅炉烟气量7000Nm3/h，SO2 = 2580mg/Nm3 ；温度140°C，烟气脱硫过程采用本发明公开的技术，流程图如附图所示，并按上述具体实施方式
进行，
脱硫塔直径4. Om,总高12m，脱硫浆液pH为8-10，液气比为8. OL/m3,钢渣/水比为250kg/m3，脱硫效率为90%。实施例2按照实施例1所述的工艺过程进行170t/h锅炉配套烟气脱硫，锅炉出口 SO2浓度为1800mg/Nm3，温度为152°C，液气比为5. OL/m3，其余条件同实例1，脱硫率为94. 2%。实施例3按照实施例1所述的工艺过程对实施例2使用的煤质进行调整，加入部分硫磺，提高锅炉烟气出口的浓度为9000mg/Nm3，钢渣/水比为350kg/m3，液气比为10. OL/m3，其余条件同实施例2，脱硫率为92. 8%。实施例4按照实施例1所述的工艺过程，在实施例2锅炉烟气出口处通过鼓风机鼓入空气， 降低脱硫塔入口处的浓度为960mg/Nm3，其余条件同实施例2，脱硫率为96. 2%。
权利要求
1.一种采用钢渣-钠碱双碱法湿式烟气脱硫技术。其特征在于该方法主要包括以下步骤(1)在调节池中添加钠碱，调节浆液PH值，由循环泵打入脱硫塔，与烟气发生吸收反应；(2)脱硫塔底部的浆液自流进入再生池，与钢渣溶解液发生再生反应，恢复浆液的脱硫性能；(3)钢渣从钢渣储存仓直接放入钢渣溶解池，在水溶剂作用下溶解；(4)再生池中的混合液进入沉淀池，实现固液分离，其中上清液流入调节池，沉渣送入脱水间；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于从炼钢厂运送来的钢渣不经过破碎，球磨等工艺，而是直接倒入钢渣溶解池中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于钢渣再生剂包括平炉钢渣、转炉钢渣以及电炉钢渣。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于再生池中脱硫浆液的再生剂是钢渣溶解池排入的钢渣溶解液。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于脱硫吸收液从脱硫塔底部流入再生池，然后流入沉淀池，最后进入调节池的整个过程无能耗。
全文摘要
本发明公开了一种以钢渣作为再生剂，利用纯碱、烧碱或废碱作为吸收剂进行的新型湿法烟气脱硫技术，主要应用于火电厂、工业燃煤锅炉及其他含二氧化硫的烟道气的二氧化硫脱出。本发明的特点在于来自炼钢厂的钢渣不需要破碎直接作为脱硫再生剂使用，即没有能耗；整个工艺运行时不存在结垢和堵塞问题，脱硫效率高，能够达到石灰石/石膏法处理烟气的效果；整个工艺运行时采用封闭式循环使用脱硫用水，大大减少新鲜用水量，同时实现脱硫废水“零排放”。本发明采用的工艺投资、运行、管理费用少，一次性投资费用小于石灰石/石膏法，运行管理年总费用低。同时再生剂钢渣价廉易得，脱硫设备灵活布设，占地面积小。因此本发明具有优良的性价比和广泛的市场前景。
文档编号B01D53/78GK102225306SQ20111009870
公开日2011年10月26日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者刘盛余, 能子礼超, 邱伟 申请人:成都信息工程学院