专利名称：一种烧结烟气脱硫剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及脱硫剂，具体地说是一种烧结烟气脱硫剂及其制备方法。
背景技术：
在我国已投运或在建的脱硫装置中，按照脱硫副产物分类，采用的脱硫工艺主要分为三类
(I)副产脱硫渣的“钙基法”脱硫工艺。目前应用最多，国内约有32家企业。具体工艺有循环流化床(LJS)、密相干塔、旋转喷雾(SDA)、MEROS, NID、GSCA, ENS等10余种，以生石灰为脱硫剂，需要消耗大量的石灰石资源。副产物为氯化钙、氟化钙、亚硫酸钙、石膏等的混合物，目前难以资源化再利用，造成堆放二次污染。煅烧石灰石制取脱硫剂(生石灰)过程中排放大量CO2,不符合国家低碳经济的发展要求。 (2)副产硫酸铵的“氨-硫酸铵法”脱硫工艺，以氨水为脱硫剂。国内约有9家企业。“氨-硫酸铵法”脱硫工艺消耗大量NH3, NH3逃逸严重，外排烟气“冒雨”。副产的硫酸铵中可能含有重金属、二噁英等，不能用于农业化肥而进入食物链(二次污染)。况且，我国氮肥已严重过剩，农业过量施用氮肥已经造成了严重的面源污染。(3)副产硫酸(H2SO4 )的脱硫工艺，回收SO2气体副产硫酸。钙基法脱硫工艺运行中，脱硫剂的成本占了烟气脱硫运行成本的很大比例。脱硫剂成本高昂，脱硫副产物利用价值低已经成为制约我国脱硫技术发展的瓶颈，因此，开发低成本、高效率、来源广的脱硫剂已成为脱硫行业广泛研究的重点。钢铁企业中，烧结、炼铁、炼钢等过程均需消耗大量生石灰，生石灰生产过程中会产生大量石灰窑除尘灰，其CaO含量高达60%-70%。转炉炼钢时产生的钢渣经湿式粉磨磁选后产生的钢渣尾泥成为固体废弃物，在渣场堆积，这两种固体废弃物均无有效利用方法。
发明内容
本发明的目的是是针对现有脱硫剂存在的不足，提供一种烧结烟气脱硫剂及其制备方法，该制备方法制造的新型脱硫剂可完全替代生石灰作为“钙基法”脱硫工艺的原料，降低烧结烟气脱硫系统的运行费用，减少CO2的产生，减少了钢渣堆积及除尘灰堆积，达到“以废治废”的目的，有着较高的经济、环境和社会效益。本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现一种烧结烟气脱硫剂，其原料有钢渣尾泥和石灰窑除尘灰，按重量百分比计，钢渣尾泥中CaO含量为40%-60%，Al2O3的含量为0-15% ;石灰窑除尘灰中的CaO含量为60%-80%，钢渣尾泥与石灰窑除尘灰混合物中CaO的含量为60%-70%。一种烧结烟气脱硫剂的制备方法，包括以下步骤
①将转炉钢渣置入磁选机，使钢渣中的铁含量降至2%以下；
②将磁选后的钢渣置入球磨机粉碎，得到粒度小于50y m的钢渣尾泥；
③使用成分分析仪检测钢渣尾泥和石灰窑除尘灰中各成分的重量百分比，确保步骤②得到的钢渣尾泥中CaO的含量为40%以上，Al2O3的含量为0-15% ;石灰窑除尘灰中的CaO含量为60%以上；
④将成分的重量百分比满足步骤③要求的钢渣尾泥与石灰窑除尘灰按比例送入混合罐中混合，使混合物中CaO的含量为60%-70%，混合物经搅拌机搅拌均匀后即得到脱硫剂。步骤④中钢渣尾泥和石灰窑除尘灰的比例为按重量百分比计，钢渣尾泥5%-30%、石灰窑除尘灰70%_95% ;搅拌机的搅拌筒由导磁材料制成，搅拌筒外周壁安装电磁线圈，电磁线圈与电源连接，搅拌筒内周壁设置耐磨层；耐磨层由陶瓷材料制成。本发明的优点在于本发明充分利用冶金行业的石灰窑除尘灰、钢渣尾泥等固体废弃物，解决了固体废弃物堆积所产生的占用土地、污染水源、污染环境等问题，本发明脱硫剂可完全替代生石灰作为“钙基法”脱硫工艺的原料，减少生石灰的使用量，降低CO2排放，降低运行成本，钢渣中的铁元素回收率高等。
图I为本发明的结构示意图。
具体实施例方式本发明所述的一种烧结烟气脱硫剂其原料有钢渣尾泥和石灰窑除尘灰，按重量百分比计，钢渣尾泥中CaO含量为40%-60%，Al2O3的含量为0-15% ;石灰窑除尘灰中的CaO含量为60%-80%，钢渣尾泥与石灰窑除尘灰混合物中CaO的含量为60%-70%。CaO的含量为60%-70%时，本发明所述的脱硫剂适用于烧结烟气二氧化硫含量小于2500 mg/Nm3的任何情况。钢渣尾泥与石灰窑除尘灰不是固定比例搭配，其配比主要取决于烧结烟气中的二氧化硫含量和各自成分中CaO含量的高低。本发明充分利用冶金行业的石灰窑除尘灰、钢渣尾泥等固体废弃物，解决了固体废弃物堆积所产生的占用土地、污染水源、污染环境等问题。新型脱硫剂可完全替代生石灰作为“钙基法”脱硫工艺的原料，减少生石灰的使用量，降低CO2排放，据测算，每脱除I吨SO2可降低CO2排放约0. 7吨；降低运行成本，由于本发明脱硫剂利用的是固体废弃物，吨矿运行成本约降低I元。本发明所述的一种烧结烟气脱硫剂的制备方法，包括以下步骤
①将转炉钢渣置入磁选机，使钢渣中的铁含量降至2%以下；
②将磁选后的钢渣置入球磨机粉碎，得到粒度小于50y m的钢渣尾泥；
③使用成分分析仪检测钢渣尾泥和石灰窑除尘灰中各成分的重量百分比，确保步骤②得到的钢渣尾泥中CaO的含量为40%以上，Al2O3的含量为0-15% ;石灰窑除尘灰中的CaO含量为60%以上；
④将成分的重量百分比满足步骤③要求的钢渣尾泥与石灰窑除尘灰按比例送入混合罐中混合，使混合物中CaO的含量为60%-70%，混合物经搅拌机搅拌均匀后即得到脱硫剂。钢渣粉碎后的粒度过大会影响脱硫反应的速率，经实验知钢渣尾泥的粒度小于50 y m时，对脱硫反应的速率造成的影响最小，如果钢渣尾泥的粒度大于50 u m,会造成脱硫反应速率大幅降低，反应副产物含量上升，无法满足实际生产要求。钢渣尾泥中Al2O3为杂质，其重量百分比越高，脱硫反应消耗的脱硫剂就越多，会导致运行成本的上升，因此为了控制运行成本，需确保Al2O3含量处于15%以下的范围内。CaO的含量为60%-70%时，本发明所述的脱硫剂适用于烧结烟气二氧化硫含量小于2500 mg/Nm3的任何情况。钢渣尾泥与石灰窑除尘灰不是固定比例搭配，其配比主要取决于烧结烟气中的二氧化硫含量和各自成分中CaO含量的高低。本发明在用于烧结烟气二氧化硫含量小于2500 mg/Nm3的脱硫反应时，步骤④中通常采用的钢渣尾泥和石灰窑除尘灰的比例为按重量百分比计，钢渣尾泥5%-30%、石灰窑除尘灰70%-95%。钢渣尾泥和石灰窑除尘灰的比例在该范围内时，能够在钢渣尾泥和石灰窑除尘灰中CaO的含量为常见值时，方便的配比出适合各种烧结烟气二氧化硫含量的脱硫齐U。其实施例如下
I、烟气中SO2含量为1500 2500 mg/Nm3时，脱硫剂中的成分按重量百分比计钢渣尾泥5%、石灰窑除尘灰95%，脱硫剂中CaO含量70%。2、烟气中SO2含量为1000 1500 mg/Nm3时，脱硫剂中的成分按重量百分比计钢渣尾泥10%、石灰窑除尘灰90%，脱硫剂中CaO含量66%。
3、烟气中SO2含量为500 1000 mg/Nm3时，脱硫剂中的成分按重量百分比计钢渣尾泥15%、石灰窑除尘灰85%，脱硫剂中CaO含量64%。4、烟气中502含量小于500 mg/Nm3时，脱硫剂中的成分按重量百分比计钢渣尾泥30%、石灰窑除尘灰70%，脱硫剂中CaO含量60%。本发明为了更加彻底的选出钢渣中的铁元素，可在对钢渣尾泥与石灰窑除尘灰的混合物进行搅拌的同时再对混合物进行磁选，在对转炉钢渣进行磁选时，会有含铁物质凝结在较大粒径的钢渣中，无法彻底选出，这部分含铁物质会与钢渣一同被粉碎，进入钢渣尾泥，因此在对钢渣尾泥与石灰窑除尘灰的混合物进行搅拌的同时再对混合物进行磁选可有效选出钢渣中残存的铁元素。为实现这一目的，可采用以下结构搅拌机的搅拌筒I由导磁材料制成，搅拌筒I外周壁安装电磁线圈2，电磁线圈2与电源3连接，搅拌筒I内周壁设置耐磨层4。在对钢渣尾泥与石灰窑除尘灰的混合物进行搅拌时，通过电源3向电磁线圈2通电，使电磁线圈2产生磁场，随着搅拌机的搅拌，混合物不断在搅拌筒I内翻滚，混合物中含铁的细小颗粒在翻滚至搅拌筒I筒壁附近后，会吸附在搅拌筒I内壁上，待混合物排出后再切断电源3，对搅拌筒I内剩余的含铁颗粒进行清理回收。经多次实验表明，采用上述结构对混合物进行搅拌磁选10分钟后，搅拌筒I排出的混合物中已经检测不出含有铁元素，钢渣中的铁元素回收率接近100%。由于混合物中含铁颗粒的粒度较小，需要较大的磁力才能够将其牢固的吸附在搅拌筒I的内壁上，因此为了降低磁力损耗，搅拌筒I需由铁合金等铁磁性较好的导磁材料制成。为了防止搅拌筒I自身磨损产生碎屑进入混合物，可在搅拌筒I内周壁设置耐磨层4，耐磨层4优选采用陶瓷材料制成，陶瓷材料的成分以二氧化硅和硅酸钙为主，即使有碎屑进入混合物，也不会对脱硫反应造成影响，当然耐磨层4也可采用聚氯乙烯等高分子材料，但聚氯乙烯高分子材料在磨损后可能会产生絮状脱落物，絮状脱落物进入混合物后会对脱硫反应造成影响。
权利要求
1.一种烧结烟气脱硫剂，其特征在于其原料有钢渣尾泥和石灰窑除尘灰，按重量百分比计，钢渣尾泥中CaO含量为40%-60%，Al2O3的含量为0-15% ;石灰窑除尘灰中的CaO含量为60%-80%，钢渣尾泥与石灰窑除尘灰混合物中CaO的含量为60%-70%。
2.一种烧结烟气脱硫剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤 ①将转炉钢渣置入磁选机，使钢渣中的铁含量降至2%以下； ②将磁选后的钢渣置入球磨机粉碎，得到粒度小于50y m的钢渣尾泥； ③使用成分分析仪检测钢渣尾泥和石灰窑除尘灰中各成分的重量百分比，确保步骤②得到的钢渣尾泥中CaO的含量为40%以上，Al2O3的含量为0-15% ;石灰窑除尘灰中的CaO含量为60%以上； ④将成分的重量百分比满足步骤③要求的钢渣尾泥与石灰窑除尘灰按比例送入混合罐中混合，使混合物中CaO的含量为60%-70%，混合物经搅拌机搅拌均匀后即得到脱硫剂。
3.根据权利要求2所述的一种烧结烟气脱硫剂的制备方法，其特征在于步骤④中钢渣尾泥和石灰窑除尘灰的比例为按重量百分比计，钢渣尾泥5%-30%、石灰窑除尘灰.70%-95%。
4.根据权利要求2所述的一种烧结烟气脱硫剂的制备方法，其特征在于搅拌机的搅拌筒(I)由导磁材料制成，搅拌筒(I)外周壁安装电磁线圈(2)，电磁线圈(2)与电源(3)连接，搅拌筒(I)内周壁设置耐磨层(4)。
5.根据权利要求4所述的一种烧结烟气脱硫剂的制备方法，其特征在于耐磨层(4)由陶瓷材料制成。
全文摘要
本发明公开了一种烧结烟气脱硫剂及其制备方法，所述烧结烟气脱硫剂其原料有钢渣尾泥和石灰窑除尘灰，按重量百分比计，钢渣尾泥中CaO含量为40%-60%，Al2O3的含量为0-15%；石灰窑除尘灰中的CaO含量为60%-80%，钢渣尾泥与石灰窑除尘灰混合物中CaO的含量为60%-70%；一种烧结烟气脱硫剂的制备方法，包括以下步骤将转炉钢渣磁选；将钢渣置入球磨机粉碎；检测钢渣尾泥和石灰窑除尘灰中各成分的重量百分比；将钢渣尾泥与石灰窑除尘灰混合、搅拌。本发明的制备方法制造的新型脱硫剂可完全替代生石灰作为“钙基法”脱硫工艺的原料，降低烧结烟气脱硫系统的运行费用，减少CO2的产生，减少了钢渣堆积及除尘灰堆积，达到“以废治废”的目的，有着较高的经济、环境和社会效益。
文档编号B01D53/50GK102698575SQ201210139819
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月8日 优先权日2012年1月17日
发明者修旭明, 刘卫国, 姜进强, 李大伟, 王明磊, 马秀珍, 黄伟 申请人:济钢集团国际工程技术有限公司