专利名称：一种赤泥固硫剂以及利用赤泥进行燃煤固硫的方法
技术领域：
本发明涉及一种固硫剂，特别是涉及一种赤泥固硫剂，本发明还涉及该 赤泥固硫剂的使用方法以及利用赤泥进行燃煤固硫的方法。
背景技术：
赤泥是铝土矿制取氧化铝后剩余的固体废料，其产出量因矿石品位、生
产方法、技术水平而异，每生产l吨氧化铝同时产出1. 0~1.8吨赤泥。近年 来我国氧化铝产业急速发展，到2006年我国氧化铝产量已接近1400万吨/ 年，预计2010年将达到3000万吨/年，赤泥年产生量也将达到4000万吨/ 年以上。目前我国赤泥主要采取湿法露天筑坝堆存处理，大量的赤泥由于未 得到充分的利用和处理，不仅占用土地资源，耗费大量堆场建设和维护费用 (每堆存一吨赤泥的管理费用为50-IOO元)，大大增加了氧化铝生产成本， 而且强碱性、高盐基度的赤泥废液造成水体、土壤碱化，污染地下水源，导 致环保压力剧增。赤泥问题严重制约着氧化铝工业的可持续发展，赤泥的技 术研究和综合利用，是氧化铝工业亟待解决的课题。
赤泥的综合利用是一项世界性难题，赤泥堆存的环境风险早已引起了各 国政府、企业的重视，并达成共识解决赤泥污染的关键是研发赤泥综合利 用技术，大量消耗赤泥或将其转化为二次资源再利用。
依据赤泥独特的物化性能，目前国内外对赤泥的技术研究和综合利用， 主要围绕两个方面的工作展开 一是将赤泥作为普通矿物原料，整体加以利 用。二是提取赤泥中的有用组份，回收有价金属。对赤泥的综合应用，国内 外经过了长期的研究和探索，先后取得了一些成果，但实际应用的并不多。我国是世界上最大的煤炭生产国和消耗国，占世界煤炭产量的25%。目
前，我国能源消费仍以煤为主，在一次商品能源消费结构中煤炭占75%,在 煤储量中高硫煤占有很大的比重，多数未经脱硫处理直接燃烧，S02年排放 量高达2400万吨，煤炭燃烧时释放的S02污染物所造成的环境污染已成为
区域性环境问题之一，中国是一个煤炭大国，由于对燃烧排放的S02的治理
尚处于起步阶段，致使一些地区的酸雨污染日益严重，S02污染已使我国近 1/3的国土面积再现酸雨，成为世界三大酸雨区之一，我国煤炭带来的大气 污染，特别是二氧化^^污染，造成了巨大的经济损失，严重影响了国民经济 的发展和人民群众的正常生活。
洁净燃烧技术是当前世界各国解决环境问题的主要技术之一 ，也是高技 术国际竟争的重要领域，洁净煤技术涉及到煤炭加工、燃烧、转化、污染控 制等，其核心技术是煤的高效洁净燃烧。世界各国开发研制使用的S02控制 技术主要有燃烧前脱硫如选煤；燃烧中脱硫如型煤固硫、炉内喷4丐、循环 流化床燃烧等；燃烧后脱硫，即烟气脱硫。目前，国外控制S02排放的最有 效的手段是煤炭洗选和烟气脱硫，但其基建投资和日常运行费用较高。根据 我国国情，采用工艺简便宜行的，成本低廉的燃烧固石危对支术是控制S02排放 的有效手段，也是控制我国煤烟型大气污染的有效措施之一。所采用的固疏 剂一般为廉价易得石灰石或白云石等，俗称钙基固硫剂。但钙基固硫剂存在 钙的利用率低，固硫反应速率与硫的析出速率不一致，固硫产物在高温下易 分解等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种赤泥固硫剂，该固硫剂采用烧结法赤 泥为原料，制得的固硫剂的固硫率可以达到50~95%,本发明提供的利用赤 泥进行燃煤固硫的方法，既能有效利用赤泥减少堆积产生的问题，又能有效 降低燃煤烟气中的S02。
5为解决上述技术问题，本发明提供了一种赤泥固硫剂，其中，所述赤泥 固硫剂由如下方法制得
a将烧结法生产氧化铝得到的赤泥干燥，使赤泥的含水量低于20%; b将干燥后的赤泥粉碎；
c将粉碎后的赤泥进行焙烧，焙烧时间为30 - 180分钟，焙烧温度为 350 700。C,将赤泥进行高温快速焙烧可以使赤泥固硫剂具有适合的孔结构， 发达的比表面积和高的固辟u活性。
上述赤泥固硫剂，其中，所述制得的赤泥固硫剂的孔径为0. 3 ~ 5. 28 iam, 比表面积大于20mVg。
上述赤泥固硫剂，其中，所述步骤a中干燥温度为90~110°C。 上述赤泥固硫剂，其中，所述步骤b中粉碎后的赤泥的粒度为70-120目。
本发明还提供了 一种利用赤泥进行燃煤固硫的方法，其包括如下步骤 a将烧结法赤泥干燥，使赤泥的含水量低于20%; b将干燥后的赤泥粉碎；
c将粉碎后的赤泥进行焙烧，焙烧时间为30 - 180分钟，焙烧温度为 350 ~ 700°C;
d将步骤c得到的赤泥与燃煤混合均匀后，加入到燃烧炉中燃烧，所用 的燃烧炉可以为循环流化床燃煤锅炉。
上述利用赤泥进行燃煤固硫的方法，其中，所述步骤d中所述赤泥的重 量为燃煤重量的1% ~40%。
上述利用赤泥进行燃煤固硫的方法，其中，所述步骤d中燃烧炉的温度 为850 ~ 990°C。
将本发明的赤泥固硫剂与燃煤混合均匀，进入流化床锅炉中进行燃烧固 硫，赤泥中钠的化合物(碳酸钠、氢氧化钠)对煤炭具有助燃作用，其着火 点显著将低，提高煤炭的利用率，氧化铁具有催化剂的作用，可以使煤在燃 烧过程中燃烧得快而彻底，赤泥中的氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钬起到抑制剂的作用，其在高温下和固硫产物形成硅酸盐固熔体，阻止了固硫产物 的复分解反应，提高了固硫效率。赤泥燃煤固硫剂的应用是集助燃、催化、
固^6克于一体。因为赤泥中的Si02、 Fe 20 3、 A 1 20 3等元素可以促进活化产 物，这类元素处于氧化态时具有空的d轨道或f轨道，他们可以通过化学键 的断裂，以获得更多的分子量较小的气体物质，从而降低了活化能，也就降 低了煤的着火温度，使煤炭燃烧的更加完全。赤泥中主要固硫成分，硅酸二 4丐与煤燃烧放出的二氧化硫发生反应生成固硫产物石危S臾钓和二氧化硅，氧化 钩与二氧化石克反应生成亚石克酸4丐，亚石克酸钧与氧气反应生成石克酸4丐，赤泥固 硫过程中除硅酸二钙、氧化钙参与脱硫反应外，成分中的铝、钠、铁、钛、 镁都参与了反应，在固石克产物中除生成CaS04、 CaS外还有更稳定的多元化合 物CaFe3(Si04)2OH、 3CaO . 3A1203 . CaS04覆盖或包裹在CaS04外面，形成玻璃 体状物质，从而延緩并阻止了 CaS04的分解，提高了固硫率。赤泥固硫剂经 过以上反应过程，燃煤中的硫就以硫酸盐或硫化物的形式固定在粉煤灰中， 赤泥中所含的有害环境妨碍综合利用的碱金属、碱土金属氧化物被反应中和， 燃煤烟气中的S02、 S03有害气体成分被吸收固定，达到削减燃煤烟气中有害 气体成分排放量的目的。而固硫后的赤泥以粉煤灰的形式排出，可用于生产 建材的原料资源。
本发明的赤泥固硫剂利用烧结法赤泥为原料，赤泥中的各成分符合燃煤 固硫剂的配方，以赤泥自身的理化性能，经过加工处理，使其具有固硫活性， 能有效降低燃煤烟气中的S02含量，该赤泥固硫剂集助燃、催化、固硫于一
体，提高了固硫剂的品质；本发明利用赤泥进行燃煤固^;t的方法，用于燃煤
固硫系统中，可以把燃煤中的50~95%的硫都固定下来，大大减轻后期烟气 脱硫的负担，使燃煤烟气中二氧化硫浓度达到国家规定的排放标准。
具体实施例方式
下面结合实施例详细描述本发明。实施例l
取烧结法赤泥在9(TC下干燥，使赤泥的含水量为18%，将干燥后的赤泥 粉碎，颗粒平均粒度为100目，将粉碎后的赤泥进行焙烧，焙烧时间为30 分钟，焙烧温度为450。C。得到赤泥固硫剂，该固硫剂的孔径为3jim,比表 面积为60mVg。
将上述制得的固硫剂与燃煤混合，固硫剂的重量为燃煤重量的15%,混 合均勻后，送入燃烧炉中，燃烧温度为900°C，燃烧后分析得到的粉煤灰中 的全硫含量，计算出固硫率为66%。
实施例2
取烧结法赤泥在ll(TC下干燥，使赤泥的含水量为15%，将干燥后的赤 泥粉碎，颗粒平均粒度为70目，将粉碎后的赤泥进行焙烧，焙烧时间为60 分钟，焙烧温度为350°C。得到赤泥固硫剂，该固硫剂的孔径为5.28jam，比 表面积为22 mVg。
将上述制得的固硫剂与燃煤混合，固硫剂的重量为燃煤重量的1%，混 合均勻后，送入燃烧炉中，燃烧温度为990°C，燃烧后分析得到的粉煤灰中 的全硫含量，计算出固硫率为51 % 。
实施例3
取烧结法赤泥在IO(TC下干燥，使赤泥的含水量为16%，将干燥后的赤 泥粉碎，颗粒平均粒度为120目，将粉碎后的赤泥进行焙烧，焙烧时间为100 分钟，焙烧温度为650。C。得到赤泥固硫剂，该固硫剂的孔径为0. 6jum，比 表面积为31m7g。
将上述制得的固硫剂与燃煤混合，固硫剂的重量为燃煤重量的25%，混 合均匀后，送入燃烧炉中，燃烧温度为850",燃烧后分析得到的粉煤灰中 的全硫含量，计算出固硫率为88 % 。
实施例4
取烧结法赤泥在105。C下干燥，使赤泥的含水量为17%,将干燥后的赤 泥粉碎，颗粒平均粒度为110目，将粉碎后的赤泥进行焙烧，焙烧时间为80 分钟，焙烧温度为40(TC。得到赤泥固硫剂，该固硫剂的孔径为4. 55jam，比表面积为100m7g。
将上述制得的固硫剂与燃煤混合，固硫剂的重量为燃煤重量的5%，混 合均匀后，送入燃烧炉中，燃烧温度为93(TC，燃烧后分析得到的粉煤灰中 的全硫含量，计算出固硫率为56 % 。
实施例5
取烧结法赤泥在95。C下干燥，使赤泥的含水量为19%,将干燥后的赤泥 粉碎，颗粒平均粒度为80目，将粉碎后的赤泥进行焙烧，焙烧时间为180 分钟，焙烧温度为700。C。得到赤泥固硫剂，该固硫剂的孔径为2. ljam,比 表面积为26mVg。
将上述制得的固硫剂与燃煤混合，固硫剂的重量为燃煤重量的40%，混 合均匀后，送入燃烧炉中，燃烧温度为96(TC，燃烧后分析得到的粉煤灰中 的全硫含量，计算出固硫率为95 % 。
权利要求
1、一种赤泥固硫剂，其中，所述赤泥固硫剂由如下方法制得a将烧结法赤泥干燥，使赤泥的含水量低于20％；b将干燥后的赤泥粉碎；c将粉碎后的赤泥进行焙烧，焙烧时间为30～180分钟，焙烧温度为350～700℃。
2、 如权利要求1所述的赤泥固硫剂，其中，所述制得的赤泥固硫剂的孔 径为0. 3~ 5. 28 jum,比表面积大于20m2/g。
3、 如权利要求1或2所述的赤泥固硫剂，其中，所述步骤a中干燥温度 为90~ ll(TC。
4、 如权利要求1或2所述的赤泥固硫剂，其中，所述步骤b中粉碎后的 赤泥的粒度为70 ~ 120目。
5、 一种利用赤泥进行燃煤固硫的方法，其包括如下步骤 a将烧结法赤泥干燥，使赤泥的含水量低于20%;b将干燥后的赤泥粉碎；c将粉碎后的赤泥进行焙烧，焙烧时间为30 ~ 180分钟，焙烧温度为 350 ~ 700°C;d将步骤c得到的赤泥与燃煤混合均勻后，加入到燃烧炉中燃烧。
6、 如权利要求5所述的方法，其中，所述步骤c得到的赤泥的孔径为 0. 3 ~ 5. 28 ium,比表面积大于20m7g。
7、 如权利要求5或6所述的方法，其中，所述步骤a中干燥温度为90 ~ ll(TC。
8、 如权利要求5或6所述的方法，其中，所述步骤b中粉碎后的赤泥的 粒度为70 - 120目。
9、 如;K利要求5或6所述的方法，其中，所述步-骤d中所述赤泥的重量 为燃煤重量的1% ~40%。
10、 如权利要求5或6所述的方法，其中，所述步骤d中燃烧炉的温度为850 ~ 990°C。
全文摘要
本发明公开了一种赤泥固硫剂，该赤泥固硫剂由如下方法制得a将烧结法生产氧化铝得到的赤泥干燥，使赤泥的含水量低于20％；b将干燥后的赤泥粉碎；c将粉碎后的赤泥进行焙烧，焙烧时间为30～180分钟，焙烧温度为350～700℃。本发明还公开了一种利用赤泥进行燃煤固硫的方法，将赤泥固硫剂与燃煤混合均匀后，加入到燃烧炉中燃烧。本发明的固硫剂采用烧结法赤泥为原料，制得的固硫剂的固硫率可以达到50～95％，本发明提供的利用赤泥进行燃煤固硫的方法，既能有效利用赤泥减少堆积产生的问题，又能有效降低燃煤烟气中的SO<sub>2</sub>。
文档编号B01D53/50GK101480568SQ200810246590
公开日2009年7月15日 申请日期2008年12月29日 优先权日2008年12月29日
发明者刘爱萍, 姚胜昌, 张少华, 李广战, 陈茂波, 鹿中科 申请人:中国铝业股份有限公司