专利名称：一种有机酸强化钢渣烟气脱硫方法
技术领域：
本发明涉及烧结烟气、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除，尤其针对烧结烟气脱硫，(Flue Gas Desulfurizaiton, FGD),也涉及一种钢洛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。SO2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、Fe203、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SO2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
本发明提供一种有机酸强化钢渣烟气脱硫工艺，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。本发明构思为将钢渣直接输入钢渣溶解槽中，同时在溶解槽中加入浓度为0.2-10% (wt)的有机酸，钢渣中的碱性物质等在溶解槽中溶解反应(I) _(2)，直至完全变成有机酸盐溶液Ca0+H00C-CxHy = Ca (OOC-CxHy) 2+2H20 (I)MgO+HOOC-CxHy = Mg (OOC-CrHy) 2+2H20 (2)
通过循环泵将吸收浆液溶液输入吸收塔，含SO2烟气进入吸收塔与吸收浆液发生脱硫反应(3)-(10)，净化后的烟气排出吸收塔Ca (OOC-CxHy) 2+2S02+H20 = 2CaS03+H00C_CrHy (3)Mg (OOC-CxHy) 2+2S02+H20 = 2MgS03+H00C-CxHy (4)Ca (OH) 2+S02+H20 = CaS03+2H20 (5)Mg (OH) 2+S02+H20 = CaS03+2H20 (6)2Na0H+S02+H20 = Na2S03+2H20 (7)CaS03+S02+H20 = Ca (HSO3) 2 (8)MgS03+S02+H20 = Mg (HSO3) 2 (9)Na (SO3) 2+S02+H20 = 2NaHS03 (10)脱硫后的吸收液经过过滤，滤渣与钢渣一起外运作为建筑基料，滤液含有高浓度的有机酸(从反应(3) (4)可以看出有机酸在脱硫过程中被置换出来)继续使用，滤液回到钢渣溶解槽中继续与钢渣反生溶解反应有机酸为乙酸、柠檬酸、己二酸，苯甲酸、腐殖酸中的至少一种，乙酸或糠醛生产中排放的含醋酸废水，乳酸或柠檬酸生产中产生的废液。本发明的工艺过程钢渣直接加入溶解槽中，同时在溶解槽中加入浓度为0. 2-10% (wt)的有机酸，溶解反应时间为5-6小时，将上清液浆液输送到吸收塔中与烟气接触，发生吸收脱硫反应，净化后的烟气排出脱硫塔，吸收了 SO2的吸收浆液在脱硫塔底部被氧化结晶为石膏，石膏浆液输送到过滤器中过滤，滤渣与钢渣一起外运作为建筑基料，滤液回到钢渣溶解槽中继续与钢洛反生溶解反应。本发明有机酸强化钢渣烟气脱硫能提高脱硫浆液pH缓冲值，有效提高钙离子浓度，提高脱硫率，提高钢渣的利用率，降低脱硫成本。于传统电石渣直接脱硫相比，在相同的液气比条件下，脱硫率提高10-20%，钢渣利用率提高10-15%。
附图为有机酸强化钢渣烟气脱硫方法工艺图I-烟气入口 ； 2-氧化空气入口 ；3-搅拌浆； 4-喷淋脱硫塔；5-浆液循环泵； 6-石膏出料泵；7-吸收浆液进料泵；8-钢渣溶解槽；9-净化烟气出口 ； 10-除雾器；11-喷头； 12-旋流器；13-带式脱水机； 14-有机酸补充口；15-钢渣加入口； 16-搅拌电机
具体实施例方式实施例I参见附图1，钢渣通过15直接加入钢渣溶解槽8中，同时补充的有机酸从有机酸补充口 14加入到钢渣溶解槽8中，钢渣和有机酸反应5-6小时后，将上清液通过吸收浆液进料泵7输送进入脱硫塔4中与从烟气入口 I进入的烟气接触，发生吸收脱硫反应，净化后的烟气经过除雾器10从脱硫塔4顶部9排出，吸收了 SO2的吸收浆液在脱硫塔4底部通过浆液循环泵5输送到喷头11继续喷淋吸收SO2,在脱硫塔4底部生成的亚硫酸盐和亚硫酸氢盐被空压机2鼓入的空气强制氧化成半水合石膏，石膏浆液经石膏出料泵6输送到过滤器中12过滤，滤液回到钢渣溶解槽8中，继续使用，滤渣与钢渣一起外运作为建筑基料。某燃煤锅炉烟气量11 万 NmVh，S02 = 2000mg/Nm3 ;含尘 230mg/Nm3 ;温度 140°C， 烟气脱硫过程采用本发明公开的技术，流程图如图I所示，并按上述具体实施方式
进行，脱硫塔直径4. 0m，总高12m，钢渣溶解槽中有机酸为乙酸，浓度为0. 2%，液气比为 8. OL/m3，脱硫效率为95%，钢渣利用率为97. 6%，所得二水石膏质量为CaCO3彡0. 8%，表面水含量< 8. 7%。实施例2
按照实施例I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，进塔pH为6. 0，钢渣浆液槽中有机酸为乙酸，浓度为10%，液气比为5. OL/m3,脱硫率为96. 2%，钢渣利用率为98. 6%。实施例3按照实施例I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 SO2的浓度为9690mg/Nm3，钢渣溶解槽中有机酸为柠檬酸，浓度为10%，液气比为7. OL/m3，其余条件同实施例2，脱硫率为95. 8%，钢渣利用率为98%。实施例4按照实施例I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SO2的浓度为960mg/Nm3，钢渣溶解槽中有机酸为苯甲酸，浓度为10%，液气比为3. OL/m3，其余条件同实施例2，脱硫率为97%，钢渣利用率为99. 3%。实施例5按照实施例I所述的工艺过程，将钢渣溶解槽中有机酸换为己二酸，浓度为5%， 液气比为5. OL/m3，其余条件同实施例2，脱硫率为97. 2%，钢渣利用率为98. 9%。实施例6按照实施例I所述的工艺过程，将钢渣溶解槽中有机酸换为乙酸生产中排放的含乙酸废水，浓度为10 %，液气比为6. OL/m3,其余条件同实施例2，脱硫率为96. 2 %，钢渣利用率为97. 6%。
权利要求
1.一种有机酸强化钢渣烟气脱硫的方法，其特征在于钢渣直接加入溶解槽中，同时在溶解槽中加入浓度为0.2-10% (wt)的有机酸，溶解反应时间为5-6小时，将溶解槽中上清液浆液输送到脱硫塔中与烟气接触，发生吸收脱硫反应，净化后的烟气排出脱硫塔，吸收了 SO2的吸收浆液在脱硫塔底部被氧化结晶为石膏，石膏浆液输送到过滤器中过滤，滤渣与钢渣一起外运作为建筑基料，滤液回到钢渣溶解槽中继续与钢渣反生溶解反应。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于脱硫剂使用的是钢渣，钢渣直接来源于炼钢厂的粗钢渣或者是经过破碎后的钢渣。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于在钢渣溶解槽中加入的有机酸浓度为 0. 2-10% (wt)。
4.如权利要求I所述的方法，其特征在于所述的有机酸为乙酸、柠檬酸、己二酸、苯甲酸、、腐殖酸、或乙酸、糠醛、乳酸、柠檬酸生产中产生的废液。
5.如权利要求I所述的方法，其特征在于所述的脱硫塔为喷淋脱硫塔、鼓泡脱硫塔或者填料脱硫塔。
6.如权利要求I所述的方法，其特征在于石膏浆液过滤后的滤液回到钢渣溶解槽中， 继续使用。
全文摘要
本发明公开一种有机酸强化钢渣烟气脱硫方法，主要应用于烧结厂、火电厂、工业燃煤锅炉及其他含二氧化硫的烟道气二氧化硫脱除(Flue Gas Desulfurizaiton，FGD)，尤其针对烧结烟气脱硫具有良好的前景。采用该发明可以实现烟气脱硫的低投资、低运行成本，从而使该脱硫技术获得更广泛的运用。本发明采用的工艺投资、运行、管理费用少，实现钢渣资源化，实现以废治废。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B01D53/80GK102614772SQ201210097798
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者刘盛余, 能子礼超, 邱伟 申请人:成都信息工程学院