一种将危废、固废资源化利用制备水泥窑协同脱硫脱硝剂的方法与流程

1.本发明属于环境工程技术领域，特别是涉及一种将危废、固废资源化利用制备水泥窑协同脱硫脱硝剂的方法。


背景技术：

2.水泥行业是二氧化硫和氮氧化物的主要排放源之一，so2和nox可导致雾霾、酸雨和光化学烟雾等，同时对人体的健康有重要危害。近年来，随着严格的标准控制排放浓度和总量，因此，水泥行业脱硫脱硝并达到so2和nox超低排放是创造美好生活环境的必然需求。
3.目前水泥行业应用最广泛和成熟的脱硫技术是石灰石-石膏法脱硫，采用该技术脱硫效率高，但脱硫系统布置复杂，投资成本高，且石膏容易堵塞设备；采用双碱法脱硫，可降低脱硫塔损耗和避免堵塞，但吸收液腐蚀性强，环境危害大，增加了后续利用的难度；采用氨法脱硫，反应速率快，效率高，但氨水毒性高，运输和使用过程均存在安全隐患，且会造成氨逃逸。而水泥行业普遍采用也是最为成熟的脱硝技术是选择性非催化还原技术(sncr)，采用该技术进行脱硝，效率较低，一般最高脱硝效率仅达70％左右，随着超低排放的逐步实施，越来越难以满足标准的要求。因此，需要采用更为有效的技术进行水泥窑脱硝。
4.而近年来，随着电解锰行业、scr脱硝行业以及其他化工行业的发展，积累了大量废弃的scr催化剂(危废hw49类)、电解锰废渣(主要成分硫酸铵锰、硫酸铵镁等)、电石渣等危废和固废，目前国内还未形成对废弃scr催化剂和电解锰渣等的资源回收再利用意识，采用传统填埋方式不仅会提高处置成本，危害环境，同时也是对资源的极大浪费。电解锰渣和废弃scr催化剂中含有宝贵的脱硝活性组分和脱硫催化助剂组分，如加以利用作为水泥行业脱硫脱硝剂，可以同时实现脱硫脱硝，降低危废固废处置成本的同时创造经济价值，并为环保行业的发展添砖加瓦。
5.综上所述，现有脱硫脱硝技术存在的问题是：
6.(1)废弃的scr脱硝催化剂定义为危废，而电解锰行业产生的电解渣和化工行业的产生的电石渣为固废，均处置困难且成本高；
7.(2)现有脱硫脱硝技术投资和运行成本高，且对系统有一定影响；
8.(3)氮氧化物超低排放的逐步实施迫切的需要更好的脱硫脱硝技术。


技术实现要素：

9.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种将危废、固废资源化利用制备水泥窑协同脱硫脱硝剂的方法，该方法利用废弃scr脱硝催化剂、电解锰渣、电石渣等危废固废为主要成分制备脱硫脱硝剂，从而同时实现水泥窑脱硫脱硝。通过本发明，可大大降低脱硫脱硝成本，处理sncr的逃逸氨，脱硫脱硝效率高，可实现氮氧化物和二氧化硫达标排放，整个过程无二次污染且对水泥熟料的性能无不良影响。
10.本发明是这样实现的，一种将危废、固废资源化利用制备水泥窑协同脱硫脱硝剂的方法，包括如下步骤：
11.(1)按照一定质量比将破碎好的废弃scr脱硝催化剂、电解锰渣、电石渣混合；
12.(2)将上述混合物料进行粗粉磨；
13.(3)将上述粗粉磨后的物料按照一定比例加入助剂，进行细粉磨，制得脱硫脱硝剂。
14.优选的，步骤(1)中，以重量份计，所述废弃scr脱硝催化剂1～5份，电解锰渣1～2份，电石渣2～10份。
15.优选的，步骤(1)中，所述废弃scr脱硝催化剂通过锤石破碎机破碎为尺寸小于100mm的块状。
16.优选的，步骤(2)中，所述粗粉磨为将混合物料粉磨成尺寸小于2mm的颗粒。
17.优选的，步骤(3)中，所述细粉磨为将粗粉磨后的物料粉磨成尺寸小于80μm的颗粒。
18.优选的，步骤(3)中，所述助剂为粉煤灰、钒钛渣、赤泥、白泥、氧化铜、氧化锆、氧化铈、铈锆固溶体中的一种或几种的组合；
19.其中，各组分占粗粉磨物料的质量比分别为：粉煤灰1～5％；钒钛渣0～0.5％；赤泥0～0.2％；白泥0～1％；氧化铜0～1％；氧化锆0～0.5％；氧化铈0～0.8％；铈锆固溶体0～2％。
20.本发明的另一目的在于提供一种将危废、固废资源化利用制备水泥窑协同脱硫脱硝剂的使用方法，采用如下所述方式使用所述脱硫脱硝剂：
21.将脱硫脱硝剂与粉磨后的水泥生料进行混合，混合脱硫脱硝剂的水泥生料通过斜槽进入入窑提升机后从窑尾c1与c2旋风筒的连接风管处加入；
22.和/或，通过罗茨风机将脱硫脱硝剂送入分解炉，进行协同脱硫脱硝；
23.所述脱硫脱硝剂的加入量占生料质量的0.5
‰
～2％。
24.第一种加入方式：混合脱硫脱硝剂的水泥生料与烟气运动方向相反，随着脱硫脱硝剂接触气体温度的提高，高温条件下逐渐分解，生成脱硝催化活性组分、二氧化硫催化氧化活性组分、以及脱硫剂，烟气中的氮氧化物与sncr系统中未反应的逃逸氨进行反应，生成无害的氮气和水，完成深度脱硝；同时，尾气中的二氧化硫在催化氧化活性组分的作用下被氧化成三氧化硫，随后与脱硫剂快速反应，生成硫酸盐，随水泥生料一起进入窑头。加入助剂成分可促进硫化物的氧化和反应生成硫酸盐，确保不新增so2污染物，并最终固定到熟料中。由于二氧化硫浓度较低，为ppm级，而加入的脱硫脱硝剂也为微量，对水泥熟料无不良影响。
25.第二种加入方式：脱硫脱硝剂被送入分解炉后，接触高温烟气瞬间分解，分解后脱硝催化活性组分、二氧化硫催化氧化活性组分、以及脱硫剂随气流一起进入窑尾末级旋风筒，之后反应与第一种加入方式相同，在此不再赘述。
26.本发明具有的优点和积极效果是：
27.1)本发明可实现水泥窑尾气中氮氧化物和二氧化硫的协同脱除，满足排放标准，若尾气中氨氮比小于1或氮氧化物浓度较高，可适当补充喷氨和提高脱硫脱硝剂用量实现脱硝。
28.2)采用本发明所述脱硫脱硝剂，可根据氮氧化物与二氧化硫浓度比动态调整加入废弃脱硝催化剂、电解锰渣和电石渣的比例，实现氮氧化物和二氧化硫达标排放。
29.3)本发明可消除sncr系统产生的逃逸氨，满足日益严格的氨逃逸监管要求。
30.4)通过本发明，可在降低脱硫脱硝成本的同时处置危废和固废，并进行资源化再利用创造环保价值。
31.5)采用本发明脱硫脱硝，不额外产生粉尘和废液，工艺过程操作简单，不新增设备及占地。
附图说明
32.图1为本发明实施例提供的脱硫脱硝剂从窑尾c1与c2旋风筒的连接风管处加入的脱硫脱硝流程图；
33.图2为本发明实施例提供的脱硫脱硝剂从分解炉处加入的脱硫脱硝流程图。
具体实施方式
34.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
35.实施例1
36.c1出口氮氧化物本底排放浓度为280mg/nm3，so2本底排放浓度为230mg/nm3，按照质量比1：2：2将通过锤石破碎机破碎好的废弃scr脱硝催化剂(尺寸小于80mm块状)、电解锰渣、电石渣混合；将混合好的物料进行粗粉磨至尺寸小于2mm的颗粒；在粗粉磨后的物料中，分别加入占其质量比1％的粉煤灰、0.1％的白泥，进行细粉磨至尺寸小于80μm颗粒，制得脱硫脱硝剂。
37.如图1所示，将脱硫脱硝剂与水泥生料按照1:1000混合，之后通过斜槽进入入窑提升机后从窑尾c1与c2旋风筒连接风管处加入，实现脱硫脱硝，加入后尾气中氮氧化物降至60mg/nm3，so2降至10mg/nm3。
38.实施例2
39.c1出口氮氧化物本底排放浓度为260mg/nm3，so2本底排放浓度为350mg/nm3，按照质量比2：2：5将通过锤石破碎机破碎好的废弃scr脱硝催化剂(尺寸小于100mm块状)、电解锰渣、电石渣混合；将混合好的物料进行粗粉磨至尺寸小于2mm的颗粒；在粗粉磨后的物料中，分别加入占其质量比2％的粉煤灰、0.2％的氧化铈，进行细粉磨至小于80μm颗粒，制得脱硫脱硝剂。
40.将脱硫脱硝剂与水泥生料按照2:500混合，之后通过斜槽进入入窑提升机后从窑尾c1与c2旋风筒连接风管处加入，实现脱硫脱硝，加入后尾气中氮氧化物降至50mg/nm3，so2降至9mg/nm3。
41.实施例3
42.c1出口氮氧化物本底排放浓度为400mg/nm3，so2本底排放浓度为500mg/nm3，按照质量比3：1：5将通过锤石破碎机破碎好的废弃scr脱硝催化剂(尺寸小于60mm块状)、电解锰渣、电石渣混合；将混合好的物料进行粗粉磨至尺寸小于2mm的颗粒；在粗粉磨后的物料中，
分别加入占其质量比2％的粉煤灰、0.2％的氧化铈、0.2％氧化锆，进行细粉磨至小于80μm颗粒，制得脱硫脱硝剂。
43.如图2所示，将占水泥生料质量5
‰
的脱硫脱硝剂，经计量泵通过罗茨风机送入分解炉，实现脱硫脱硝，加入后尾气中氮氧化物降至65mg/nm3，so2降至12mg/nm3。
44.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。