炉渣作为脱硫吸收剂的用途及脱硫方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境保护与综合利用技术领域，具体涉及一种炉渣作为脱硫吸收剂的用途及脱硫方法。
【背景技术】
[0002]铁矿石烧结行业属于废气排放量大的行业，生产It烧结矿大约排放4000-5000m3的废气，根据铁矿石含硫量的不同，有害气体SO2含量高达800-7000mg/m3，直接排放污染入大气，还可能形成酸雨。目前国家环保法规定工业炉窑尾气废气排放标准SO2浓度必须低于200mg/m3，因此新建烧结机必须建设脱硫装置，排放不达标的旧烧结机必须进行技术升级改造。
[0003]目前烧结烟气脱硫以石膏法为主流，以其成熟的技术与脱硫效率高而被普遍采用，占烟气脱硫的90%左右。石膏法主要是利用CaO与SO2反应生成亚硫酸钙，再氧化为硫酸钙-石膏。SO2作为典型的强酸性气体，只有与碱性物质反应才能脱出。石膏法按工艺区分有干法与湿法脱硫之分，干法主要指SO2与石灰石或石灰在干式流化床中进行反应生成石膏，湿法主要是将石灰石或石灰磨矿成细粉末制成浆液，在吸收塔内石灰浆吸收烟气S02，生成含水量大的石膏，经过脱水处理再排放。
[0004]石膏法脱硫目前使用的吸收剂普遍采用从自然界开采的石灰石(CaCO3)或经过焙烧后生石灰(CaO)或经过消化的消石灰(Ca(OH)2)，这些吸收剂无一例外是工业产品，价格高，例如某一地区的石灰石市场价150元/1，普通石灰500元/1，活性石灰600元/1，无疑增加了脱硫成本，而生成的石膏基本上废弃，可能产生二次污染。石灰石虽然价格较低，但用量大，在脱硫过程中又产生另一气体C02，同样污染环境。因此目前脱硫吸收剂基本上不用石灰石而用石灰，这就增加了脱硫成本。
[0005]根据入炉铁矿石的品位不同，生产It生铁大致产生0.3-0.7t炉渣，炉渣年排放量大，除少部分用于建材行业外，主要是废弃于自然界，占地多还可能造成二次污染。普通铁矿石冶炼炉渣的典型成分有Ca0、Si02、Mg0、Al203这四种，有些冶炼特殊矿石的高炉还含有T12、CaF2、BaO、MnO等成分。高炉渣由于碱性较高，碱性物质(CaO+MgO)基本上占了 50 %以上，一般(Ca0+Mg0)/Si02可达1.3-1.5，用作烟气的脱硫剂完全是可行的，亦可降低脱硫成本，最重要的是实现了高炉渣的二次利用，避免用石灰石/石灰产生新的废弃物石膏的二次污染，减少占地用量，经济效益与环保效益明显。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的第一个技术问题是提供了炉渣作为脱硫吸收剂的用途。
[0007]优选的，上述炉渣作为脱硫吸收剂的用途中，所述的炉渣为含有碱性物质的渣子。
[0008]优选的，上述炉渣作为脱硫吸收剂的用途中，所述的碱性物质为MgO或CaO中的至少一种。
[0009]优选的，上述炉渣作为脱硫吸收剂的用途中，所述的炉渣为高炉渣。
[0010]进一步的，上述炉渣作为脱硫吸收剂的用途中，所述高炉渣的主要成分为:Ca035?45%、Mg08?15%、Si0230?40%、A12035?15%。
[0011 ]本发明所要解决的第二个技术问题是提供炉渣脱硫的方法。该方法为:将炉渣破碎至粒度小于3mm，再磨矿为粒度小于300目的粉末，然后用粉末吸收脱除烟气中的硫;所述的硫主要为SO2。
[0012]优选的，上述炉渣脱硫的方法中，所述的炉渣为含有碱性物质的渣子;所述的碱性物质为MgO或CaO中的至少一种。
[0013]优选的，上述炉渣脱硫的方法中，所述的炉渣为高炉渣，主要成分为:Ca O 3 5?45%、Mg08?15%、Si0230?40%、A12035?15%。
[0014]优选的，上述炉渣脱硫的方法中，所述的吸收为干法吸收或湿法吸收。
[0015]优选的，上述炉渣脱硫的方法中，当湿法吸收脱硫时，高炉渣加入量为每质量份的SO2加入2.0?2.5质量份的高炉渣。
[0016]优选的，上述炉渣脱硫的方法中，当干法吸收脱硫时，高炉渣加入量为每质量份的SO2加入2.5?3.0质量份的高炉渣。
[0017]本发明采用高炉渣脱出烧结烟气中的硫的方法，可以降低脱硫成本，最重要的是实现了废弃物高炉渣的二次利用，减少用石灰石/石灰作吸收剂产生新的石膏废弃物排放量，经济效益与社会效益显著。
【具体实施方式】
[0018]本发明提供了炉渣作为脱硫吸收剂的用途。所述的炉渣为含有碱性物质的渣子。所述的碱性物质为MgO或CaO中的至少一种。所述的炉渣为高炉渣。所述高炉渣的主要成分为Ca035?45%、Mg08?15%、Si0230?40%、A12035?15%。
[0019]本发明还提供了一种炉渣脱硫的方法，包括以下步骤:
[0020]a、准备洁净的高炉渣:高炉冶炼产生的炉渣一般用渣灌盛装用火车倾倒于自然界填埋，与泥土混合后含有很多杂质，降低了炉渣的碱性物质成分，为此必须将废弃的高炉渣妥善堆放，不能混有泥土与其它杂物；
[0021 ] b、破碎:废弃的高炉渣粒度可以用米级尺寸计量，不能直接用作吸收剂;为了提高化学反应速度，必须对高炉渣进行破碎与磨矿，降低其粒度，增大比表面积，提高反应活性；在磨矿前必须将现实的炉渣破碎至粒度小于3mm以下；
[0022]c、磨矿:无论是干式吸收脱硫或湿法吸收脱硫，高炉渣的粒度越细，反应活性越大；为此必须将小于3mm的炉渣粉进行细磨，细磨至粒度小于53微米(0.053mm，S卩300目粒度)；也可以磨矿至更细，例如小于500目(25微米)，但可能增加磨矿成本。
[0023]本发明所采用的炉渣为高炉渣，高炉渣又包括普通高炉渣和特殊高炉渣。普通高炉渣一般主要成分为Ca035?45%、Mg08?15%、Si0230?40%、A12035?15%，其中CaO与MgO是碱性物质，作为脱硫反应的有用成分，CaO与MgO与酸性气体SO2反应生成CaS04、MgS04石膏;而S12作为中性物质基本不参与反应，对石膏反应影响其微;Al2O3作为两性物质参与反应的机会很少。所以，本发明采用高炉渣吸收脱硫的反应产物是石膏与Si02、Al203的混合物。特殊高炉渣为冶炼特殊矿石所得到的，除CaO、MgO、S12、Al2O3外，还可能含有T12 ,CaF2，MnO等成分。
[0024]石膏法是用石灰石/石灰浆液吸收烟气中的S02，反应生成亚硫酸钙，在吸收塔浆池中进一步氧化为二水硫酸钙，氧化后的石膏浆液经浓缩、脱水后生成含水量小于10%的石膏。本发明方法中，湿法脱硫时高炉渣可以采用干式磨矿，然后制成浆液;也可以采用湿法磨矿，在磨矿过程中加水制成浆液;然后将该浆液添加至吸收塔内，替代现有的石灰石/石灰浆液作为SO2的吸收剂。
[0025]干法循环流化床烟气脱硫工艺以循环流化床为原理，通过物料在反应塔内的内循环和高倍率的外循环，形成含固量很高的烟气流化床，从而强化了脱硫吸收剂颗粒之间、烟气中SO2、SO3、HC1、HF等气体与脱硫吸收剂间的传热传质性能，同时将运行温度降到露点以上15?20°C，提高SO2与脱硫吸收剂间的反应效率、吸收剂的利用率。脱硫剂一般选用石灰或消石灰，在钙硫比为1.3?1.5的情况下，脱硫效率可达80?90%，生成以亚硫酸钙为主的脱硫灰渣。本发明方法中，干法脱硫时必须采取干式磨矿。本发明采用高炉渣干粉添加至流化床(反应塔)内，替代现有的石灰石/石灰作为SO