一种适用于高炉煤气的脱氯剂及制备方法与流程

文档序号:37373274发布日期:2024-03-22 10:25阅读:24来源:国知局

本发明属于大气污染治理领域,特别是指炼铁行业高炉煤气脱硫处理方法,具体涉及一种适用于高炉煤气的脱氯剂及制备方法。


背景技术:

1、高炉炼铁主要副产物是高炉煤气,入炉原料中的氯元素经过一系列复杂的化学反应后大部分以hcl的形态进入高炉煤气。对煤气管道系统、trt发电设备的正常运行造成了严重危害,同时导致了高炉煤气精脱硫水解催化剂中毒失活。

2、通过调研分析高炉煤气中hcl高的主要成因是两个:第一、高炉入炉原料中氯元素的增加导致高炉煤气中hcl含量升高。随着钢铁企业的不断发展,提高高炉冶炼强度、降低高炉冶炼成本等成为企业关注的重点,因此高炉富氧喷煤、烧结矿喷洒氯化钙等技术得到广泛应用,但这些技术也导致高炉煤气中酸性气体hc1的含量大大增高。第二、高炉煤气除尘技术的选择由传统的湿法改为干法除尘。高炉煤气干法除尘相比于传统湿法除尘,具有除尘效率高、煤气热值高、trt(blast furnace top gas recovery turbine unit,以下简称trt)发电量大、零废水等诸多优点,逐渐取代湿法除尘工艺,在大高炉上得到推广和应用。

3、然而干法除尘在设计之初对煤气中hcl气体的危害并未有明确的认知,导致除尘后净煤气中hcl含量增高。随着trt发电后煤气温度、压力的降低、冷凝水的析出,最终导致运行过程中对高炉煤气管网、附属设备造成了不同程度的腐蚀、trt叶片出现积盐结垢等危害,影响高炉的正常生产。目前部分钢铁企业仅在trt后通过增设湿法喷碱塔,通过气液酸碱中和反应去除煤气中的hcl,或者在trt前增设固定床脱氯,即使用钠基、钙基脱氯剂利用气固或吸附等方式去除煤气中的hcl。

4、结合目前实际工业企业运行情况,上述两种高炉煤气脱氯工艺,均可以在一定程度上达到脱除的目的。但是湿法脱氯存在两个问题:第一、若吸收碱液循环使用,会随着使用时间增加循环液中会产出盐富集,外排废水会对后续处理系统带来较大;第二、脱酸系统设置在trt之后虽然能有效保护喷碱塔之后的煤气管网及设备,但不能解决trt叶片积盐和trt到喷碱塔之间的煤气管道腐蚀问题。同样固定床脱氯相比于trt后湿法脱氯,trt前干法固定床脱氯,可以有效降低叶片积盐结垢,保护后端煤气管道,具有操作简单、零废水的优点。其不足则是固定床脱氯剂一般氯容在25%,使用空速1000h-1。因此对于一些大高炉而言:如2650立高炉,煤气量45万nm3/h,hcl含量约100mg/nm3。假定hcl脱除率为90%,年生产时间8000h。则年耗脱氯剂至少要1296吨。受限于脱氯剂使用空速,导致脱氯塔占地较大,更换剂频繁,同时固定床有一定的压降,影响trt发电量。

5、中国发明专利公开文本cn114606026a公开了一种对高炉煤气同时脱硫脱氯的方法,通过对装置进行具体构造,实现了对高炉同时脱硫和脱氯的效果,但是其使用的脱氯剂为常规脱氯剂,制约了其脱氯效果。

6、因此,为了解决高炉煤气中氯化氢脱除问题,针对高炉煤气的特定组成和性质开发出一种专门适应于高炉煤气中hcl脱除的脱氯剂尤为重要。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是开发一种能够将高炉煤气中hcl脱除的脱氯剂,该脱氯剂可以完全适应高炉煤气工况条件,具有高活性、高选择性、高分散性等特点。

2、一种适用于高炉煤气脱氯剂的制备方法,包括如下步骤:

3、(1)配料:配置粒径为80~120目食品级碳酸氢钠粉末、有效成分含量大于99wt.%的硬脂酸钙粉末、粒径为300~600目的二氧化硅粉末以及粒径为780~820目的高活性氢氧化钙粉末。

4、(2)先将碳酸氢钠粉末置入到原料缓冲仓中,然后顺次将硬脂酸钙粉末、二氧化硅粉末和高活性氢氧化钙粉末置入到原料缓冲仓中进行搅拌混合;其中各物料的加入量为碳酸氢钠粉末:95~98重量份,硬脂酸钙粉末:0.2~1重量份,二氧化硅粉末:0.2~1重量份,氢氧化钙粉末:1-5重量份。

5、(3)将步骤(2)混合之后得到的混合物置入到研磨粉碎装置中进行研磨粉碎并同时通过研磨产生的热实现对碳酸氢钠进行改性,其中研磨粉碎的时间为30~60s,步骤(2)混合之后得到的混合物料由负压引风带入到研磨粉碎装置的粉碎区,在研磨粉碎装置设置的高速冲击锤和齿板的作用下,混合物料产生剧烈的摩擦、碰撞,从而将混合物料颗粒进行超细研磨粉碎。

6、(4)步骤(3)研磨粉碎后将物料传送至分级区,通过分级区设置的分级机将粒径为小于粒径阈值的混合物料排出并排入到脉冲除尘器中,进行步骤(5),分级机将粒径大于粒径阈值的混合物回传至研磨粉碎装置中,重新进行步骤(2);所述粒径阈值为380~450目(优选为400目)。

7、(5)所述脉冲除尘器包括有筒体、脉冲阀、脉冲控制仪、龙骨、滤袋以及反吹管,步骤(4)中排入到脉冲除尘器中的混合物随气流进入到脉冲除尘器中,与滤袋接触后附着在滤袋上被过滤下来,然后在高压反吹风的作用下将附着在滤袋上的混合物产品振落到仓底,收集后得到脱氯剂产品。

8、作为优选,步骤(1)中食品级碳酸氢钠粉末中碳酸氢钠的含量大于98wt.%;硬脂酸钙粉末为食品级;二氧化硅粉末采用工业级沉淀法制备,有效成分含量大于90wt.%;高活性氢氧化钙粉末中工业级有效氢氧化钙的含量大于90wt.%。

9、作为优选,步骤(2)中,碳酸氢钠粉末、硬脂酸钙粉末、二氧化硅粉末和高活性氢氧化钙粉末均通过螺旋输送机置入到原料缓冲仓中;碳酸氢钠粉末置入到原料缓冲仓中的输送速度为2.8~3.2t/h;硬脂酸钙粉末的输送速度为12~19kg/h、二氧化硅粉末的输送速度为11~18kg/h、高活性氢氧化钙粉末的输送速度为139~159kg/h。

10、作为优选,步骤(2)中,碳酸氢钠粉末、硬脂酸钙粉末、二氧化硅粉末和高活性氢氧化钙粉末均通过螺旋输送机置入到原料缓冲仓中,所述螺旋输送机由变频器控制,通过变频器控制螺旋输送机进行自动喂料且用于调节喂料量得大小。

11、作为优选,步骤(5)中,振落到仓底的混合物产品,通过设置于仓底的气力输送装置输送至成品仓中,在成品仓中收集得到脱氯剂产品。

12、一种适用于高炉煤气的脱氯剂,所述脱氯剂通过上述制备方法制备得到。

13、作为优选,所述脱氯剂的粒径为400~550目,比表面积为0.9~1.5㎡/g,休止角≤48°。

14、一种对高炉煤气进行脱氯的方法,包括如下步骤:

15、i,通过上述制备方法制备得到脱氯剂。

16、ii,在高炉煤气重力除尘器出口管道处增设脱氯入口管,然后将步骤i得到的脱氯剂首先加入到脱氯剂储料仓中,氯剂储储料仓内的脱氯剂经通过正压气力输送,将脱氯剂喷入高炉煤气重力除尘出口管道中,进入到管道内的脱氯剂,迅速流化,脱氯剂与高炉煤气中的hcl充分接触,实现对高炉煤气进行脱氯处理;其中加入脱氯剂的流量与高炉煤气的流量之比为:(90~100)kg/h:(430000~460000)nm3/h。

17、作为优选,步骤ii中,所述脱氯剂通过载气进行正压气力输送,载气的流速为42~58m3/h;所述载气的压力≥0.5mpa;所述载气为氮气。

18、作为优选,步骤i中,所述高炉煤气中氯化氢的含量为70~180mg/nm3,高炉煤气的温度为100~200℃。

19、本发明的技术效果在于:

20、(1)本发明通过将特定的食品级的碳酸氢钠作为主体原料,通过本发明具体的研磨混合粉碎和特定原料的配合实现对特定碳酸氢钠进行具体的改性而作为脱氯剂的核心成分,首次将该类原料应用于针对高炉煤气这种特定煤气的脱氯操作。

21、(2)本发明通过在对特定碳酸氢钠的基础上添加了特定量的具体纯度的硬脂酸钙和二氧化硅,提高了脱氯剂的流动性,并且提高了疏水性,从而解决了传统的碳酸氢钠流动性差、易板结等的问题。同时由于氢氧化钙碱度比脱氯剂低,因此单独脱氯效率相对低,本发明通过在碳酸氢钠的基础上合理添加特定量具体纯度的高活性氢氧化钙,并通过与硬脂酸钠和二氧化硅的配合,从而在保证脱氯效率的同时降低了生产成本。

22、(3)从高炉的重力除尘器出口排出的的荒80煤气中,氯化氢的含量为80~150mg/nm3,通过喷入具体量的本发明脱氯剂后,通过测量高炉布袋除尘器出口处的净煤气,得到其氯化氢的含量<10mg/nm3,同时,脱氯系统投运前trt出口煤气冷凝水的ph值为2~3,通过本发明特定脱氯剂进行脱氯处理之后ph增至5.5~6.5,达到了对高炉煤气这种具体成分含量的煤气进行氯脱除和改善ph等的预定技术效果。

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