[發明專利]一種脫硫石膏資源化綜合利用的方法

無效

• 申請號: 200810058645.5
• 申請日: 2008-07-07
• 公開（公告）號: CN101314462A
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發明（設計）人: 寧平;馬麗萍
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C01B17/50
• 分類號: C01B17/50;C04B7/24;C04B11/26
• 代理公司: 昆明慧翔專利事務所
• 代理人: 程韻波

一、技術領域

本發明涉及一種脫硫石膏資源化綜合利用的方法，是利用高硫煤作為還原劑使燃煤煙氣脫硫產生的脫硫石膏還原分解回收硫資源聯產水泥熟料的方法，屬于一種化學處理技術領域。

二、背景技術

隨著環境保護要求越來越嚴格，煙氣中SO₂排放控制也越來越嚴格。根據《國務院關于酸雨控制區和二氧化硫污染控制區有關問題的批復》規定，到2010年，二氧化硫排放總量控制在2000年排放水平以內。因此，煙氣脫硫是燃煤電廠、鍋爐必須采取的大氣污染控制措施。

脫硫石膏是火電廠主要污染源SO₂處理后的副產品，煙氣脫硫方法主要有濕法、半干法和干法脫硫。理論上脫除一噸SO₂可產生3-4噸含水石膏，目前除日本、德國等少數國家由于石膏資源缺乏，將脫硫石膏進一步氧化成較純的石膏補充石膏資源的不足外，其余大部分國家都是將脫硫渣拋棄處理。國內濕法脫硫最典型的是重慶珞璜電廠，其脫硫副產品石膏純度很高，但由于市場等原因也只有10％被利用，大部分仍然堆放。半干法、干法脫硫大多用石灰，其脫硫渣主要含有CaSO₃、CaSO₄、CaO、Ca(OH)₂、飛灰等，因其成分復雜而不穩定而難以利用。調查表明，預計到2010年，我國堆存的脫硫石膏和其他石膏副產品將超過1億噸。大量脫硫廢渣的堆積，需占用大量的耕地和花費大量的處理費用，還會造成對環境的危害及對地下水的污染。因此，對脫硫廢渣進行處理已成為制約鈣法脫硫推廣應用的一個重要因素。

目前，國外對脫硫石膏的研究和應用已獲得了豐富的經驗，在芬蘭，LIFAC脫硫(煙氣尾部增濕活化脫硫)灰主要用在筑路、制磚、混泥土摻和等方面應用，在植物栽培土壤調節等其他方面的應用也方興未艾。國內煙氣脫硫實施起步晚，對脫硫灰渣的研究投入不多，對脫硫灰的組成及理化性能并不十分了解，在脫硫灰的綜合利用問題上還存在顧慮，雖然在建材、土壤pH值調節方面做過一些研究，但對于由半干法、干法脫硫而產生的灰渣，因其主要成分為CaSO₃，在空氣中會緩慢氧化，在酸性介質中易釋放出SO₂，若做成建材，在高溫焙燒時又釋放出SO₂，形成二次污染而更難利用。因此我國電廠產生的脫硫灰渣主要以堆放為主，脫硫灰渣處理處置勢在必行。隨著電廠脫硫的進一步開展，脫硫灰渣的比例將越來越大，脫硫灰渣能否得到較好的處置與利用，對火電廠的長期穩定運行和環境保護起著決定性的作用。在脫硫渣的資源化利用研究中，除用于制造建材、土壤改良劑等方面的研究外，將脫硫渣分解回收硫資源是一種很具有吸引力的方法。利用硫酸鈣分解制硫酸和水泥的Mueller-Kuhne法和OSW-Krupp法從原理上可以實現脫硫渣的回收利用，但是由于其成本投資太高、反應條件苛刻、脫硫石膏中的雜質對水泥質量有很大影響而難以實際應用。美國F.S.Chalmers曾提出以碳作為還原劑將脫硫灰渣還原得到硫化鈣，而后用硫化氫溶液萃取，得到的產品進一步加工成鈣化合物及硫化氫氣體，進一步得到單質硫。該法類似于傳統的Kel-S法。這樣即從脫硫灰渣中回收了硫成分，又可將鈣循環運用，使電廠獲利。目前該工藝關鍵技術僅由其本人掌握。

目前世界硫資源供應緊張，而我國也是一個硫資源緊缺的國家，硫酸生產行業需要大量進口硫磺，硫磺價格上漲，給硫磺制酸行業帶來了高的成本，限制了企業的發展。

我國是一個以煤炭為主要能源的國家，煤炭儲量居世界前列。其中含硫大于3％的高硫煤的預測儲量和探明儲量分別是4260億噸和620億噸。由于煤炭燃燒產生大量的二氧化硫對大氣環境質量的影響，國家關于《兩控區酸雨和二氧化硫污染防治“十五”計劃》，將硫含量大于3％的高硫煤歸為禁止開采和禁用煤種。

本發明以高硫煤作為還原劑從脫硫渣中制取硫化鈣，進一步生成SO₂作為硫酸生產原料氣，不僅可以充分利用煤中硫資源，回收脫硫石膏中的硫資源。同時，脫硫后得到的固體渣料可直接作為水泥熟料用于生產水泥。實現脫硫石膏的綜合利用，減少天然石膏開采，保護環境。

專利文獻CN1958498A中公開一種由煙氣脫硫石膏生產硫酸和水泥的方法，是一種將煙氣脫硫石膏進行干燥得到半水石膏，再加入含三氧化二鐵、三氧化二鋁和二氧化硅的物質，加入碳混合，在900-1450℃煅燒得到二氧化硫和水泥熟料，所得二氧化硫用二轉二吸方法制備工業硫酸。