[發明專利]利用白泥對水泥窯爐煙氣進行脫硫的方法及其裝置

有效

• 申請號: 201911405922.X
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111097282B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 徐迅;季軍榮;武雙磊;謝衛東;劉信超;周洲;帥祖義
• 申請（專利權）人: 崇左南方水泥有限公司
• 主分類號: B01D53/83
• 分類號: B01D53/83;B01D53/50
• 代理公司: 廣西中知科創知識產權代理有限公司 45130
• 代理人: 李家恒

本發明公開了一種利用白泥對水泥窯爐煙氣進行脫硫的方法，屬于水泥窯爐煙氣脫硫技術領域。本發明的方法包括如下步驟：將白泥、高碳粉煤灰、碳酸氫銨按一定比例混合，經烘干打散后，利用水泥窯爐自身高溫三次風加熱，使之分解，生成疏松多孔的復合粉體，然后將復合粉體導入水泥窯爐的第二級旋風預熱器至第一級旋風預熱器的上升管道中，與煙氣混合反應，完成水泥窯爐煙氣的脫硫。本發明的方法實現了白泥、高碳粉煤灰的資源化利用，同時，簡化了脫硫系統，提高了脫硫效率，降低水泥企業脫硫成本。

技術領域

本發明屬于水泥窯爐煙氣脫硫技術領域，具體涉及利用利用白泥對水泥窯爐煙氣進行脫硫的方法及其裝置。

背景技術

水泥企業SO₂的排放源自兩個地方：原料和燃料，主要由原料和燃料中的無機硫和有機硫氧化生成。原料中的黃鐵礦和白鐵礦(FeS₂)或一些硫化物(FeS)，在第1、2級旋風預熱器中被氧化成SO₂氣體，這些SO₂氣體一部分被堿性物料吸收，另一部分經過增濕塔或生料立磨后進入窯尾煙囪排放；而燃料中的SO₂，絕大多數能夠與高溫的堿性熱生料(富含CaO)和O₂發生反應生成硫酸鹽。因此窯尾煙氣中的SO₂主要由原料分解產生。

我國水泥企業每年SO₂排污費用平均高達數百萬元，SO₂減排任務非常艱巨。目前應用于工程實踐的有如下幾種脫硫方法：(1)干反應劑噴注法是指將熟石灰噴入預熱器系統的適當位置，脫硫效率在50～70％，但因需要增加購置熟石灰的費用，脫硫成本每噸熟料預計增加1～3元。(2)噴霧干燥脫硫法可以通過對水泥廠增濕塔進行改造來實現，投資低于濕法脫硫。脫硫效率70～80％，但存在管路堵塞、檢修維護的工作量大等問題。(3)濕式脫硫法，效果最好，脫硫效率可以達到80～95％，堵塞和維修問題較少，但成本高昂，日產5000噸生產線改造成本高達8000萬左右人民幣，預計運行成本每噸熟料增加4元左右。(4)熱生料脫硫，利用分解爐中的熱生料含有的大量活性CaO以及部分K₂O、Na₂O與SO₂在高溫下反應生成硫酸鹽。現有技術利用熱生料直接噴灑第2級旋風預熱器或者增濕塔，脫硫效率為30～40％。

白泥是紙漿造紙企業在回收純堿過程中的固體廢渣，每生產一噸紙或一噸漿，平均要產生0.8～1噸白泥，全國每年產生白泥300多萬噸。白泥的主要成分是CaCO₃，含量高達80～90％，呈堿性，pH在9～12之間，有較強的腐蝕性。因為白泥中含有鈉、鎂等離子，大大增加了白泥中CaCO₃的溶解度和溶出速率。若利用白泥的強堿性，制備脫硫劑使用，不僅將節省天然石灰石資源的過度利用，并且大大減少企業的脫硫成本。

我國的煤炭消耗量巨大，其中電廠占總耗煤的35％左右，粉煤灰年排放量近2億噸，但其中25％為高碳粉煤灰。高碳粉煤灰主要化學成分為SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO和殘碳，其主要特點是含碳量高(15-30％)、火山灰活性低，直接用作水泥或混凝土礦物摻合料受到一定限制，基本未能得到廣泛應用。

為了充分利用白泥中的高堿性物質，國內公開了一些專利技術。如中國專利CN102553427A公開了一種以電石渣或白泥作脫硫劑的煙氣濕法脫硫工藝及裝置。該技術設計了一套獨立的脫硫裝置，可用于電廠以及大多數有脫硫需求的工廠。

CN106925250A中，公開了一種以白泥制備干式脫硫催化劑的方法。該技術以白泥為原料，以硝酸飾和鈦酸四丁酯為反應前驅物，通過浸漬、干燥和煅燒，制備負載型高效干式脫硫催化劑CaMgOx-CeO₂/TiO₂。該發明提供了一種生產高效脫硫催化劑的方法，同時又能將白泥固廢綜合利用，具有顯著的經濟效益和環境效益。