[發明專利]一種燒結工藝處理半干法脫硫灰和高硫鐵料制備硫酸的方法

有效

• 申請號: 202110852822.2
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113651295B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 甘敏;范曉慧;劉林程;季志云;孫增青;陳許玲;黃曉賢;袁禮順
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C01B17/50
• 分類號: C01B17/50;C01B17/76;C22B1/16
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 張偉

本發明公開了一種燒結工藝處理半干法脫硫灰和高硫鐵料制備硫酸的方法，該方法是將半干法脫硫灰、高硫鐵料、生石灰和固體燃料進行配料、混勻和制粒，得到球料，所述將球料依次進行布料、點火和燒結，在燒結過程中由燒結機中部產生的高二氧化硫濃度煙氣用于制備硫酸，同時得到燒結料。該方法實現了半干法脫硫灰的全組分資源化回收以及高硫鐵料的高效利用，且燒結過程中產生的二氧化硫煙氣集中在燒結機中部用于制備硫酸，而燒結機其余部位產生的煙氣二氧化硫含量低，能夠與制酸后的煙氣經過脫硝后即可達到排放的要求。

技術領域

本發明涉及一種半干法脫硫灰處理方法，具體涉及一種利用鐵礦燒結工藝過程來協同資源化處理半干法脫硫灰制備硫酸的方法，屬于固廢處理技術領域。

背景技術

當前，煙氣脫硫技術主要為濕法脫硫技術、干法脫硫技術和半干法脫硫技術。和前者技術相比，干法和半干法脫硫技術具有脫硫效率高、工藝流程短、投資較低，占地面積小等優點。半干法脫硫工藝優勢尤為明顯，被廣泛應用于鋼鐵冶金、火力發電等行業。

半干法脫硫工藝產生的脫硫灰主要成分為：游離氧化鈣、亞硫酸鈣、氫氧化鈣、硫酸鈣和少量的碳酸鈣等物質。半干法脫硫灰整體呈堿性，游離氧化鈣成分易吸水膨脹；亞硫酸鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣成分受熱易分解，具有不穩定性等，屬于難處理的固體危廢。

目前國內外針對半干法脫硫灰的應用，其主要為水泥輔料方面的應用。而半干法脫硫灰中硫含量較高，且其含有較多的游離氧化鈣，在長期水化過程中不斷生成Ca(OH)₂，體積不斷膨脹，對使用的安定性產生影響，不能直接作為水泥使用或使用量較少，使其資源化利用受限。絕大部分脫硫灰只能堆積填埋的方式處理，既破壞環境又占用土地資源。同時，半干法脫硫灰中大量的鈣、硫等資源未得到大宗化利用，造成了資源的浪費。

因此，尋找一種半干法脫硫灰綜合利用的技術，以解決脫硫灰的就地資源化利用問題迫在眉睫。

發明內容

針對現有技術中半干法脫硫灰難以處理和綜合利用的技術問題，本發明的目是在于提供一種利用鐵礦燒結過程來處理半干法脫硫灰實現半干法脫硫灰資源化利用的方法，該方法利用半干法脫硫灰同時提供鈣源和硫源，以固體燃料作為碳源同時為生產提供熱源以及促進硫酸鈣分解，配入高硫鐵料提供鐵源，利用現有技術成熟的燒結裝置及工藝，在獲得合格鐵礦燒結料產品的同時，能夠將燒結過程中產生的二氧化硫集中富集在燒結機中部區域直接用于制備硫酸，實現脫硫灰的高效資源化利用。

為了實現上述技術目的，本發明提供了一種燒結工藝處理半干法脫硫灰和高硫鐵料制備硫酸的方法，該方法是將半干法脫硫灰、高硫鐵料、生石灰和固體燃料進行配料、混勻和制粒，得到球料，所述將球料依次進行布料、點火和燒結，得到燒結料；其中，在燒結過程中由燒結機中部產生的高二氧化硫濃度煙氣用于制備硫酸。

本發明技術方案將半干法脫硫灰、高硫鐵料、生石灰和固體燃料搭配利用鐵礦燒結過程來完成各種原料之間的高溫反應，實現了半干法脫硫灰中的硫和鈣以及高硫鐵料中的硫充分回收得到資源化利用。在燒結過程中半干法脫硫灰作為鈣源和硫源，在高溫反應中半干法脫硫灰中的亞硫酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣成分容易參與反應，而穩定性較好的硫酸鈣在碳質還原劑作用以及高硫鐵料的作用下能夠促進轉化，使得半干法脫硫灰中的絕大部分硫以二氧化硫形式進入煙氣，而其中的鈣參與鐵酸鈣生成，獲得合格的鐵礦燒結料。單一的高硫鐵料煅燒過程中難以獲得滿足制備硫酸的高二氧化硫煙氣，而搭配半干法脫硫灰進行高溫固相反應后大大提高煙氣中二氧化硫的濃度，以滿足制備硫酸的要求，且高硫鐵料煅燒過程中產生的鐵氧化物可以促進半干法脫硫灰中成分的轉化。固體燃料不僅僅起到供熱作用，關鍵還起到弱還原促進作用，有利于硫酸鈣等轉化。生石灰一方面作為鈣源和粘結劑，另一方面可以用于吸收燒結機頭部位置燃燒帶產生的SO₂，從而頭部煙氣中的SO₂濃度降低至35mg/m³以下，不需進行煙氣脫硫處理，且濕料帶吸附的SO₂進入燒結機中部后，集中釋放出來，從而提高中部煙氣中SO₂的濃度，有利于制備硫酸。