專利名稱：基于添加抑制劑的鐵礦石燒結(jié)過程脫硫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生鐵的加工處理中的脫硫技術(shù)，更具體的說，它涉及一種鐵礦石 燒結(jié)過程的脫硫方法。
背景技術(shù)：
鋼鐵企業(yè)排入大氣中二氧化硫的90% (不包括自備電廠)來自燒結(jié)廠，因此，減少 燒結(jié)廠的二氧化硫排放是鋼鐵企業(yè)環(huán)境治理的重中之重，加快實(shí)施燒結(jié)煙氣脫硫是鋼鐵工 業(yè)環(huán)境治理急需解決的重要問題。目前，燒結(jié)廠二氧化硫排放的控制方法可分為三類過程 前控制，過程中控制和過程后控制。(1)過程前控制。通過適當(dāng)配入含硫低的原料來控制燒結(jié)煙氣中二氧化硫的排放 量，這種方法簡(jiǎn)單有效。但是低硫原料的使用會(huì)受到企業(yè)自身采購(gòu)實(shí)力、地理位置和成本等 諸多因素限制，就目前原料短缺的現(xiàn)狀來看，難以全面推廣應(yīng)用。(2)過程中控制。在燒結(jié)原料中配加抑制劑，與燒結(jié)過程中產(chǎn)生的二氧化硫反應(yīng)， 通過阻止或吸收二氧化硫，減少二氧化硫從煙氣中排出的可能性，并阻止其它含硫物質(zhì)的 分解，達(dá)到固硫、減少二氧化硫排放的目的。(3)過程后控制。煙氣脫硫是目前世界上已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用的脫硫方式，是控制二 氧化硫排放的有效手段。燒結(jié)煙氣脫硫方法屬于末端治理，是大煙氣量、低含硫量的吸收脫 硫，使得工藝的投資費(fèi)用高，設(shè)備龐大，運(yùn)行成本高，而且所產(chǎn)生的硫酸鹽往往會(huì)造成處理 上的困難。近年研究表明，通過向燒結(jié)混合料中添加少量某種化學(xué)物質(zhì)，使二氧化硫與添加 劑分解生成的氨氣反應(yīng)生成固態(tài)硫酸銨鹽，能大幅度減少?gòu)U氣中的二氧化硫濃度。中國(guó)專 利公開號(hào)CN1285415，
公開日2001年2月觀日，發(fā)明創(chuàng)造的名稱為用于燒結(jié)過程中的在線 脫硫方法，該申請(qǐng)案公開了一種在燒結(jié)原料中添加含氨化合物，使其可在燒結(jié)過程中分離 出氨氣并于燒結(jié)過程中所釋放出的硫氧化物進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生硫酸銨鹽，然后以靜電集塵器捕 集硫酸銨鹽，再以集塵灰水洗系統(tǒng)將硫的成分從燒結(jié)的過程中分離出來的方法。其不足之處是(1)此方法在全部的燒結(jié)原料中都混合添加含氨化合物，而含氨 化合物的重量相對(duì)燒結(jié)原料的重量來說是微量的，在燒結(jié)混合料中配入低比例添加劑時(shí)， 生產(chǎn)工藝實(shí)際操作難度大，可能存在配比波動(dòng)等問題，導(dǎo)致混合不均勻，脫硫效率下降；(2) 氨氣與硫氧化物反應(yīng)產(chǎn)生硫酸銨鹽主要發(fā)生在料層中下部，所以硫酸銨鹽主要從燒結(jié)機(jī)中 后部分的風(fēng)箱隨煙氣排出，而此方法將所有的集塵灰都經(jīng)過集塵灰水洗系統(tǒng)處理，導(dǎo)致水 洗系統(tǒng)的處理量大，而且除塵灰含硫濃度低，水洗系統(tǒng)效率變低，處理難度大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種投資費(fèi)用少、運(yùn)行成本低而且脫 硫效率高的鐵礦石燒結(jié)過程脫硫方法。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的基于添加抑制劑的鐵礦石燒結(jié)過程脫硫方法，在燒結(jié)料層底部的鋪底料 層中添加含氨化合物，燒結(jié)過程中，含氨化合物分解出的氨氣與硫氧化物反應(yīng)生成的硫酸 銨鹽吸附于粉塵被煙氣帶走，將燒結(jié)機(jī)后半部分風(fēng)箱的煙氣用旋風(fēng)除塵器捕集含硫酸銨鹽 的粉塵，并將此除塵灰經(jīng)水洗、過濾和干燥得干塵灰，同時(shí)將過濾后的濾液經(jīng)濃縮、結(jié)晶和 干燥得硫酸銨。如上所述在燒結(jié)料層底部的鋪底料層中添加含氨化合物的水溶液。所述的含氨化 合物為尿素。所述的含氨化合物與燒結(jié)料層的質(zhì)量百分比為0. 05% -0. 15%。燒結(jié)過程中，通過在燒結(jié)料層底部的鋪底料層中加入含氨化合物水溶液作為抑制 劑，在料層中建立全燒結(jié)過程的二氧化硫排放屏障，在燒結(jié)機(jī)前半部分，二氧化硫被濕料層 與抑制劑吸收，料床的大截面積和低風(fēng)速為二氧化硫的吸收創(chuàng)造了良好的動(dòng)力學(xué)條件，因 此在燒結(jié)機(jī)前半部分風(fēng)箱中的煙氣含硫量極低。在燒結(jié)機(jī)后半段，料層進(jìn)入干燥預(yù)熱帶后， 料層中的二氧化硫集中釋放，抑制劑分解產(chǎn)生的氨氣正好與其反應(yīng)。二氧化硫和氨氣反應(yīng) 生成硫酸銨的反應(yīng)，其吉布斯自由能隨溫度升高而增大，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，當(dāng)溫度超過800K 即527°C時(shí)，反應(yīng)將不能向生成硫酸銨的方向進(jìn)行，這說明，在燒結(jié)過程中，二氧化硫和氨氣 反應(yīng)生成硫酸銨的反應(yīng)將主要發(fā)生在料層中下部，因此含氨化合物的抑制劑只需加在料層 的鋪底料層。在燒結(jié)終點(diǎn)到來之前的一段時(shí)間，負(fù)壓較高，廢氣流速慢，二氧化硫和氨氣反 應(yīng)生成硫酸銨的反應(yīng)充分進(jìn)行。在燒結(jié)高溫到來之前，料層透氣性逐步得到改善，氣流逐漸 增強(qiáng)，形成的硫酸銨粘附在粉塵表面，被上部煙氣流吹入立管，與燒結(jié)料層有效分離，經(jīng)過 硫酸銨冷卻煙道，延長(zhǎng)硫酸銨冷卻、分離時(shí)間，強(qiáng)化粉塵的粘附能力，從而阻止了硫酸銨的 分解，降低了重新形成二氧化硫的可能性，將燒結(jié)機(jī)后半部分風(fēng)箱中的煙氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器 單獨(dú)捕集粉塵，便可進(jìn)行資源化處理。本發(fā)明的有益效果是(1)本發(fā)明充分考慮燒結(jié)過程中二氧化硫排放規(guī)律，重點(diǎn) 放在靠燒結(jié)機(jī)機(jī)尾的后半部分選擇性脫硫，此段二氧化硫集中排放濃度高，克服了傳統(tǒng)方 法中處理量大的問題，因此本發(fā)明脫硫效率高；( 本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，新增設(shè)備少，與 傳統(tǒng)煙氣脫硫方法相比，投資費(fèi)用大幅度減少；C3)本發(fā)明運(yùn)行成本低廉，運(yùn)行成本主要是 廉價(jià)含氨化合物的采購(gòu)；(4)副產(chǎn)品是硫酸銨，可作為化肥或化工原料使用，無二次污染。


附圖為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。圖中1抑制劑水溶液配比罐、2抑制劑水溶液噴灑器、3燒結(jié)機(jī)、4硫酸銨冷卻煙 道、5硫酸銨干燥機(jī)、6硫酸銨濃縮-結(jié)晶器、7旋風(fēng)除塵器、8水洗系統(tǒng)、9干塵灰干燥機(jī)；A 燒結(jié)煙氣總管、B干塵灰排出口管道、C硫酸銨排出口管道
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例中的含氨化合物采用尿素，尿素與燒結(jié)料層的質(zhì)量百分比取為0.10%，即 1噸的燒結(jié)混合料配用1千克尿素。燒結(jié)生產(chǎn)過程中，將尿素在抑制劑水溶液配比罐1中 配制成尿素溶液，經(jīng)抑制劑水溶液噴灑器2均勻的噴灑在燒結(jié)機(jī)3的料層底部的鋪底料層 上，燒結(jié)過程中，尿素分解出的氨氣與硫氧化物反應(yīng)生成硫酸銨鹽，在燒結(jié)高溫到來之前的一段時(shí)間，硫酸銨鹽吸附于粉塵被煙氣帶走，將燒結(jié)機(jī)3后半部分風(fēng)箱的煙氣引入硫酸銨 冷卻煙道4，以延長(zhǎng)硫酸銨冷卻、分離時(shí)間，強(qiáng)化粉塵的粘附能力，然后經(jīng)旋風(fēng)除塵器7捕集 含硫酸銨的粉塵，旋風(fēng)除塵器7的出口煙氣和燒結(jié)機(jī)3的前半部分風(fēng)箱的煙氣一起進(jìn)入燒 結(jié)煙氣總管A。將旋風(fēng)除塵器7的除塵灰經(jīng)水洗系統(tǒng)8處理，過濾后經(jīng)干塵灰干燥機(jī)9干燥 得干塵灰，干塵灰可用作燒結(jié)和球團(tuán)礦的原料，同時(shí)將過濾后的濾液經(jīng)硫酸銨濃縮-結(jié)晶 器6，再經(jīng)硫酸銨干燥機(jī)5干燥即得硫酸銨，可作為化肥或化工原料。
本實(shí)施例的燒結(jié)實(shí)驗(yàn)中，煙氣中二氧化硫排放濃度為42. 83mg/m3，不采用本發(fā)明 的方法時(shí)，煙氣中二氧化硫排放濃度為426. 25mg/m3，脫硫率達(dá)89. 95%，脫硫效果顯著。
權(quán)利要求
1.一種基于添加抑制劑的鐵礦石燒結(jié)過程脫硫方法，其特征是，在燒結(jié)料層底部的鋪 底料層中添加含氨化合物，燒結(jié)過程中，含氨化合物分解出的氨氣與硫氧化物反應(yīng)生成的 硫酸銨鹽吸附于粉塵被煙氣帶走，將燒結(jié)機(jī)后半部分風(fēng)箱的煙氣用旋風(fēng)除塵器捕集含硫酸 銨鹽的粉塵，并將此除塵灰經(jīng)水洗、過濾和干燥得干塵灰，同時(shí)將過濾后的濾液經(jīng)濃縮、結(jié) 晶和干燥得硫酸銨。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于添加抑制劑的鐵礦石燒結(jié)過程脫硫方法，其特征是，在 燒結(jié)料層底部的鋪底料層中添加含氨化合物的水溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于添加抑制劑的鐵礦石燒結(jié)過程脫硫方法，其特征是，所 述的含氨化合物為尿素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于添加抑制劑的鐵礦石燒結(jié)過程脫硫方法，其特征是，所 述的含氨化合物與燒結(jié)料層的質(zhì)量百分比為0. 05% -0. 15%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于添加抑制劑的鐵礦石燒結(jié)過程脫硫方法，旨在提供一種投資費(fèi)用少、運(yùn)行成本低而且脫硫效率高的鐵礦石燒結(jié)過程脫硫方法。本發(fā)明在燒結(jié)料層底部的鋪底料層中添加含氨化合物，燒結(jié)過程中，含氨化合物分解出的氨氣與硫氧化物反應(yīng)生成的硫酸銨鹽吸附于粉塵被煙氣帶走，將燒結(jié)機(jī)后半部分風(fēng)箱的煙氣用旋風(fēng)除塵器捕集含硫酸銨鹽的粉塵，并將此除塵灰經(jīng)水洗、過濾和干燥得干塵灰，同時(shí)將過濾后的濾液經(jīng)濃縮、結(jié)晶和干燥得硫酸銨。
文檔編號(hào)B01D53/50GK102068887SQ20111002240
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者劉自民, 李家新, 王平, 胡鋒鋒, 金俊, 龍紅明 申請(qǐng)人:龍紅明