[发明专利]烧结烟气脱硫制氢的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁行业烧结烟气净化技术领域，具体是关于一种环保安全高效益的烧结烟气脱硫制氢的工艺方法。

背景技术

高炉炼铁是在生产前将各种粉状含铁原料配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备(烧结机)上使物料发生一系列物理化学变化并烧结成块的过程。在此过程中会产生大量烟气，烟气的成分主要包括一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、焦油和各种粉尘等。烧结机年作业率高，达90％以上，烟气排放量大，对环境造成了严重的影响。

我国钢铁行业SO₂排放量已占到全国SO₂的11％左右，成为仅次于电力行业的第二大SO₂排放行业。烧结工序中产生的SO₂一般占到钢铁行业SO₂排放总量的90％。国家环保局出台的“十一五”期间SO₂控制计划中指出：钢铁行业要减排10万吨，其中烧结工序占50％，《国家环保“十一五”规划》也将烟气脱硫作为投资重点，提出钢铁行业烧结烟气脱硫等脱硫工程要形成脱硫能力30万吨。要实现此目标，烧结烟气脱硫技术必将是钢铁企业脱硫的重中之重。

随着近几年钢铁行业的大规模建设，全国烧结单机面积和大中型烧结机的总面积在迅速增加。2003年90m²以上烧结机约90台，至2008年底约增长至300余台。所有烧结在建设中考虑烟气脱硫的很少。随着我国环境质量要求的提高以及总量控制的需要，对烧结机外排烟气中的SO₂浓度和排放量必将进行限制，必将采用相应的处理措施予以治理。

现有的钢铁行业烧结烟气脱硫技术按照烟气脱硫的工艺特点可分为三类：湿法脱硫技术，半干法脱硫技术，干法脱硫技术。实际应用的技术有石灰石-石膏法、活性炭法、电子束法、有机胺法、氨水法、钙(镁)基干法等。这些方法可能会造成副产物无法处理或利用率较低或脱硫工艺不完善，出现“塌床”等不利环节，而且一些方法投资和运行成本较高，无法利用此工艺为使用者带来真实效益。

目前，我国烧结烟气脱硫现状并不乐观，真正具有脱硫设备的烧结机还很少，投入运行的仅几家。制约烧结烟气脱硫发展的关键障碍是缺乏适合我国国情的烧结烟气脱硫技术。大部分现有的脱硫技术在烧结烟气脱硫上没有现成的经验可循，多处于探索阶段。找寻和开发一种适合于烧结工艺的烟气脱硫技术是市场的需求，也是烧结烟气脱硫技术发展的需要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种钢铁行业烧结烟气净化技术，采用烧结烟气脱硫制氢工艺，达到安全环保要求，提高经济效益。

本发明提供了一种烧结烟气脱硫制氢的方法，该方法包括步骤：

将含硫烧结烟气引入硫化氢溶液中，反应生成金属硫和水的混合液；

对上述金属硫和水的混合液进行过滤，过滤后的水引入制氢室，过滤出的金属硫经干燥后与金属钠通过研磨产生硫化钠，该硫化钠作为牺牲剂引入制氢室；

在制氢室内，以硫化钠为牺牲剂，在催化剂及光照条件下，将水分解，制备氢气并产生亚硫酸钠。

根据本发明的具体实施方案，本发明的烧结烟气脱硫制氢的方法中，所述烧结烟气为高炉炼铁工艺烧结烟气。其成份比较复杂，主要有：一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、焦油和各种粉尘等。根据本发明的具体实施方案，所述烧结烟气在进入本发明的脱硫制氢工艺前，需先经除尘将焦油和各种粉尘脱去，一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物不与本发明工艺流程中的溶剂反应，相溶性也很小，可不予考虑。

根据本发明的具体实施方案，本发明的烧结烟气脱硫制氢的方法中，所述烧结烟气与硫化氢溶液在常温搅拌条件下即可进行反应。

根据本发明的具体实施方案，本发明的烧结烟气脱硫制氢的方法中，所述金属硫和水的混合液可按照所属领域的常规过滤条件进行过滤，例如，可经纸袋过滤机进行过滤，可按照纸袋过滤机的规格选择合适的过滤条件，优选的，本发明中的过滤介质液体通过量为每平方米150升～250升/分钟，过滤精度35～45微米条件。过滤后的水不需进行其他处理，即可直接用于制氢。

根据本发明的具体实施方案，本发明的烧结烟气脱硫制氢的方法中，所述过滤出的金属硫的干燥、干燥后的硫与金属钠研磨产生硫化钠的具体操作均可按照所属领域的常规操作条件进行。

根据本发明的具体实施方案，本发明的烧结烟气脱硫制氢的方法中，在制氢室内，可以Pt-PdS/CdS作为三元催化剂，常温光照条件下将水分解制备氢气并产生亚硫酸钠。