[发明专利]一种粉煤灰与烟尘灰制备烟气精脱硫剂的方法

说明书

本发明公开了一种粉煤灰与烟尘灰制备烟气精脱硫剂的方法，该方法以粉煤灰和烟尘灰为原料，经预处理、酸浸富集金属元素、共沉淀及成型得到烟气精脱硫剂。本发明方法工艺设备简单，操作容易、安全，是一种利用工业废弃物制备可用于多种环境的精脱硫剂以及白炭黑、钾盐副产物的固废综合利用工艺技术路线，实现变废为宝、以废治废目的。该方法制备的精脱硫剂具有脱硫活性高、穿透硫容高等特点，适用转炉煤气、高炉煤气、天然气、焦炉煤气净化脱硫过程，可将硫含量脱至1mg/Nm³以下，特别适用于烟气的精脱硫过程。

技术领域

本发明涉及利用粉煤灰和烟尘灰固体废弃物制备烟气精脱硫的方法，属于节能减排、环境保护领域。

背景技术

随着钢铁行业的迅速发展，烟尘灰年排放量已超过500万吨，其富含大量的锰、铁、锌、钾等金属元素，但是由于成分复杂、颗粒细小等问题，使得大部分烟尘灰未能得到有效利用，不仅浪费资源，而且污染生态环境。粉煤灰属于火力发电厂排放量最大固体废弃物，中国的粉煤灰堆积量已达到8亿吨，对周边环境造成了严重污染。目前粉煤灰主要作为水泥掺和剂，综合利用技术和层次还比较低，其中大量的金属元素没有得到回收利用。近年来也有文献报道从粉煤灰中提取金属元素，但金属元素提纯较为繁琐导致工业化进展较慢。

目前，在中国依然以煤为第一能源，必然面临着废烟气净化处理问题，其中SO₂的净化始终是各大企业关注的重点。随着《钢铁工业大气污染物超低排放标准》的实施，要求烟气SO₂≤30mg/m³，对各大燃煤企业提出了更高的要求。企业对烟气中SO₂的净化也包括对煤气净化处理，采用吸附法脱除煤气中硫化氢可有效地降低烟气中的硫含量。

目前，也有专利报道利用粉煤灰经过简单的处理方式制备脱硫剂，专利CN100488600C公开了利用氧化钙含量大于40%的电石厂除尘灰和氧化钙含量大于10%的粉煤灰为原料，通过机械搅拌均匀、球盘机成型，烘干得到脱硫剂。专利CN101745309B公开了粉煤灰或炼铁高炉渣用于烟气脱硫及综合利用的方法，将粉煤灰或炼铁高炉渣、氟化铵助溶剂、水混合均匀后添加软锰矿和硫酸亚铁调制成浆液，用浆液吸收烟气中的SO₂。专利CN109621691A公开了一种干法低温烟气脱硫剂及制备方法，将粉煤灰、氢氧化钙混合、金属氧化物和高分子化合物搅拌混合后再掺水混合均匀、最后造粒成型得到脱硫剂。以上专利都是在粉煤灰中添加活性物质后经过简单的机械搅拌、掺水混均得到的固相或浆料脱硫剂，活性组分分散不均，且多数脱硫剂只能用于脱除烟气中的SO₂，并不能用于煤气净化脱H₂S，使用环境比较单一。利用烟尘灰提取金属元素已有较多的专利，但是利用烟尘灰制备脱硫剂的文献还未见报道。

发明内容

本发明旨在利用粉煤灰和烟尘灰开发一种可用于多种环境的高效脱硫剂，用于燃煤烟气中SO₂或煤气中的H₂S、有机硫化物的净化处理，可满足企业的不同脱硫工艺。该方法通过预处理、酸浸富集金属元素、共沉淀及成型得到精脱硫剂，同时可得白炭黑、钾盐副产物，其技术路线不仅为粉煤灰与烟尘灰的综合利用开发了一条有效途径，减少了灰分对环境的污染，同时得到了可用于多种环境的精脱硫剂和具有高附加值的白炭黑、钾盐副产物。

本发明的技术方案如下：粉煤灰和烟尘灰经预处理、酸浸富集金属元素、共沉淀及成型得到烟气精脱硫剂，其活性成分包括Mn、Fe、Zn、Ca、Mg、Cu元素的金属氧化物，载体为Al₂O₃-SiO₂，其制备方法包括如下步骤：

（1）原料预处理

按粉煤灰与改性剂的质量比为1:0.2~0.3，分别称取粉煤灰和改性剂，混合均匀后在600~800℃下焙烧1~3小时，然后冷却，研磨，过60~120目标准筛得到改性粉煤灰；