D0I:10.13374/1.issnl00103.2007.s2.083 第29卷增刊2 北京科技大学学报 Vol.29 Suppl.2 2007年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dee.2007 利用除尘灰制备高效脱硫剂 汪莉吕春香宋存义李子富 北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083 摘要利用C(0H)2和钢铁企业的除尘灰作为原料，通过不同的方法制备脱硫剂，在流化床反应器中进行脱硫性能实验， 考察脱硫效率在95%以上的持续时间及钙利用率等指标，对其脱硫性能进行了比较.实验结果表明，除尘灰A中F2O3和 F0含量高，作为添加剂与Ca(0H)z混合焙烧后，钙利用率从18.2%提高到70.2%，脱硫效率在95%以上的持续时间从11 min延长到31min,除尘灰A作为添加剂与Ca(OH)2混合焙烧，制备半干法烟气脱硫的高效脱硫剂，可以较大地提高钙利用 率，对于烧结烟气脱硫具有重要的实用价值。 关键词烧结烟气脱硫：脱硫剂：除尘灰：钙利用率 分类号X701.3 钢铁企业烧结生产所用的原料铁矿和煤粉均含 的促进作用，目前，其研究方向主要集中于将各种 有一定量的硫，在烧结机1200℃高温烧制过程中， 添加剂与钙基脱硫剂混合，以及对钙基脱硫剂进行 其中约有90%的硫可反应生成S02,随烧结机头产 改性两个方面，用飞灰和石灰混合水合制备脱硫 生的含尘烟气排出，烧结机的$02排放量约占钢铁 剂3，用Ca(OH)2、石膏、粉煤灰混合水合制备脱 企业生产排放总量的40%~60%.烧结机烟气 硫剂128]，将Ca(0H)2、石膏、粉煤灰和Fe203粉混 具有烟气流量、烟气温度等工况参数波动较大，含硫 合制备出粒状脱硫剂]，通过高温煅烧时改变脱硫 量类似中低硫燃煤的锅炉烟气等特点，减少S02排 剂的微细孔隙特性203]均可提高脱硫反应速率与 放的主要对策有两方面：一是选用低硫原料，二是烟 钙利用率，基于在一定条件下，Fe203等金属氧化物 气脱硫 对提高钙基脱硫剂与$02的反应速度有催化作用， 对于烧结烟气脱硫技术的研究，日本居世界领 而钢铁企业生产中产生的各种固体废弃物都含有 先地位.20世纪70年代开始，日本采用了湿式石灰 F2O3等多种金属氧化物，利用钢铁企业固体废弃 石一石膏法，氨一硫铵法，氢氧化镁法]和活性炭吸 物除尘灰制备高效脱硫剂，具有广泛的实用性、显著 附法等技术。依据我国现阶段的国情，研究高效低 的经济效益和社会效益 成本的烧结烟气脱硫技术尤为重要，近两年，随着 我国对治理$O2污染的重视，烧结烟气脱硫工程项 1实验 目开始启动，已投入使用的有密相干塔法、氨一硫铵 1.1实验材料 法、湿式石灰一石膏法等技术，还有一些新工艺准备 实验所用的熟石灰含有95%的活性Ca(0H)2, 建设 7种除尘灰样品取自某钢铁厂·除尘灰的化学成分 密相干塔法是一种半干法烟气脱硫工艺，脱硫 分析结果如表1所示. 剂在加湿状态下进行脱硫反应，脱硫产物呈干状，脱 将除尘灰作为添加剂制备脱硫剂，一种是除尘 硫效率和投资居于湿法和干法之间，有干法脱硫无 灰直接与Ca(OH)2加水混合，另一种是除尘灰与 污水排出、脱硫产物易于处理等优点，适用于中低硫 Ca(OH)2加水混合后在一定温度下焙烧待用 燃煤的烟气脱硫，也可用于烧结烟气的脱硫，因此， 1.2性能测定 受到人们的广泛关注 脱硫剂性能测定实验在一石英玻璃流化床反应 研究开发低成本、高效率的脱硫剂，是提高密相 器中进行，实验装置如图1所示，S02和空气通过 干塔法等半干法烟气脱硫技术中脱硫剂利用率的重 质量流量计控制流量进入气体混合器，混合后$02 要途径，对半干法脱硫技术的进一步推广具有积极 浓度达到1200mgm一3的气体经过预热加湿器，达 收稿日期：2007-10-08 到一定温度并且有一定含湿量的气体进入反应器， 作者简介：汪莉(1962一)，女，副教授，博士生 在80℃温度下与脱硫剂接触进行脱硫反应，反应前利用除尘灰制备高效脱硫剂 汪 莉 吕春香 宋存义 李子富 北京科技大学土木与环境工程学院‚北京100083 摘 要 利用 Ca（OH）2 和钢铁企业的除尘灰作为原料‚通过不同的方法制备脱硫剂‚在流化床反应器中进行脱硫性能实验‚ 考察脱硫效率在95％以上的持续时间及钙利用率等指标‚对其脱硫性能进行了比较．实验结果表明‚除尘灰 A 中 Fe2O3 和 FeO 含量高‚作为添加剂与 Ca（OH）2 混合焙烧后‚钙利用率从18∙2％提高到70∙2％‚脱硫效率在95％以上的持续时间从11 min 延长到31min．除尘灰 A 作为添加剂与 Ca（OH）2 混合焙烧‚制备半干法烟气脱硫的高效脱硫剂‚可以较大地提高钙利用 率‚对于烧结烟气脱硫具有重要的实用价值． 关键词 烧结烟气脱硫；脱硫剂；除尘灰；钙利用率 分类号 X701∙3 收稿日期：2007-10-08 作者简介：汪 莉（1962—）‚女‚副教授‚博士生 钢铁企业烧结生产所用的原料铁矿和煤粉均含 有一定量的硫‚在烧结机1200℃高温烧制过程中‚ 其中约有90％的硫可反应生成 SO2‚随烧结机头产 生的含尘烟气排出．烧结机的 SO2 排放量约占钢铁 企业生产排放总量的40％～60％［1］．烧结机烟气 具有烟气流量、烟气温度等工况参数波动较大‚含硫 量类似中低硫燃煤的锅炉烟气等特点．减少 SO2 排 放的主要对策有两方面：一是选用低硫原料‚二是烟 气脱硫． 对于烧结烟气脱硫技术的研究‚日本居世界领 先地位．20世纪70年代开始‚日本采用了湿式石灰 石—石膏法‚氨—硫铵法‚氢氧化镁法［2］和活性炭吸 附法等技术．依据我国现阶段的国情‚研究高效低 成本的烧结烟气脱硫技术尤为重要．近两年‚随着 我国对治理 SO2 污染的重视‚烧结烟气脱硫工程项 目开始启动‚已投入使用的有密相干塔法、氨—硫铵 法、湿式石灰—石膏法等技术‚还有一些新工艺准备 建设． 密相干塔法是一种半干法烟气脱硫工艺‚脱硫 剂在加湿状态下进行脱硫反应‚脱硫产物呈干状‚脱 硫效率和投资居于湿法和干法之间‚有干法脱硫无 污水排出、脱硫产物易于处理等优点‚适用于中低硫 燃煤的烟气脱硫‚也可用于烧结烟气的脱硫‚因此‚ 受到人们的广泛关注． 研究开发低成本、高效率的脱硫剂‚是提高密相 干塔法等半干法烟气脱硫技术中脱硫剂利用率的重 要途径‚对半干法脱硫技术的进一步推广具有积极 的促进作用．目前‚其研究方向主要集中于将各种 添加剂与钙基脱硫剂混合‚以及对钙基脱硫剂进行 改性两个方面．用飞灰和石灰混合水合制备脱硫 剂［3—11］‚用 Ca（OH）2、石膏、粉煤灰混合水合制备脱 硫剂［12—18］‚将 Ca（OH）2、石膏、粉煤灰和 Fe2O3 粉混 合制备出粒状脱硫剂［19］‚通过高温煅烧时改变脱硫 剂的微细孔隙特性［20—23］均可提高脱硫反应速率与 钙利用率．基于在一定条件下‚Fe2O3 等金属氧化物 对提高钙基脱硫剂与 SO2 的反应速度有催化作用‚ 而钢铁企业生产中产生的各种固体废弃物都含有 Fe2O3等多种金属氧化物‚利用钢铁企业固体废弃 物除尘灰制备高效脱硫剂‚具有广泛的实用性、显著 的经济效益和社会效益． 1 实验 1∙1 实验材料 实验所用的熟石灰含有95％的活性 Ca（OH）2‚ 7种除尘灰样品取自某钢铁厂．除尘灰的化学成分 分析结果如表1所示． 将除尘灰作为添加剂制备脱硫剂‚一种是除尘 灰直接与 Ca（OH）2 加水混合‚另一种是除尘灰与 Ca（OH）2 加水混合后在一定温度下焙烧待用． 1∙2 性能测定 脱硫剂性能测定实验在一石英玻璃流化床反应 器中进行．实验装置如图1所示‚SO2 和空气通过 质量流量计控制流量进入气体混合器‚混合后 SO2 浓度达到1200mg·m —3的气体经过预热加湿器‚达 到一定温度并且有一定含湿量的气体进入反应器‚ 在80℃温度下与脱硫剂接触进行脱硫反应‚反应前 第29卷 增刊2 2007年 12月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．29Suppl．2 Dec．2007 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2007．s2．083