高分子環(huán)保脫硫劑的開發(fā)與工業(yè)化應(yīng)用

時(shí)間：2022-01-07作者：河北凈琉環(huán)保科技有限公司瀏覽：994

引言：據(jù)計(jì)算，水泥工業(yè)生產(chǎn)SO 2排放占全國各地SO 2排放量的3 ％～4％。的SO2排放關(guān)鍵來自原料中的硫酸鹽。二、三二級暖風(fēng)器中，CaCO 3的溶解率較低，氣旋中僅有小量從高溫產(chǎn)生的CaO ，對SO2的吸收力比較弱，造成尾排煙塵中SO 2排放濃度值高。怎樣完成優(yōu)質(zhì)迅速吸咐暖風(fēng)器二、三二級中SO 2并促進(jìn)空氣氧化成SO 3，與此同時(shí)推動(dòng)生料對SO 3的吸咐，最后減少SO 2排放是脫硫技術(shù)性的重要。文中詳細(xì)介紹了一種新式高分子材料環(huán)境保護(hù)脫硫劑的工作中原理和現(xiàn)代化運(yùn)用，根據(jù)脫硫劑帶有的空氣氧化成份推動(dòng)SO 2向SO 3轉(zhuǎn)換，與此同時(shí)憑著其*特的高分子材料成分官能團(tuán)異構(gòu)**強(qiáng)力吸咐SO 2并最后轉(zhuǎn)化成硫氰酸鉀。進(jìn)而使簡易、靈便、環(huán)境保護(hù)、且成本費(fèi)便宜的脫硫加工工藝得到執(zhí)行，為水泥領(lǐng)域的脫硫開拓了新的方位。

1. 前言

2 、SO2排放的來源于

SO 2排放主要是原料中帶進(jìn)的硫（參照圖1 ），生料中的硫以**化學(xué)硫、硫酸鹽、硫氰酸鉀的方式存有,在其中硫酸鹽關(guān)鍵為赤鐵礦和白鐵礦(均為 FeS2) ，硫氰酸鉀包括熟石膏(CaSO4·2H2O) 和硬石膏(CaSO4) 。以硫酸鹽、**化學(xué)硫方式存有的硫，在300-600℃空氣氧化為 SO2，關(guān)鍵產(chǎn)生在五級暖風(fēng)器的*二級颶風(fēng)筒或是六級暖風(fēng)器的*三級颶風(fēng)筒；以硫氰酸鉀方式存有的硫?qū)⒃谌芙鉅t、水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)產(chǎn)生溶解，轉(zhuǎn)化成的SO 2絕大多數(shù)會(huì)被溶解爐內(nèi)的氫氧化鈣消化吸收。因而，水泥生產(chǎn)制造SO 2的排放水準(zhǔn)關(guān)鍵在于生料中硫酸鹽、**化學(xué)硫的成分，而與硫氰酸鉀的成分基本上不相干[2-4]。在水泥預(yù)溶解窯系統(tǒng)的暖風(fēng)器中，溫度小于600℃ 的情形下，CaO對SO2的消化吸收高效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)地高過CaCO 3。在一二二級暖風(fēng)器中，CaCO 3的溶解率較低，煙塵中包含的CaO 少，對SO2的消化吸收高效率很低，造成SO 2排放濃度值上升。因此如何使暖風(fēng)器中SO 2空氣氧化成SO 3，與此同時(shí)推動(dòng)暖風(fēng)器里的生料對SO 3開展消化吸收，最后減少一、二級暖風(fēng)器中SO 2的聚集是脫硫劑技術(shù)性的重要。

圖1 SO 2的發(fā)生與排放[3]

3. 脫硫技術(shù)性現(xiàn)況

現(xiàn)階段廣泛采取的減少SO 2排放方式優(yōu)選是在生產(chǎn)過程中盡量避免SO 2造成，如選用低硫原料和煤，低硫原料和煤帶進(jìn)生產(chǎn)流水線系統(tǒng)軟件的硫較少，可以從根源上降低SO 2的造成。次之是窯磨一體運(yùn)作，水泥生產(chǎn)過程中，生料磨與窯與此同時(shí)運(yùn)作，在燒制系統(tǒng)軟件中形成的煙氣進(jìn)到生料磨系統(tǒng)軟件，生料（白云石）在研磨全過程中一直造成新鮮的表層，與此同時(shí)生料和**廢氣在磨中有一定的停留的時(shí)間，并且**廢氣對生料又有一定的升溫，使工業(yè)廢氣中的SO 2絕大多數(shù)能被粘附在生料表層。再者便是袋收塵除灰脫硫，袋布袋式除塵器中的汽體與原料觸碰比較密切，空氣濕度高，可以不錯(cuò)的吸咐SO 2。水泥窯系統(tǒng)軟件原本就具備完善的脫硫系統(tǒng)軟件，僅有當(dāng)原料和煤中含硫量過高或是生料磨停磨的情形下，才必須選用附加脫硫?qū)Σ摺，F(xiàn)階段使用的脫硫方法具體有干法脫硫、半干法脫硫、干式脫硫和**脫硫等（參照表1 ）[5]。

干法脫硫是選用液態(tài)吸附劑如堿性溶液等清洗廢氣以去除廢氣中SO 2的一種技術(shù)性，脫硫高效率可以做到95% 上下，中國許多水泥廠實(shí)行了干法脫硫技術(shù)性。這一技術(shù)存在的不足是：占地面積大，項(xiàng)目投資較高；機(jī)器設(shè)備易損壞、浸蝕及造成二次廢料等。此類脫硫方法合適長期性硫排放十分高的[6]。

干式脫硫和半干法脫硫脫硫，也是有一部分生產(chǎn)廠家應(yīng)用，加工工藝相對性簡易，但脫硫?qū)嶋H效果比較有限且不穩(wěn)定。

**法脫硫，從我國的抽樣檢查結(jié)果可以了解中國絕大多數(shù)水泥窯SO 2排放濃度值范疇在0mg/Nm 3-500mg/Nm3中間，通常不用挑選干法脫硫加工工藝，**法脫硫加工工藝是適合的。**法脫硫是在暖風(fēng)器二級筒的地方用高壓水槍把**做霧化后噴到暖風(fēng)器中，使其與預(yù)熱器中的SO 2反映轉(zhuǎn)化成硫酸氨等物質(zhì)，其產(chǎn)物一部分細(xì)顆粒物隨煙塵清除，一部分隨原材料流入水泥回轉(zhuǎn)窯。此辦法的特點(diǎn)是機(jī)器設(shè)備成本費(fèi)資金投入低，方便使用靈便，可依據(jù)含硫量的大小調(diào)整摻入量，能有效的處理硫排放在500 mg/Nm 3之內(nèi)的，缺陷是**偏堿重對機(jī)器設(shè)備浸蝕大，且非常容易導(dǎo)致氨逃逸產(chǎn)生二次污染。

4 、產(chǎn)品開發(fā)構(gòu)思

根據(jù)對SO 2造成和現(xiàn)階段脫硫技術(shù)性的剖析，明確提出新項(xiàng)目技術(shù)規(guī)范應(yīng)達(dá)到應(yīng)用靈便簡單，脫硫高效率，項(xiàng)目投資低成本，對人與機(jī)器設(shè)備沒有危害的生態(tài)保護(hù)的規(guī)定。根據(jù)水泥窯中SO 2的產(chǎn)生原理和排放全過程，選用催化反應(yīng)活性、高效率吸咐等方法完成脫硫，在其中催化反應(yīng)速度可以減低反映的反應(yīng)速率，而吸咐功效為SO 2的吸咐與氧化還原反應(yīng)給予了基本，也為催化反應(yīng)活性功效給予了反映的固相物質(zhì)，因而生成*有的高分子材料成分使其碳鏈上具備豐富多彩的官能團(tuán)，從而可以給予大量的吸咐結(jié)構(gòu)域。

綜上所述考慮到脫硫商品應(yīng)當(dāng)由氧化物、表活劑和高分子材料活性吸收劑三部份構(gòu)成。生料中硫酸鹽經(jīng)高溫空氣氧化造成SO 2，氧化物提升SO 2向SO 3轉(zhuǎn)換和亞磷酸鹽向較平穩(wěn)的硫氰酸鉀轉(zhuǎn)換的反映高效率，高分子材料活性劑可以減少這兩個(gè)全過程的反映溫度，與此同時(shí)高分子材料的一些官能團(tuán)可以立即捕獲SO 2轉(zhuǎn)化成**化學(xué)硫氰酸鉀。表活劑可以推動(dòng)無機(jī)鹽或氫氧化物對二氧化硫的消化吸收，原料中的硫在300-600℃ 被氧化造成SO2汽體[7]。在二級筒周邊溫度小于600 ℃的情形下，SO2的消化吸收關(guān)鍵靠CaO 。但二三級颶風(fēng)筒中CaCO3溶解率較低，沒有轉(zhuǎn)化成充足的CaO ，從而消化吸收高效率都不高，造成SO2向二級颶風(fēng)筒流動(dòng)性[8]。

在二級筒周邊添加脫硫劑后可有效期的提升原材料對SO 2的消化吸收高效率。脫硫劑根據(jù)髙壓空氣霧化噴嘴噴到暖風(fēng)器隨后伴隨著轉(zhuǎn)動(dòng)氣旋，與生料完成充足混和勻稱，脫硫劑吸咐在飄浮的生料表層并推動(dòng)下列反映：1 ）脫硫劑中空氣氧化成分催化反應(yīng)了SO2向SO 3硫轉(zhuǎn)換；2 ）脫硫劑的高分子材料的官能團(tuán)異構(gòu)與SO2反映生產(chǎn)制造硫氰酸鉀；3 ）吸咐了脫硫劑的生料不但能高效率吸咐SO 2，并且能催化反應(yīng)SO 2向SO 3的轉(zhuǎn)換高效率。該全過程關(guān)鍵的反應(yīng)方程式如下所示：

生料中硫酸鹽高溫空氣氧化成SO 2：

2S22- 5O2 → 4SO2 2O2-

根據(jù)氧化物加速SO 2空氣氧化的化學(xué)反應(yīng)速率：

2SO2 O2 → 2SO3

根據(jù)高分子材料來提升反映活力，提升化學(xué)反應(yīng)速率:

XmO SO3 (CXHYOZ)n → XmSO4 (CXHYOZ)n

高分子材料立即捕獲SO 2

mSO2 (CXHYOZ)n mO2 → (CXHYOZ)n(SO4)m

5 、應(yīng)用計(jì)劃方案

本商品是一種透明的液體（偏黃），比例1.8-1.19 ，依據(jù)生料品質(zhì)占比0.03%-0.05%

輸送帶處加上：脫硫劑根據(jù)加藥泵勻稱的噴到白云石上，通過生料磨，可以推動(dòng)生料磨的研磨高效率，與此同時(shí)使脫硫劑和生料充足混和，提高吸咐SO 2的工作能力。

圖2 脫硫劑投加一點(diǎn)位平面圖

二級暖風(fēng)器颶風(fēng)筒處加上：脫硫率**過90% 以上。脫硫劑根據(jù)空氣霧化噴嘴添加到颶風(fēng)筒，吸咐在飄浮的生料表層，颶風(fēng)筒含有原材料和氣旋做漩流健身運(yùn)動(dòng)，脫硫劑立即與SO2汽體反映。具備脫硫時(shí)間短速度快、效果好的優(yōu)勢。

圖3 脫硫劑投加一點(diǎn)位平面圖

6 、工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用

脫硫改性劑在江西省FCNF 、貴州省HPJF、浙江省XKNF等加工廠工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用，根據(jù)企業(yè)運(yùn)用認(rèn)證產(chǎn)品開發(fā)構(gòu)思和實(shí)際效果。

6.1 江西省FCNF脫硫劑工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用

江西省FCNF 水泥企業(yè)原料白云石中帶有較高的硫酸鹽，造成SO2排放**標(biāo)準(zhǔn)。尤其是生料磨停磨時(shí)SO 2排放在500 mg/m 3上下。2020年9 月工業(yè)生產(chǎn)使用的目標(biāo)是在生料磨打開時(shí)操縱脫硫成本費(fèi)，在脫硫劑摻加量**萬分之三的情形下做到較低排放，在生料磨停業(yè)整頓的情形下增加脫硫劑摻入量保證SO 2排放合乎行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)中收集的數(shù)據(jù)信息見表2 。

表2 江西省FCNF脫硫劑工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用數(shù)據(jù)信息（均值）

融合表2 可以看得出，不論是生料磨關(guān)機(jī)后均值升到480 mg/m3，或是生料磨啟動(dòng)時(shí)的95 mg/m3脫硫劑添加都能具有十分明顯的脫硫功效，脫硫率做到97% 以上，充分證明該脫硫劑商品的脫硫作用。由此可見該種類脫硫劑能有效的處理SO 2排放問題，且對窯運(yùn)作及其水泥熟料品質(zhì)**。

表3 江西省FCNF 脫硫劑工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用數(shù)據(jù)信息

圖4 SO 2排放與脫硫劑及生料磨開停機(jī)趨勢圖

從表3 和圖4 可以看得出，脫硫劑添加后快速見效，SO2排放標(biāo)值從148 mg/m3 降至0 mg/m3，徹底清除廢氣中的SO2做到**清理排放。當(dāng)生料磨關(guān)機(jī)后，SO 2排放大幅度上升，這時(shí)調(diào)高脫硫劑摻入量增加脫硫幅度，使SO 2重歸到較低的水準(zhǔn)上，小于我國排放規(guī)范。徹底做到工業(yè)生產(chǎn)使用的目地。為進(jìn)一步明確脫硫劑摻入量和SO2排放關(guān)系，表3 和圖4列舉了當(dāng)生料磨開停機(jī)轉(zhuǎn)變時(shí)脫硫劑摻入量和SO2排放中間的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變。反映出此新項(xiàng)目技術(shù)性的五大優(yōu)點(diǎn):1) 見效快速。2)應(yīng)用靈便便捷，依據(jù)SO 2排放的多少隨時(shí)隨地調(diào)整。3 )成本費(fèi)可控性。

6.2 浙江省XKNF脫硫劑工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用

浙江省XKNF 企業(yè)在生料磨開落SO2排放基本上復(fù)合型我國規(guī)定，但生料磨停時(shí)SO 2就**標(biāo)準(zhǔn)。此次工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用致力于處理生料磨關(guān)機(jī)時(shí)的SO 2**標(biāo)準(zhǔn)問題及達(dá)到生料磨開落SO 2的較低排放。2020 年4的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)中收集的數(shù)據(jù)信息見表4 ，3月數(shù)據(jù)為未應(yīng)用脫硫劑時(shí)的排放數(shù)據(jù)信息。

表4浙江省XKNF 脫硫劑工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用數(shù)據(jù)信息（均值）

從表4得知，加上脫硫劑后，SO 2從330mg/m3 減少到25mg/m3，脫硫?qū)嶋H效果顯著，對窯運(yùn)作無一切危害，不容易提升窯運(yùn)作的別的壓力，達(dá)到該商品功能分析的總體目標(biāo)。

表5 浙江省XKNF 脫硫劑運(yùn)用數(shù)據(jù)信息

表5 和圖5 列舉了當(dāng)生料磨開停機(jī)轉(zhuǎn)變時(shí)脫硫劑摻入量和SO2排放中間的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變可以看得出伴隨著生料磨的關(guān)機(jī)，SO 2排放快速上升；脫硫劑脫硫?qū)嶋H效果伴隨著摻入量的提高而提升。在生料磨啟動(dòng)時(shí)做到較低排放實(shí)際效果，在生料磨關(guān)機(jī)能合理操縱SO 2排放做到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。且應(yīng)用簡易靈便，依據(jù)SO 2排放的多少，隨時(shí)隨地調(diào)節(jié)脫硫劑摻入量合理操縱脫硫成本費(fèi)和脫硫?qū)嶋H效果，達(dá)到了工業(yè)生產(chǎn)使用的總體目標(biāo)。

圖5 SO 2排放與脫硫劑及生料磨開停機(jī)趨勢圖

6.3 貴州省HPJF 水泥企業(yè)脫硫劑工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用

貴州省HPJF 水泥企業(yè)原料中富含大量的的硫酸鹽，造成SO2排放較高，在沒有應(yīng)用脫硫劑的情形下，均值排放在550 mg/m3 。在生料磨啟動(dòng)時(shí)排放也相應(yīng)較高，而在生料磨關(guān)機(jī)時(shí)SO 2排放較高值乃至**出1000 mg/m3 。此次工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用致力于認(rèn)證本脫硫劑脫硫范疇及脫硫速度。2020 年9月在該企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)中收集的數(shù)據(jù)信息見表6。

表6 可看得出，在運(yùn)作一切正常平穩(wěn)的情形下，持續(xù)實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)表明，該脫硫劑總體脫硫高效率較高，從550 mg/m3減少到30 mg/m3，且對窯運(yùn)作和水泥熟料無不良影響。表7 和圖6為當(dāng)生料磨開脫硫劑摻入量和SO2排放中間的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變。

表7貴州省 HPJF 水泥企業(yè) 脫硫劑工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用數(shù)據(jù)信息

圖6 SO 2排放與脫硫劑及生料磨開停機(jī)趨勢圖

從圖6 可以看得出生料磨對窯系統(tǒng)的脫硫危害十分較大，當(dāng)生料磨關(guān)機(jī)后SO2排放值升到585 mg/m3 且有持續(xù)往上走的發(fā)展趨勢。在增加脫硫劑摻入量的情形下可以合理整治大幅SO2排放，且快速見效。非常好的認(rèn)證了脫硫劑的脫硫力度在600 mg/m3 以上，且見效快速，成效顯著；應(yīng)用全過程簡易靈便。

7 、結(jié)果

根據(jù)對高分子材料環(huán)境保護(hù)脫硫劑的脫硫原理科學(xué)研究，工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及與現(xiàn)階段采取的脫硫加工工藝比照，確立了SO 2排放的主要來源和方式，認(rèn)證了該項(xiàng)脫硫商品加工工藝的必要性和合理性，為的脫硫工作中開創(chuàng)了一個(gè)有效途徑。本新項(xiàng)目的優(yōu)勢歸納如下：

1 ）相對性傳統(tǒng)式的尾端脫硫解決技術(shù)性，根據(jù)SO2排放的生產(chǎn)制造緣故和原理，*了**解決，選用高分子材料環(huán)境保護(hù)脫硫技術(shù)性（空氣氧化、催化反應(yīng)、捕獲），立即吸咐SO 2，提升原來系統(tǒng)軟件SO 2吸收力。

2 ）在反映的與此同時(shí)引進(jìn)纖維材料，大幅度提高脫硫高效率（90%以上）脫硫力度在600 mg/m3以上。加上量少，應(yīng)用低成本。

3 ）見效快速，添加后15-20 min就可以奏效，且添加便捷，應(yīng)用靈便?？稍谝蛩嗌贤Ｄィɑ驊?yīng)用高硫原料）造成SO2上升是添加，在生料磨啟動(dòng)（應(yīng)用低硫原料）是少使用或停止使用。

4 ）相對性干法脫硫其基本上不用硬件配置項(xiàng)目投資，相對性于**脫硫本商品加工工藝對機(jī)器設(shè)備耐腐蝕，安全環(huán)保不導(dǎo)致二次污染。

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作者：胡紅煒1邵登廣2郭濤3柳玉強(qiáng)4

單位：貴州1江西2

杭州斯3武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院4


河北凈琉環(huán)?？萍加邢薰緦Ｗ⒂阼F基脫硫液絡(luò)合劑,絡(luò)合鐵脫硫催化劑,絡(luò)合鐵抑鹽催化劑,天燃?xì)饷摿騽?鐵基催化劑,鐵基絡(luò)合劑等

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