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CN113546514B - 一种水泥窑中低温液态脱硫剂 - Google Patents

一种水泥窑中低温液态脱硫剂 Download PDF

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Abstract

一种水泥窑中低温液态脱硫剂，属于烟气污染物控制技术领域。该脱硫剂由以下质量份的组分组成：15～25份钠盐(柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、硝酸钠中的一种、两种或三种)、5～10份铁盐(硝酸铁、柠檬酸铁中的一种或两种)、5～10份锰盐(醋酸锰、硝酸锰中的一种或两种)、3～8份硝酸铈、8～12份甘油、5～10份尿素、5～10份氨水、50～60份水。同时公开了一种含有该脱硫剂的吸附剂。该吸附剂具有脱硫率高、钙利用率高，无二次污染的特点，使用后，SO2脱除效果明显，脱硫率可达97％，同时具有明显的脱硝作用。

Description

一种水泥窑中低温液态脱硫剂
技术领域
本发明属于烟气污染物控制技术领域，具体涉及一种水泥窑中低温液态脱硫剂。
背景技术
我国是水泥消耗大国也是水泥生产大国，2001～2019年生产水泥325亿吨，占到1949年以来水泥生产总量的82.83％。从1985年以来水泥产量一直稳居世界第一，2015年新型干法生产线有1700多条，水泥总产量23.48亿t。水泥窑生产过程中产生的SO2是重要的大气污染物之一，也是产生PM2.5，造成雾霾天的重要元凶，能够形成酸雨、硫酸雾等灾害性天气，并且会对人体健康及生态环境造成严重威胁，对人的呼吸道、皮肤等产生严重危害，每年造成上百亿的经济损失。我国SO2气体的年排放量高居世界首位，而水泥工业排放的SO2量现已占到全国排放量的3％～4％。
近年来，全国各地区先后出台相关规定，高度重视、严格控制SO2排放问题。水泥窑烟气脱硫主要分为燃前脱硫、燃中脱硫和燃后脱硫，其中燃中脱硫成本低、操作简单，备受关注。在实际水泥窑生产中，高温区富含CaO等成分活性较高，具有良好的固硫效果，SO2排放问题主要源于低温区(400～600℃)产生SO2，无足够的CaO进行吸收，且CaCO3吸收效率低。因此如何提升低温区固硫效率是减少SO2排放的关键问题，目前水泥窑多采用钙基脱硫剂，但钙利用率低，组分单一，活性较差，脱硫效果无法满足排放要求，且固硫产物CaSO4在高温区分解，导致SO2二次释放。因此，亟待开发一种在低温段具有高脱硫效率，且脱硫产物不易分解的脱硫剂。提高脱硫效率，烟气脱硫过程不应仅仅是脱硫剂和SO2的酸碱反应，还应包括催化反应。金属氧化物的存在可增加脱硫剂的活性及对气体的吸附性，降低反应活化能，从而促进脱硫过程的进行，提高脱硫剂的脱硫性能。在脱硫剂中引入金属离子，不但可有效促进脱硫反应的发生，且对水泥产品质量无有害影响。
发明内容
本发明的目的在于提出一种水泥窑中低温液态脱硫剂，用于水泥窑SO2脱除，具有高脱硫效率和较好的脱硝效率。
本发明采用的具体技术方案如下：
一种水泥窑中低温液态脱硫剂，基于100重量份脱硫剂，该脱硫剂包括以下组分及质量份数：15～25份钠盐(柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、硝酸钠中的一种、两种或三种)、5～10份铁盐(硝酸铁、柠檬酸铁中的一种或两种)、5～10份锰盐(醋酸锰、硝酸锰中的一种或两种)、3～8份硝酸铈、8～12份甘油、5～10份尿素、5～10份氨水、50～60份水。
该吸附剂在水泥窑中400～600℃，气体流量50～60m3/h，SO2100～200ppm、NO400～600ppm条件下，该脱硫剂以0.8～1.5t/h投用，脱硫率最高可达97％以上，脱硝率可达85％以上。
本发明原理为：
1)液相中铁、锰、铈离子会促进气液脱硫反应的进行；铁、锰、铈盐在高温下被氧化，Fe2O3、MnOx、CeOx可促进CaCO3、CaO等与SO2气固反应的发生，同时MnOx、CeOx也可促进NOx的还原。
2)尿素、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、氨水可快速吸收SO2；此外，尿素和氨水的存在也可有效处理NOx。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
烟气条件：51m3/h、108ppmSO2、173ppmNOx、421℃，脱硫剂使用量1t/h，脱硫剂组成为：
表1脱硫剂组分
Figure SMS_1
Figure SMS_2
实施例2
烟气条件：53m3/h、112ppmSO2、166ppmNOx、412℃，脱硫剂使用量1.2t/h，脱硫剂组成为：
表2脱硫剂组分
原料名称 质量份
尿素 5
氨水 5
甘油 5
葡萄糖酸钠 6
柠檬酸钠 10
醋酸锰 3
硝酸铁 3
硝酸铈 3
水 60
实施例3
烟气条件：52m3/h、111ppmSO2、158ppmNOx、406℃，脱硫剂使用量1.5t/h，脱硫剂组成为：
表3脱硫剂组分
Figure SMS_3
Figure SMS_4
实施例4
烟气条件：50m3/h、242ppmSO2、304ppmNOx、409℃，脱硫剂使用量1t/h，脱硫剂组成为：
表4脱硫剂组分
原料名称 质量份
尿素 5
氨水 5
甘油 5
葡萄糖酸钠 6
柠檬酸钠 10
醋酸锰 3
硝酸铁 3
硝酸铈 3
水 60
实施例5
烟气条件：55m3/h、198ppmSO2、315ppmNOx、423℃，脱硫剂使用量1.5t/h，脱硫剂组成为：
表5脱硫剂组分
Figure SMS_5
Figure SMS_6
实施例6
烟气条件：59m3/h、213ppmSO2、247ppmNOx、421℃，脱硫剂使用量1.5t/h，脱硫剂组成为：
表6脱硫剂组分
原料名称 质量份
尿素 5
氨水 5
甘油 5
葡萄糖酸钠 6
柠檬酸钠 10
醋酸锰 3
硝酸铁 3
硝酸铈 3
水 60
实施例7
烟气条件：51m3/h、113ppmSO2、156ppmNOx、611℃，脱硫剂使用量1.5t/h，脱硫剂组成为：
表7脱硫剂组分
Figure SMS_7
Figure SMS_8
实施例8
烟气条件：53m3/h、132ppmSO2、166ppmNOx、603℃，脱硫剂使用量1.5t/h，脱硫剂组成为：
表8脱硫剂组分
原料名称 质量份
尿素 5
氨水 15
甘油 5
葡萄糖酸钠 6
柠檬酸钠 10
醋酸锰 3
硝酸铁 3
硝酸铈 3
水 50
表9各实施例的脱硫率/脱硝率(％)
Figure SMS_9

Claims (1)

1.一种水泥窑中低温液态脱硫剂的应用，用于水泥窑烟气脱硫，具体：在水泥窑中400~600℃，气体流量50~60m3/h，SO2100~200ppm、NO400~600ppm条件下，该脱硫剂以1.2~1.5t/h投用；其中基于100重量份脱硫剂，该脱硫剂包括以下组分及质量份数：15~25份钠盐、5~10份铁盐、5~10份锰盐、3~8份硝酸铈、8~12份甘油、5~10份尿素、5~10份氨水、50~60份水；钠盐选自柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、硝酸钠中的一种、两种或三种，且至少包括柠檬酸钠；
铁盐选自硝酸铁、柠檬酸铁中的一种或两种；
锰盐选自醋酸锰、硝酸锰中的一种或两种；液相中铁、锰、铈离子促进气液脱硫反应的进行；铁、锰、铈盐在高温下被氧化，Fe2O3、MnOx、CeOx促进CaCO3、CaO与SO2气固反应的发生，同时MnOx、CeOx也可促进NOx的还原。
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