本发明专利技术公开了一种干法脱除焦炉烟气中SO2的方法，属于大气污染控制技术领域；该方法以Mg(HCO3)2固体粉末为脱硫剂，经过喷射装置喷洒进入烟气中与SO2发生反应；在氧气存在的条件下，脱硫反应后的脱硫剂转变为MgSO3和MgSO4，进而随着气流一同进入布袋除尘器；经布袋除尘器捕捉后被收集；然后MgSO3和MgSO4的粉末经氨水或氨水‑碳酸氢铵处理再生获取Mg(HCO3)2。脱硫剂再生过程中沉淀后的上清液主要为(NH4)2SO3和(NH4)2SO4混合溶液，再生反应完成后，沉淀与上清液分离，沉淀经干燥磨粉后回用于脱硫工序，上清液经氧化、蒸发、结晶和干燥处理，得到(NH4)2SO4固体肥料。本发明专利技术工艺简单，易操作，脱硫效率高，成本低，无废水和废渣产生，且脱硫剂可实现循环利用，适于工业化应用。
A Method of Dry Removal of SO2 from Coke Oven Flue Gas
【技术实现步骤摘要】
一种干法脱除焦炉烟气中SO2的方法
本专利技术涉及一种干法脱除焦炉烟气中SO2的方法，属于大气污染控制
技术介绍
焦炉烟气污染物成分复杂，含有氮氧化物（NOx）、SO2、一氧化碳、二氧化碳、氰化氢、酚以及煤尘、焦油等。焦炉烟气中SO2主要来源于焦炉加热用煤气中H2S和有机硫的燃烧，这些物质排放到空气中，经一系列的物理化学反应，会对空气、土壤、水体及各种动植物造成污染和危害。目前，烟气的脱硫治理，是通过吸收剂与烟气中的SO2接触反应，最终生成稳定的含硫化合物，实现烟气脱硫。目前主要根据脱硫过程中是否有水参加和脱硫产物最终干湿形态，将烟气脱硫分为干法、半干法和湿法脱硫，而焦炉烟气脱硫需采用干法脱硫，原因是焦炉烟气的成分较为复杂，且温度波动较大，同时烟气的流量不稳定，导致操作不稳定，若采用湿法脱硫，不仅增加脱硫后系统阻力，需要增加增压风机，且脱硫后的烟气还需要加热才能进入脱销工序。同时根据脱硫产物的最终处理方式，可分为抛弃法和回收法，目前采用的干法脱硫方法主要有：（1）干法抛弃法：主要脱除方式为管道喷射脱硫，脱硫剂一般采用Ca(OH)2，主要产物为CaSO4/CaSO3，当烟气温度大于140℃时，脱硫效率为50-60%；另一种脱硫剂是采用NaHCO3，主要产物为NaSO4，脱硫效率为80%。这两种方法的脱硫效率不太高，同时会产生大量的废脱硫剂需进行后续的处理，增加了二次污染及废脱硫剂处理成本。如申请号为201610037737.X的中国专利技术专利“一种烟气脱硫剂的再生循环方法”，该方法脱硫剂NaHCO3采用离子交换树脂法进行再生，存在树脂失效产生固废等，投资也较大。（2）干法回收法：主要脱除方式为活性炭吸附法，脱硫剂采用活性炭，主要产物为硫酸，脱硫效率为90%，主要通过物理作用来脱硫，脱硫效率有限。活性炭吸附法的处理效率较高，但是若温度控制不当，会出现烧结和堵塞反应器的现象，同时也存在一定的容器、管线的磨损，颗粒的磨损及夹带现象。活性炭的再生效率为81%-92%，吸收剂的回收利用能力有限。如申请号为201820335425.1的中国专利技术专利“一种活性炭脱硫脱硝除尘装置”，该方法制备需采用高压反应釜进行制备，实际操作难度较大，工艺流程比较复杂，并且对设备仪器的自动化要求比较高，同时活性炭用量较大，对其品质要求较高，因此，需要大量的资金投入。现有方法存在以下问题：方法（1）中在吸收净化SO2后产生的固体废物难以回收利用；方法（2）中存在吸附剂再生效率有限，且温度波动时会出现烧结、堵塞反应器的现象等，同时投资大等问题，难以工业化应用。
技术实现思路
针对焦炉烟气中SO2浓度低、烟气温度较高等问题，本专利技术的目的在于提出一种干法脱除焦炉烟气中SO2的方法；采用Mg(HCO3)2固体粉末为脱硫剂，脱除SO2后固体粉末随着气流进入布袋除尘器被捕集下来后，再通过碳酸氢铵法再生后进行循环利用，同时联产得到(NH4)2SO4固体肥料；具体包括如下步骤：（1）焦炉烟气从焦炉出口通过抽风机1抽入干法脱硫塔2内，脱硫剂粉仓6中的Mg(HCO3)2粉末经过喷粉管3喷入干法脱硫塔2，使烟气与Mg(HCO3)2粉末充分接触，脱除SO2后的气体排出进入布袋除尘器7进行除尘工序，在布袋除尘器7表面收集烟尘，烟尘主要成分为MgSO3和MgSO4。（2）将经收集后的烟尘通入脱硫剂槽8并溶于水得到混合溶液，向混合溶液中逐渐滴入沉淀剂，沉淀剂为饱和碳酸氢铵与氨水的混合物，反应的同时对反应液进行搅拌，沉淀剂滴加完毕后，继续反应40min~60min，之后静置20-30min，反应结束，MgSO3和MgSO4再生为Mg(OH)2和MgCO3混合物，反应分离出来的上清液为(NH4)2SO4溶液和(NH4)2SO3溶液。（3）将Mg(OH)2和MgCO3通入反应器9并溶于水得到混合物，通入CO2得到的Mg(HCO3)2，Mg(HCO3)2进入烘干器10进行烘干，自然冷却后得到Mg(HCO3)2固体置于脱硫剂存储仓4中，Mg(HCO3)2从脱硫剂存储仓4通入研磨机5中磨碎后置于脱硫剂粉仓6中，再次循环使用。（4）步骤（2）得到的(NH4)2SO4溶液和(NH4)2SO3溶液通入到氧化槽11中，将此混合溶液(NH4)2SO3进一步氧化成(NH4)2SO4，将其通入到(NH4)2SO4储液槽12中，通过循环泵13将(NH4)2SO4清液泵入蒸发器14，蒸发浓缩至原溶液体积的20%~40%，然后冷却至室温进入结晶槽15进行结晶，最后通过离心机16分离制得(NH4)2SO4晶体和浓缩液；(NH4)2SO4晶体的含水率为2%-3%，可直接作为固体肥料外售。优选的，本专利技术步骤（1）中焦炉烟气进入干法脱硫塔2的温度为180℃-260℃，Mg(HCO3)2粉末的粒度为100-200目。优选的，本专利技术步骤（2）中沉淀剂中饱和碳酸氢铵与氨水的摩尔比1:3.5~1:4.5，硫酸镁与沉淀剂的摩尔比为1:1.2~1:2.0。优选的，本专利技术步骤（2）中搅拌速度为800-900r/min，沉淀剂的滴加速度为1.5L/min，反应温度为20~30℃。优选的，本专利技术步骤（4）中(NH4)2SO3溶液的氧化采用空气氧化法；为了加快氧化的速度，将溶液升高至40~60℃，并利用曝气装置对其进行曝气氧化，向氧化后的溶液中加入氨水将pH调节至5-6的范围。本专利技术的原理：（1）将磨细的Mg(HCO3)2固体粉末与烟气充分接触，将烟气中的SO2去除，同时生成MgSO3，由于O2氧化的作用，一部分MgSO3被氧化为MgSO4，生成的MgSO3和MgSO4粉末随着气流进入到布袋收尘器中，含MgSO3和MgSO4的尘从布袋表面分离之前，粘附在布袋上未反应的Mg(HCO3)2粉末继续与残留的SO2反应，提升了脱硫效果，促进了Mg(HCO3)2的充分利用，化学反应原理为：Mg(HCO3)2脱硫原理：SO2+Mg(HCO3)2=MgSO3+H2O+2CO22MgSO3+O2=2MgSO4（2）脱硫剂再生：将干法脱硫塔（2）中捕集下来的MgSO3和MgSO4溶于水，再向混合好的溶液中逐渐滴入沉淀剂（饱和碳酸氢铵-氨水混合溶液进行沉淀反应，沉淀剂滴加完毕后，继续反应40min~60min，之后静置20-30min，反应结束后，MgSO3和MgSO4再生为Mg(OH)2和MgCO3混合物，再生效率为91%~95%；反应分离出来的上清液为(NH4)2SO4溶液；再将Mg(OH)2和MgCO3混合物溶于水，通入CO2，再生得到的Mg(HCO3)2烘干后自然冷却后得到Mg(HCO3)2固体，质地松软，利于后续的磨粉工序的开展；烘干后的Mg(HCO3)2固体进入磨粉工序，将其用研磨机磨成100~200目粒径的粉末待用；具体反应如下：（x+y）MgSO4+xNH4HCO3+（x+2y）NH3·H2O=xMgCO3·yMg(OH)2+(x+y)(NH4)2SO4Mg(OH)2+2CO2=Mg(HCO3)2MgCO3+CO2+H2O=Mg(HCO3)2（3）联产硫酸铵：脱硫剂再生工序中联产得(NH4)2SO4溶液和(NH4)2SO3溶液，将此混合溶液(NH4)2SO3进一步氧化成(NH4)2SO4，制作成纯净的(NH4)2S本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种干法脱除焦炉烟气中SO2的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）焦炉烟气从焦炉出口通过抽风机（1）抽入干法脱硫塔（2）内，脱硫剂粉仓（6）中的Mg(HCO3)2粉末经过喷粉管（3）喷入干法脱硫塔（2），使烟气与Mg(HCO3)2粉末充分接触，脱除SO2后的气体排出进入布袋除尘器（7）进行除尘工序，在布袋除尘器（7）表面收集烟尘，烟尘主要成分为MgSO3和MgSO4，脱硫除尘后的烟气进入后续的脱销工段；（2）将经收集后的烟尘通入脱硫剂槽（8）并溶于水得到混合溶液，向混合溶液中逐渐滴入沉淀剂，沉淀剂为饱和碳酸氢铵与氨水的混合物，反应的同时对反应液进行搅拌，沉淀剂滴加完毕后，继续反应40min~60min，之后静置20‑30min，反应结束，MgSO3和MgSO4再生为Mg(OH)2和MgCO3混合物，反应分离出来的上清液为(NH4)2SO4溶液和(NH4)2SO3溶液；（3）将Mg(OH)2和MgCO3通入反应器（9）并溶于水得到混合物，通入CO2得到的Mg(HCO3)2，Mg(HCO3)2进入烘干器（10）进行烘干，自然冷却后得到Mg(HCO3)2固体置于脱硫剂存储仓（4）中，Mg(HCO3)2从脱硫剂存储仓（4）通入研磨机（5）中磨碎后置于脱硫剂粉仓（6）中，再次循环使用；（4）步骤（2）得到的(NH4)2SO4溶液和(NH4)2SO3溶液通入到氧化槽（11）中，将此混合溶液(NH4)2SO3进一步氧化成(NH4)2SO4，通入到(NH4)2SO4储液槽（12）中，通过循环泵（13）将(NH4)2SO4清液泵入蒸发器（14），蒸发浓缩至原溶液体积的20%~40%，然后冷却至室温进入结晶槽（15）进行结晶，最后通过离心机（16）分离制得(NH4)2SO4晶体和浓缩液。...
【技术特征摘要】
1.一种干法脱除焦炉烟气中SO2的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）焦炉烟气从焦炉出口通过抽风机（1）抽入干法脱硫塔（2）内，脱硫剂粉仓（6）中的Mg(HCO3)2粉末经过喷粉管（3）喷入干法脱硫塔（2），使烟气与Mg(HCO3)2粉末充分接触，脱除SO2后的气体排出进入布袋除尘器（7）进行除尘工序，在布袋除尘器（7）表面收集烟尘，烟尘主要成分为MgSO3和MgSO4，脱硫除尘后的烟气进入后续的脱销工段；（2）将经收集后的烟尘通入脱硫剂槽（8）并溶于水得到混合溶液，向混合溶液中逐渐滴入沉淀剂，沉淀剂为饱和碳酸氢铵与氨水的混合物，反应的同时对反应液进行搅拌，沉淀剂滴加完毕后，继续反应40min~60min，之后静置20-30min，反应结束，MgSO3和MgSO4再生为Mg(OH)2和MgCO3混合物，反应分离出来的上清液为(NH4)2SO4溶液和(NH4)2SO3溶液；（3）将Mg(OH)2和MgCO3通入反应器（9）并溶于水得到混合物，通入CO2得到的Mg(HCO3)2，Mg(HCO3)2进入烘干器（10）进行烘干，自然冷却后得到Mg(HCO3)2固体置于脱硫剂存储仓（4）中，Mg(HCO3)2从脱硫剂存储仓（4）通入研磨机（5）中磨碎后置于脱硫剂粉仓（6）中，再次循环使用；（4）步骤（2）得到的(NH4)2SO4溶液和(NH4)2SO3溶液通入到氧化槽（11）中，将此混合溶液(NH4)2SO3进一步氧化成(NH4)2SO4，通入到(NH4)2SO4储...
【专利技术属性】
技术研发人员：王学谦，蔡君，宁平，王郎郎，普煜，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53
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