基于焦炉烟气脱硫灰的混合盐、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种基于焦炉烟气脱硫灰的混合盐、制备方法及应用，属于环保技术领域，涉及焦炉烟气脱硫灰。一种基于焦炉烟气脱硫灰的混合盐，是硫酸钠和碱芒硝的混合盐，是将脱硫灰高温煅烧后溶于水，＜100℃下的条件下蒸发结晶获得的。本发明专利技术解决了焦炉烟气脱硫后产生的一系列环保问题，变废为宝，适合在焦化行业进行大范围推广，实现环境友好、资源再利用及可持续发展。

【技术实现步骤摘要】
基于焦炉烟气脱硫灰的混合盐、制备方法及应用
本专利技术属于环保
，涉及焦炉烟气脱硫灰，具体涉及基于焦炉烟气脱硫灰的混合盐、制备方法及应用。
技术介绍
随着国家环境治理力度的加大，对废气的治理是国家环境治理的重头戏，全国炼焦相关的企业一共612家（统计局数据，含机焦、兰炭、热回收焦炉厂家），焦炉超过两千座。焦炉烟气中的硫化物、氮化物、粉尘对大气的污染，进而造成对水、土、生物等所有重要的环境要素造成损害已越来越被关注。目前，国家要求对焦炉烟气进行脱硫脱硝治理，中低温半干法脱硫脱硝技术是焦炉烟气治理的主要工艺路线，但是该工艺在生产过程中会产生新的一级危险固体废弃物脱硫灰，因此脱硫灰的处理亦会被提上日程。焦炉烟气脱硫脱硝装置以碳酸钠或碳酸氢钠为脱硫剂，产生的脱硫灰主要成分为碳酸钠、氯化钠、硫酸钠，属于危险性、一级固废，该混合物易溶于水。脱硫灰的堆置或垃圾填埋处理，经雨水淋漓将会渗入土壤，改变土质和土壤结构，影响土壤中的微生物活动，妨碍周围植物的根系生长，或在周围机体内积蓄，危害食物链；或渗入地下水，会造成饮用水被污染造成中毒事件甚至发生死亡事故；进入水体，使水体发生酸性、碱性、富营养化、矿化、悬浮物增加，甚至毒化等变化，危害生物和人体健康。因此，焦炉烟气脱硫灰资源化利用技术开发，对脱硫灰进行分离处理，对产品进行综合利用，减少固废的排放量，变废为宝，已成为解决脱硫灰固废问题的必经之路。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供基于焦炉烟气脱硫灰的混合盐、制备方法及应用。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基于焦炉烟气脱硫灰的混合盐，是硫酸钠和碱芒硝的混合盐，是将脱硫灰高温煅烧后溶于水，＜100℃下的条件下蒸发结晶获得的。进一步地，本专利技术还提供了上述基于焦炉烟气脱硫灰的混合盐的制备方法，是将脱硫灰在≥600oC高温煅烧2个小时后，溶于去离子水，过滤后在＜100℃下的条件下蒸发结晶，获得硫酸钠和碱芒硝的混合盐。所述的脱硫灰脱硫灰溶于去离子水，形成Na2CO3-Na2SO4-NaCl-H2O四元水盐体系。所述的脱硫灰溶解于去离子水，在加热搅拌条件下形成质量溶液为26-28%的溶液，然后进行蒸发结晶。更进一步地，本专利技术还提供了焦炉烟气脱硫灰的混合盐在制备洗衣粉中的应用。本专利技术在对焦炉烟气脱硫灰的物相、组成和相关理化性质全面剖析的基础上，通过对组成脱硫灰的无机盐水盐体系相图的分析研究，开发出一项焦炉烟气脱硫灰资源化利用技术。通过采用高温煅烧-溶解压滤-滤液蒸发析盐-混合盐用于洗衣粉配料四级处理工艺，将脱硫灰90%成分转化为制备洗衣粉的配料，制备的混合盐应用于洗衣粉中，所得洗衣粉进行去污力与正常添加硫酸钠和碳酸钠的洗衣粉基本一致；且该技术确保脱硫灰中的氰化物、硫氰化物、重金属离子不进入产品混合盐中，保证了洗衣粉使用的安全性。本专利技术废弃物脱硫灰成分主要为无机盐Na2SO4、Na2CO3和NaCl，溶于水，获得如图2所示的Na2CO3-Na2SO4-NaCl-H2O四元水盐体系相图，图中的a点为体系点，它位于碱芒硝（2Na2SO4•Na2CO3）的结晶区，盐的结晶线为a-b-E5，a-b段为纯的碱芒硝的结晶线，b-E5段为碱芒硝和硫酸钠共析段，对体系进行分析得出，在该体系通过蒸发结晶要得到纯净的单盐是不可能的，都是以复盐和混合盐的形式存在，而日化企业洗衣粉的配方中同时需要添加硫酸钠和碳酸钠这两种产品，因此本技术将脱硫灰中的无机盐进行溶解蒸发生产出硫酸钠和碱芒硝的混合盐，以混合盐代替洗衣粉配料中硫酸钠和碳酸钠。具体制备时，将脱硫灰的高温煅烧温度为600oC及600oC以上，煅烧时间为2h及2h以上，脱硫灰煅烧产生的气体为二氧化碳和水，是废气，主要成分是二氧化碳，产生量较小，将并入焦炉烟气系统的废气处理装置，收集固体脱硫灰，用去离子水机械搅拌加热溶解，配成的溶液最佳浓度为26-28%，压滤后得到滤液和少量不溶性物质，不溶性经分析由金属氧化物、水分、灰分、挥发分、固定碳和煤渣组成，可用于掺杂配煤炼焦，压滤后得到滤液为原料液，取2000毫升原料液蒸发至1250毫升压滤，得固体样本和母液，再将约1000毫升母液，再添加原液至2000毫升蒸发，蒸发至1250毫升，再次获得固体样品和母液，依次循环共进行多次循环，得到多个固体样品和对应的母液；将固体样品经105℃烘干4小时，最终剩余1000毫升终母液；通过混合盐中氯离子的含量是否超过2%和混合盐的白度大于86%两个指标来确定循环加料次数，尾液是否排出，实验结果显示：（1）控制产品混合盐中的氯化钠≤2%，脱硫灰中混合盐的提取率达到≥89.3%，此时混合盐中氯化钠的含量虽然接近但仍满足洗衣粉的标准要求（氯化钠≤1%）；（2）产品的白度完全不受循环次数的影响，满足洗衣粉标准要求的86%；（3）排出的尾液中主要成分是氯化钠，带尾液积累到一定量时，可用于蒸发析盐来制备工业食盐；高温煅烧产生的废气的热量、蒸发析盐时蒸发出的水蒸气和热量经过换热设备保证了水和能量在系统内的循环利用。利用本专利技术混合盐替代硫酸钠和碳酸钠应用于洗衣粉制备中，主要考察游离碱和料浆粘度两个方面，其中混合盐应用于洗衣粉中，游离碱的因素影响较小，可以不考虑，不会对产品体系的碱度产生影响；混合盐应用于洗衣粉中，总固含量若控制大于68%时，则料浆粘度较大，料浆外观粗糙，无法喷粉；加入一定量的水分降低料浆粘度，则可以实现喷粉；混合盐应用于洗衣粉中，所得洗衣粉进行去污力测定，与传统的添加硫酸钠和碳酸钠的洗衣粉进行比对，去污力基本一致。本专利技术解决了焦炉烟气脱硫后产生的一系列环保问题，变废为宝，适合在焦化行业进行大范围推广，实现环境友好、资源再利用及可持续发展。附图说明图1本专利技术工艺流程图；图2为本专利技术脱硫灰的无机盐水盐体系相图；图3为实施例1中脱硫灰的组成分析报告Ⅰ；图4为实施例1中脱硫灰的组成分析报告Ⅱ。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例和附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1基于焦炉烟气脱硫灰的混合盐的制备方法，步骤为：（1）将焦炉烟气脱硫灰在旋转的高温煅烧炉中，在600oC及600oC化碳和以上煅烧2h或2h以上，煅烧后的气体为二氧化碳和水蒸气，在回收热量后并入焦炉烟气排放系统排放；（2）将步骤（1）中煅烧过的脱硫灰组成分析报告如图3和4所示，将脱硫灰用一定量的去离子水加热搅拌配成溶液，溶液浓度为26%-28%，然后用压滤机进行压滤，得到滤液（称为原料液）和不溶性滤渣，滤渣积累后用于配煤炼焦；其中100℃下的Na2CO3-Na2SO4-NaCl-H2O四元水盐体系相图如图2所示，图中的a点为体系点，它位于碱芒硝（2Na2SO4•Na2CO3）的结晶区，盐的结晶线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于焦炉烟气脱硫灰的混合盐，其特征在于，是硫酸钠和碱芒硝的混合盐，是将脱硫灰高温煅烧后溶于水，＜100℃下的条件下蒸发结晶获得的。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于焦炉烟气脱硫灰的混合盐，其特征在于，是硫酸钠和碱芒硝的混合盐，是将脱硫灰高温煅烧后溶于水，＜100℃下的条件下蒸发结晶获得的。


2.权利要求1所述的基于焦炉烟气脱硫灰的混合盐的制备方法，其特征在于，是将脱硫灰在≥600oC高温煅烧2个小时后，溶于去离子水，过滤后在＜100℃下的条件下蒸发结晶，获得硫酸钠和碱芒硝的混合盐。


3.根据权利要求2所述的基于焦炉烟气...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭毅民，杨瑞平，王泽云，王兰君，关红燕，李红耀，师晋恺，荆菊平，田利鹏，
申请(专利权)人：山西焦化股份有限公司，山西南风科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14