利用二氧化氯脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种利用二氧化氯脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺。该工艺包括如下步骤：将氯酸盐水溶液、过氧化物溶液和硫酸水溶液混合加入二氧化氯发生器中反应，获得二氧化氯；将二氧化氯与空气混合获得混合气体；将混合气体与烟气在进入脱硫脱硝塔之前的烟道中接触，获得氧化烟气；将氧化烟气通入脱硫脱硝塔内与喷入的碱性吸收剂干粉混合，获得脱硫脱硝烟气，再将脱硫脱硝烟气通过过滤装置获得脱硫脱硝粉尘；将脱硫脱硝粉尘、矿粉、粉煤灰和外掺碱激发剂混合形成胶凝材料。该工艺脱硫脱硝效率高，获得胶凝材料性能优异。获得胶凝材料性能优异。

Integrated process for preparation of cementitious materials by desulfurization and denitrification with chlorine dioxide

【技术实现步骤摘要】
利用二氧化氯脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺


[0001]本专利技术涉及一种利用二氧化氯脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺。

技术介绍

[0002]燃煤等烟气中含有大量的二氧化硫和氮氧化物等有害气体，对大气环境造成了不可磨灭的损害。目前，烟气脱硫脱硝工艺较多；其中，半干法工艺步骤具有工艺简单、吸收剂利用率高、投资低、且副产物为干燥粉末状、处理容易、无二次污染等优势。但是相对于烟气中的SO2，烟气中的NO的脱除较为困难，通过需要氧化剂先对其进行氧化再通过吸收剂进行吸收脱除。其中，二氧化氯对NO的氧化因其氧化性强备受关注，近几年在脱硝工程中多有应用。
[0003]在脱硫脱硝工艺中，易产生大量的脱硫脱硝副产物，将其合理利用、变废为宝是当前研究者们面临的一个急需解决的难题，也是现阶段废渣综合利用的热门问题之一。
[0004]CN106975337A公开了一种利用二氧化氯气相氧化脱硫脱硝一体化的工艺。二氧化氯氧化步骤和脱硫脱硝步骤均在吸收塔内发生，烟气经脱硫剂喷淋后经过气化喷雾管喷出的二氧化氯，NO被氧化为高价态氮氧化物，然后在隔板上层的脱硝剂喷淋下被脱除。二氧化氯与脱硫剂可反应，不仅造成二氧化氯和脱硫吸收剂的浪费，还影响脱硫效率。
[0005]CN109772136A公开了一种烟气脱硫脱硝方法，通过外接氧气罐与臭氧发生器相连，在高频高压电场作用下氧气转换成臭氧，当烟气经过时，产生大量高能电子以及极强氧化性能的羟基自由基等高能活性粒子将NO转化为高价氮氧化物，随后在吸收塔内脱硝。该法脱硝效率较高，但需加载臭氧发生器及高频高压电场，价格昂贵，设施成本大，且该专利中没有对副产物进行回收利用，造成了资源的极大浪费。
[0006]CN102515595A公开了一种脱硫废渣复合凝胶材料及其制得的砂浆，其中包括脱硫废渣、工业化学石膏、无机矿物添加剂和化学添加剂；其中无机添加剂包括粉煤灰，化学添加剂为硫酸钾、硫酸铝和明矾中的至少一种。该凝胶材料的需要大量的工业化学石膏，提高了制备成本。
[0007]CN108298839A中公开了一种利用飞灰制备水泥胶凝材料的方法。其中，该方法包括将飞灰与助熔剂高温熔融、急冷水淬得到水淬渣、将水淬渣与激发剂混合制备为水泥胶凝材料的几个步骤。此工艺实现了飞灰的减量化和资源化应用，而且可以作为蒸压砖、泡沫混凝土、矿井充填料的原材料应用于特定领域，但是此工艺需要加热高温熔融、急冷水淬等工艺步骤，较为复杂，且能耗较大。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供利用二氧化氯脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺，该工艺脱硫脱硝效率高，一体化操作简单成本低；进一步地，制备的胶凝材料性能优异。
[0009]本专利技术采用如下技术方案实现上述目的。
[0010]本专利技术提供一种利用二氧化氯脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺，包括如下步骤：
[0011](1)将氯酸盐水溶液、过氧化物溶液和硫酸水溶液混合加入二氧化氯发生器中反应，获得二氧化氯；将二氧化氯与空气混合获得混合气体；其中，二氧化氯占混合气体的4～10vol％；
[0012](2)将混合气体与烟气在进入脱硫脱硝塔之前的烟道中接触，获得氧化烟气；
[0013](3)将氧化烟气通入脱硫脱硝塔内与喷入的碱性吸收剂干粉混合，且向脱硫脱硝塔内喷淋水，获得脱硫脱硝烟气，再将脱硫脱硝烟气通过过滤装置获得脱硫脱硝粉尘和净化烟气；
[0014](4)将30～50重量份的脱硫脱硝粉尘、30～50重量份的矿粉、20～40重量份的粉煤灰和4～10重量份的外掺碱激发剂混合形成胶凝材料。
[0015]根据本专利技术所述的一体化工艺，优选地，步骤(1)中，氯酸盐为氯酸钠，过氧化物溶液为双氧水；其中，氯酸盐水溶液的浓度为15～40wt％，硫酸水溶液的浓度为30～60wt％，双氧水的浓度为25～38wt％。
[0016]根据本专利技术所述的一体化工艺，优选地，步骤(1)中，加入二氧化氯发生器中的氯酸盐水溶液中的氯酸钠、双氧水中的过氧化氢和硫酸水溶液中的硫酸的摩尔比为1:0.55～1:0.5～1；二氧化氯发生器内的反应温度为50～90℃。
[0017]根据本专利技术所述的一体化工艺，优选地，步骤(2)中，进入烟道中的烟气含硫量为600～4000mg/Nm3；含氮量为200～600mg/Nm3；含氧量为5～23wt％；含湿量为5～12wt％；烟气在烟道内的流速为6～15m/s；混合气体与烟气在进入脱硫脱硝塔之前的烟道内接触的时间为1～3s。
[0018]根据本专利技术所述的一体化工艺，优选地，步骤(2)中，单位时间内通入烟道内的混合气体中的二氧化氯与单位时间内通入烟道内的烟气中含有的一氧化氮的摩尔比可以为1～1.8。
[0019]根据本专利技术所述的一体化工艺，优选地，步骤(3)中，碱性吸收剂干粉为氧化钙和/或氢氧化钙；且碱性吸收剂干粉的粒径为150～350目。
[0020]根据本专利技术所述的一体化工艺，优选地，步骤(3)中，氧化烟气在脱硫脱硝塔内的流速为1～7m/s；氧化烟气与碱性吸收剂干粉在脱硫脱硝塔内接触的时间为2～15s。
[0021]根据本专利技术所述的一体化工艺，优选地，步骤(3)中，单位时间内通入的碱性吸收剂干粉所含钙元素与单位时间内通入的烟气所含硫元素的摩尔比为Ca/S，其为1.1～1.5；单位时间内通入的碱性吸收剂干粉所含钙元素与单位时间内通入的烟气所含氮元素的摩尔比为Ca/N，其为0.5～1.5。
[0022]根据本专利技术所述的一体化工艺，优选地，步骤(4)中，脱硫脱硝粉尘、矿粉、粉煤灰和外掺碱激发剂的粒径均为150～500目。
[0023]根据本专利技术所述的一体化工艺，优选地，步骤(4)中，外掺碱激发剂选自氢氧化钠或氢氧化钾。
[0024]本专利技术的一体化工艺具有99.7％的脱硫效率，95.2％的脱硝效率。根据本专利技术优选的技术方案，该工艺通过一体化操作制备的胶凝材料性能优异。
具体实施方式
[0025]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。
[0026]本专利技术的利用二氧化氯脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺同时包括烟气脱硫脱硝工艺和胶凝材料制备工艺，二者紧密结合，缺一不可。需要调配烟气脱硫脱硝工艺参数及胶凝材料制备工艺参数才能实现一体化，因而不同于通常的单独的烟气脱硫脱硝工艺，也不同于通常的单独的胶凝材料制备工艺。本专利技术的利用二氧化氯脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺包括如下步骤：(1)二氧化氯的制备步骤；(2)烟气的氧化步骤；和(3)脱硫脱硝步骤；(4)胶凝材料的制备步骤。下面进行详细描述。
[0027]＜二氧化氯的制备步骤＞
[0028]将氯酸盐水溶液、还原剂溶液和硫酸水溶液混合加入二氧化氯发生器中反应，获得二氧化氯；将二氧化氯与空气混合获得混合气体。以双氧水、氯酸钠为例说明二氧化氯的制备原理如下：
[0029]2NaClO3+H2O2+H2SO4→
2ClO2+Na2SO4+本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用二氧化氯脱硫脱硝制备胶凝材料的一体化工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)将氯酸盐水溶液、过氧化物溶液和硫酸水溶液混合加入二氧化氯发生器中反应，获得二氧化氯；将二氧化氯与空气混合获得混合气体；其中，二氧化氯占混合气体的4～10vol％；(2)将混合气体与烟气在进入脱硫脱硝塔之前的烟道中接触，获得氧化烟气；(3)将氧化烟气通入脱硫脱硝塔内与喷入的碱性吸收剂干粉混合，且向脱硫脱硝塔内喷淋水，获得脱硫脱硝烟气，再将脱硫脱硝烟气通过过滤装置获得脱硫脱硝粉尘和净化烟气；(4)将30～50重量份的脱硫脱硝粉尘、30～50重量份的矿粉、20～40重量份的粉煤灰和4～10重量份的外掺碱激发剂混合形成胶凝材料。2.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(1)中，氯酸盐为氯酸钠，过氧化物溶液为双氧水；其中，氯酸盐水溶液的浓度为15～40wt％，硫酸水溶液的浓度为30～60wt％，双氧水的浓度为25～38wt％。3.根据权利要求2所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(1)中，加入二氧化氯发生器中的氯酸盐水溶液中的氯酸钠、双氧水中的过氧化氢和硫酸水溶液中的硫酸的摩尔比为1:0.55～1:0.5～1；二氧化氯发生器内的反应温度为50～90℃。4.根据权利要求1所述的一体化工艺，其特征在于，步骤(2)中，进入烟道中的烟气含硫量为600～4000mg/Nm3；含氮量为200～60...

【专利技术属性】
技术研发人员：童裳慧，
申请(专利权)人：中晶环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：