基于超细化钢渣的高炉煤气脱酸剂及制备方法和脱酸系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于超细化钢渣的高炉煤气脱酸剂及制备方法和脱酸系统，所述高炉煤气脱酸剂按重量份数计，由以下成分组成：氢氧化钙20～65份，钢渣10～40份，活性组分5～15份，改性剂5～15份，发泡剂5～10份及膨润土5～15份。所述脱酸系统包括依次相连的高炉、重力除尘装置、布袋除尘器、脱酸塔、水解塔、减压阀组、脱硫塔和高炉煤气柜，所述减压阀组与TRT余压发电装置连接；本发明专利技术所涉及的高炉煤气脱酸剂的制备方法简单，脱酸容量高，使用寿命长；由于制备原料中加入了工业固废，显著降低脱酸剂的生产成本，提高了脱酸剂的强度，解决了工业固废污染环境及资源浪费的问题。废污染环境及资源浪费的问题。废污染环境及资源浪费的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于超细化钢渣的高炉煤气脱酸剂及制备方法和脱酸系统


[0001]本专利技术涉及资源综合利用
，特别涉及一种基于超细化钢渣的高炉煤气脱酸剂及其制备方法和脱酸系统。

技术介绍

[0002]高炉煤气作为生铁冶炼过程中副产的可燃性气体，具备可观的压力、温度和热值，是一种重要的二次能源。为了响应国家推进节能减排、发展循环经济的号召，钢铁企业正在大力发展高炉煤气的干法除尘工艺以及余压余热发电技术。但是，干法除尘后的高炉煤气中仍存在大量的H2S、HCl等酸性气体。在煤气输送与使用过程中，这些酸性气体会与冷凝的水蒸气形成酸液，会严重腐蚀设备管道、导致TRT叶片积盐结垢、热风炉格子砖蓄热效率降低等问题，严重影响了余压余热回收装置的正常运转。另一方面，这些酸性气体（尤其是HCl）会富集并占据后端水解催化剂表面的碱性位点，降低催化剂对高炉煤气中有机硫的水解活性，从而导致后端高炉煤气用气点的烟气中SO2无法达到国家要求的超低排放指标，额外增加后续脱硫成本。因此，对高炉煤气中进行脱酸处理已经势在必行。
[0003]目前，国内外针对高炉煤气中酸性气体的脱除工艺主要分为湿法和干法。湿法工艺是采用碱液喷淋的形式脱除煤气中的酸性气体，虽可以有效降低煤气中的酸性组分，但碱液也会造成管道和设备的腐蚀、结垢堵塞，同时带来脱酸废液处理问题，并在很大程度上抵消了干法除尘的节水、利用煤气显热等优势。干法工艺则是利用固体脱酸剂与煤气中的酸性气体进行化学反应，将其固定在脱酸剂上，从而达到酸性气体脱除的目的。采用干法的方式，不喷水，不降温，无废液处置问题，最大限度保留干法除尘带来的节能环保效益，还能解决包括TRT在内的所有设备及管网的腐蚀或积盐结垢问题，具有较大应用潜力。但是由于高炉煤气存在煤气量大，煤气温度较低，CO2、水蒸气和粉尘含量都比较高的特点，现有的常规脱酸剂不能同时满足脱酸效果和经济性两方面的指标。针对高炉煤气脱酸，目前尚缺少成本低廉，性能优良的脱酸剂。因此，研发一种低成本且高效脱除高炉煤气中酸性组分的脱酸剂具有很大的工业应用价值。
[0004]钢渣是钢铁冶炼过程中产生的固体废弃物。随着钢铁行业的蓬勃发展，钢铁产能逐渐提高，相应的排放的钢渣也逐渐增多，据报道我国每年产生大约２亿吨的钢渣，但是其综合利用率不到30％，这就造成了大量钢渣堆存地表，不但占用耕地，而且污染环境。因此寻找一种合理、有效地将工业固废进行再利用的途径已经迫在眉睫。钢渣主要由氧化钙40%～60%，二氧化硅13%
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20%，氧化镁3%～10%，金属铁2%～8%，氧化铝2%～8%，氧化锰1%～5%等组成，利用钢渣富含碱性氧化物的特点，可用于烟气中SO2的脱除。中国专利CN 108295806 B公开了一种利用工业固废制备脱硫吸附剂的方法，所制备的脱硫吸附剂使用简单，而且可重复利用；由于制备原料中加入了工业废钢渣和废玻璃，增强了脱硫吸附剂的强度，提高耐磨性，并显著降低脱硫吸附剂的生产成本。目前，利用钢渣脱除烟气中SO2的报道较多，却鲜有关于利用钢渣进行煤气脱酸剂的报道。
[0005]钢渣中具有较高含量的f
‑
CaO和f
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MgO，这两者在遇水后一方面会生成具有呈强碱
性的Ca(OH)2和Mg(OH)2，可以与酸性气体如HCl、H2S发生酸碱中和反应，另一方面，f
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CaO和f
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MgO遇水后体积会增大1
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3倍，形成疏松结构，加速非均相反应的发生。受此启发，利用钢渣作为原材料制备高炉煤气脱酸剂，可以实现高炉煤气中酸性气体脱除，可有效避免酸性物质对后续设备管道的腐蚀及催化剂的影响。因此，本专利技术提供的一种基于超细化钢渣制备高炉煤气脱酸剂的方法，不仅有效的利用了工业固废钢渣，解决了固废污染问题以及缓解了大气污染问题，而且给钢铁企业带来了巨大的经济效益，符合国家“资源
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产品
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废弃物
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再生资源”的发展模式。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种基于超细化钢渣的高炉煤气脱酸剂及其制备方法和脱酸系统，解决目前高炉煤气脱酸剂存在的制备工艺复杂、成本高昂、不适合应用于高炉煤气脱酸领域的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种基于超细化钢渣的高炉煤气脱酸剂，按重量份数计，由以下组分制成：氢氧化钙20～65份，钢渣10～40份，活性组分5～15份，改性剂5～15份，发泡剂5～10份及粘结剂5～15份。
[0008]其中，所述钢渣来自于钢铁企业在炼钢生产中产生的废弃物，为精炼渣、转炉渣和电炉渣中的一种或多种。
[0009]其中，所述活性组分为硝酸锌和硝酸铝中的一种或两种；所述改性剂为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和尿素中的一种或两种；所述发泡剂为甲基纤维素。
[0010]一种高炉煤气脱酸剂的制备方法，包括下述步骤：步骤1，将钢渣由上而下进料于湿磨机中，与水混合后，湿磨20～60分钟形成钢渣浆体；步骤2，将活性组分溶解于水中，将形成的均一溶液与氢氧化钙20～65份加入到步骤1的钢渣浆体中，湿磨10～30分钟，形成混合物a；步骤3，将改性剂溶解于水中，将形成的均一溶液缓慢滴加到步骤2形成的混合物a中，保持边滴边搅拌，滴加完毕后继续搅拌15～30分钟，之后将形成的混合物置于高压反应釜中，于恒温鼓风干燥箱中150~200
°
C下反应2
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8小时；反应结束后取出自然冷却，过滤，得到膏状固体混合物b；步骤4，将发泡剂及粘结剂置于步骤3得到的混合物b中，搅拌均匀后，挤出成型，得到成型物料；步骤5，将步骤4所得成型物料放入恒温鼓风干燥箱中，于80~150
°
C下干燥2～8小时，得到初级产品；步骤6，将步骤5干燥后的初级产品放入马弗炉中，于300～500℃下，焙烧1～4小时，然后自然冷却到室温，得到高炉煤气脱酸剂。
[0011]其中，所述步骤1中钢渣与水的重量比为（10～40）：（20～90）；所述步骤2中活性组分与水的重量比为（5～15）：（10～40）；所述步骤3中改性剂与水的重量比为（5～15）：（10～40）。
[0012]一种采用上述高炉煤气脱酸剂的脱酸系统，包括依次相连的高炉、重力除尘装置、
布袋除尘器、脱酸塔、水解塔、减压阀组、脱硫塔和高炉煤气柜，所述减压阀组与TRT余压发电装置连接；所述脱酸塔包括呈圆筒状的塔体，所述塔体的进气侧连接有进气变径锥，所述进气变径锥连接煤气入口管道，所述塔体的出气侧连接有出气变径锥，所述出气变径锥连接有煤气出口管道，所述进气变径锥与所述塔体的连接处设有进气流均布装置，所述出气变径锥与所述塔体的连接处设有出气流均布装置，所述塔体内竖直设有用于高炉煤气脱酸的反应仓，所述反应仓内部装填有所述高炉煤气脱酸剂；所述脱酸塔顶部设置有高炉煤气脱酸剂的进料口和进料切断阀，所述脱酸塔底部设置有高炉煤气脱酸剂的卸料口和卸料切断阀，所述进料切断阀下方设有进料仓，所述进料仓位于所述塔体的顶壁上方，所述卸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超细化钢渣的高炉煤气脱酸剂，其特征在于，按重量份数计，由以下组分制成：氢氧化钙20～65份，钢渣10～40份，活性组分5～15份，改性剂5～15份，发泡剂5～10份及膨润土5～15份。2.根据权利要求1所述的基于超细化钢渣的高炉煤气脱酸剂，其特征在于，所述钢渣来自于钢铁企业在炼钢生产中产生的废弃物，为精炼渣、转炉渣和电炉渣中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的基于超细化钢渣的高炉煤气脱酸剂，其特征在于，所述活性组分为硝酸锌和硝酸铝中的一种或两种；所述改性剂为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和尿素中的一种或两种；所述发泡剂为甲基纤维素。4.一种权利要求1
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3任一项所述的高炉煤气脱酸剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1，将钢渣由上而下进料于湿磨机中，与水混合后，湿磨20～60分钟形成钢渣浆体；步骤2，将活性组分溶解于水中，将形成的均一溶液与氢氧化钙加入到步骤1的钢渣浆体中，湿磨10～30分钟，形成混合物a；步骤3，将改性剂溶解于水中，将形成的均一溶液缓慢滴加到步骤2形成的混合物a中，保持边滴边搅拌，滴加完毕后继续搅拌15～30分钟，之后将形成的混合物置于高压反应釜中，于恒温鼓风干燥箱中150~200
°
C下反应2
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8小时；反应结束后取出自然冷却，过滤，得到膏状固体混合物b；步骤4，将发泡剂及粘结剂置于步骤3得到的混合物b中，搅拌均匀后，挤出成型，得到成型物料；步骤5，将步骤4所得成型物料放入恒温鼓风干燥箱中，于80~150
°
C下干燥2～8小时，得到初级产品；步骤6，将步骤5干燥后的初级产品放入马弗炉中，于300～500℃下，焙烧1～4小时，然后自然冷却到室温，得到高炉煤气脱酸剂。5.一种根据权利要求4所述的高炉煤气脱酸剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中钢渣与水的重量比为（10～40）：（20～90）；所述步骤2中活性组分与水的重量比为（5～15）：（10...

【专利技术属性】
技术研发人员：康东娟，
申请(专利权)人：北京中航天业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：