烧结烟气脱硫制氢的方法技术

本发明专利技术提供了一种烧结烟气脱硫制氢的方法，该方法包括步骤：将含硫烧结烟气引入硫化氢溶液中，反应生成金属硫和水的混合液；对上述金属硫和水的混合液进行过滤，过滤后的水引入制氢室，过滤出的金属硫经干燥后与金属钠通过研磨产生硫化钠，该硫化钠作为牺牲剂引入制氢室；在制氢室内，以硫化钠为牺牲剂，在催化剂及光照条件下，将水分解，制备氢气并产生亚硫酸钠。本发明专利技术同时提供了用于实现所述方法的烧结烟气脱硫制氢设备。本发明专利技术的烧结烟气脱硫制氢工艺，采用大量标准设备，并有效减少了不少大型化设备，从繁到简，并通过化学反应制氢，不光在环保方面有突出贡献，更在经济效益方面实现了突破。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁行业烧结烟气净化
，具体是关于一种环保安全高效益的烧结烟气脱硫制氢的工艺方法。
技术介绍
高炉炼铁是在生产前将各种粉状含铁原料配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备(烧结机)上使物料发生一系列物理化学变化并烧结成块的过程。在此过程中会产生大量烟气，烟气的成分主要包括一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、焦油和各种粉尘等。烧结机年作业率高，达90%以上，烟气排放量大，对环境造成了严重的影响。我国钢铁行业SO2排放量已占到全国SO2的11%左右，成为仅次于电力行业的第二大SO2排放行业。烧结工序中产生的SO2 —般占到钢铁行业SO2排放总量的90%。国家环保局出台的“十一五”期间SO2控制计划中指出钢铁行业要减排10万吨，其中烧结工序占50%，《国家环保“十一五”规划》也将烟气脱硫作为投资重点，提出钢铁行业烧结烟气脱硫等脱硫工程要形成脱·硫能力30万吨。要实现此目标，烧结烟气脱硫技术必将是钢铁企业脱硫的重中之重。随着近几年钢铁行业的大规模建设，全国烧结单机面积和大中型烧结机的总面积在迅速增加。2003年90m2以上烧结机约90台，至2008年底约增长至300余台。所有烧结在建设中考虑烟气脱硫的很少。随着我国环境质量要求的提高以及总量控制的需要，对烧结机外排烟气中的SO2浓度和排放量必将进行限制，必将采用相应的处理措施予以治理。现有的钢铁行业烧结烟气脱硫技术按照烟气脱硫的工艺特点可分为三类湿法脱硫技术，半干法脱硫技术，干法脱硫技术。实际应用的技术有石灰石-石膏法、活性炭法、电子束法、有机胺法、氨水法、钙(镁)基干法等。这些方法可能会造成副产物无法处理或利用率较低或脱硫工艺不完善，出现“塌床”等不利环节，而且一些方法投资和运行成本较高，无法利用此工艺为使用者带来真实效益。目前，我国烧结烟气脱硫现状并不乐观，真正具有脱硫设备的烧结机还很少，投入运行的仅几家。制约烧结烟气脱硫发展的关键障碍是缺乏适合我国国情的烧结烟气脱硫技术。大部分现有的脱硫技术在烧结烟气脱硫上没有现成的经验可循，多处于探索阶段。找寻和开发一种适合于烧结工艺的烟气脱硫技术是市场的需求，也是烧结烟气脱硫技术发展的需要。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种钢铁行业烧结烟气净化技术，采用烧结烟气脱硫制氢工艺，达到安全环保要求，提高经济效益。本专利技术提供了一种，该方法包括步骤将含硫烧结烟气引入硫化氢溶液中，反应生成金属硫和水的混合液；对上述金属硫和水的混合液进行过滤，过滤后的水引入制氢室，过滤出的金属硫经干燥后与金属钠通过研磨产生硫化钠，该硫化钠作为牺牲剂引入制氢室；在制氢室内，以硫化钠为牺牲剂，在催化剂及光照条件下，将水分解，制备氢气并产生亚硫酸钠。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的中，所述烧结烟气为高炉炼铁工艺烧结烟气。其成份比较复杂，主要有一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、焦油和各种粉尘等。根据本专利技术的具体实施方案，所述烧结烟气在进入本专利技术的脱硫制氢工艺前，需先经除尘将焦油和各种粉尘脱去，一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物不与本专利技术工艺流程中的溶剂反应，相溶性也很小，可不予考虑。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的中，所述烧结烟气与硫化氢溶液在常温搅拌条件下即可进行反应。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的中，所述金属硫和水的混合液可按照所属领域的常规过滤条件进行过滤，例如，可经纸袋过滤机进行过滤，可按照纸袋过滤机的规格选择合适的过滤条件，优选的，本专利技术中的过滤介质液体通过量为每平方米150升 250升/分钟，过滤精度35 45微米条件。过滤后的水不需进行其他处理，即可直接用于制氢。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的中，所述过滤出的金属硫的干燥、干燥后的硫与金属钠研磨产生硫化钠的具体操作均可按照所属领域的常规操作条件进行。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的中，在制氢室内，可以Pt-PdS/CdS作为三元催化剂，常温光照条件下将水分解制备氢气并产生亚硫酸钠。根据本专利技术的具 体实施方案，本专利技术的，在整个过程中可由电脑控制温度及原料配比，实现全程自动化。另一方面，本专利技术还提供了一种用于实现所述方法的烧结烟气脱硫制氢设备，该设备包括用于实现含硫烧结烟气与硫化氢溶液反应得到金属硫和水的混合液的硫反应器；用于过滤金属硫和水的混合液而分离出硫的过滤器；用于研磨硫与钠生成硫化钠的研磨机；以及用于实现在硫化钠、催化剂及光照条件下将水分解制备氢气的制氢室；其中，所述硫反应器与过滤器之间设置将硫反应器内反应得到的金属硫和水的混合液输送至纸袋过滤机的通路；所述过滤器与研磨机之间设置将过滤器分离出的硫进行干燥并输送至研磨机的干燥及物料运输装置；所述研磨机与制氢室之间设置将研磨机内生成的硫化钠输送至制氢室的通路。本专利技术的实现所述方法的烧结烟气脱硫制氢设备中，实现各工艺环节的各反应器例如硫反应器、过滤器、干燥机、运输机、研磨机、制氢室等均可采用所属领域的常规仪器设备，只要能实现其在本专利技术中所述的功能即可，例如，所述制氢室可为玻璃幕墙或膜高透光结构。根据本专利技术的具体实施方案，实现各工艺环节的各反应器之间还包括必要的连接管路、传送皮带、阀门等。综上所述，本专利技术提供了一种钢铁行业烧结烟气新的净化处理技术，该烧结烟气脱硫制氢的工艺方法中未详细提及的工序的具体操作条件及所用设备，可按照所属领域的常规操作或进行适当改动而实施，这些对于本领域的技术人员而言在阅读本专利技术的基础上是很容易实现的。对比传统烟气脱硫流程，本专利技术的烧结烟气脱硫制氢工艺，采用大量标准设备，并有效减少了不少大型化设备，从繁到简，并通过化学反应制氢，为此工艺流程不光在环保方面有突出贡献，更在经济效益方面实现了突破。附图说明图1为本专利技术的烧结烟气脱硫制氢的设备的结构示意图。图2为本专利技术的烧结烟气脱硫制氢工艺流程示意图。具体实施例方式以下通过具体实施例详细说明本专利技术技术方案的实施和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本专利技术的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。实施例1请参见图1所示的本实施例的烧结烟气脱硫制氢方法所用的设备，该烧结烟气脱硫制氣的设备王要包括用于实现含硫烧结烟气与硫化氢溶液反应得到金属硫和水的混合液的硫反应器I ;用于过滤金 属硫和水的混合液而分离出硫的过滤器2，图中所示该过滤器为纸袋过滤机；用于研磨硫与钠生成硫化钠的研磨机3 ；以及用于实现在硫化钠、催化剂及光照条件下将水分解制备氢气的制氢室4 ；其中，所述硫反应器I与过滤器2之间设置将硫反应器内反应得到的金属硫和水的混合液输送至过滤器2的通路；所述过滤器2与研磨机3之间设置将过滤器2分离出的硫进行干燥的干燥器5，还设置将干燥后的硫输送至研磨机3的物料运输机6 ；所述研磨机3与制氢室4之间设置将研磨机内生成的硫化钠输送至制氢室的通路。更具体地，所述硫反应器I设置含硫烧结烟气入口 11、硫化氢溶液入口 12、以及金属硫和水的混合液出口 13 ;所述纸袋过滤机设置金属硫和水的混合液入口 21、以及分离出的金属硫出口 22、水溶液出口 23。所述硫反应器与过滤器之间的通路上设置调节混合液流量的调节阀102。所述过滤器2与干燥器5之间、干燥器5与物料运输机6之间分别设用于传送金属硫的传送皮带。所述研磨机3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结烟气脱硫制氢的方法，该方法包括步骤：将含硫烧结烟气引入硫化氢溶液中，反应生成金属硫和水的混合液；对上述金属硫和水的混合液进行过滤，过滤后的水引入制氢室，过滤出的金属硫经干燥后与金属钠通过研磨产生硫化钠，该硫化钠作为牺牲剂引入制氢室；在制氢室内，以硫化钠为牺牲剂，在催化剂及光照条件下，将水分解，制备氢气并产生亚硫酸钠。

【技术特征摘要】
1.一种烧结烟气脱硫制氢的方法，该方法包括步骤 将含硫烧结烟气引入硫化龜!溶液中，反应生成金属硫和水的混合液； 对上述金属硫和水的混合液进行过滤，过滤后的水引入制氢室，过滤出的金属硫经干燥后与金属钠通过研磨产生硫化钠，该硫化钠作为牺牲剂引入制氢室； 在制氢室内，以硫化钠为牺牲剂，在催化剂及光照条件下，将水分解，制备氢气并产生亚硫酸钠。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述烧结烟气为高炉炼铁工艺烧结烟气。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述烧结烟气与硫化氢溶液在常温搅拌条件下反应。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属硫和水的混合液经纸袋过滤机进行过滤，过滤介质液体通过量为每平方米150升 250升/分钟，过滤精度35 45微米。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在制氢室内，以Pt-PdS/CdS作为三元催化剂，常温光照条件下将水分...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵楠，李玉兰，鲍春雨，唐焜璞，刘红娟，张传波，郝景章，王世芹，柴凤飞，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，北京京诚泽宇能源环保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：