[发明专利]新型干法水泥生产线烟道用脱硫剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新型干法水泥生产线烟道用脱硫剂及其制备方法。

背景技术

新型干法水泥生产技术已被大量应用，其以悬浮预热和窑外预分解技术为核心。新型干法水泥生产技术中水泥熟料生产过程如下：水泥原料定量喂入悬浮预热系统的顶层预热器，在各级预热器内逐次与烟气（煤粉燃烧后生成的热烟气）热交换，再进入窑外分解炉系统；分解炉内的生料粉分散悬浮在气流中，并在悬浮态下完成碳酸盐的分解；分解炉输出的物料进入旋窑内，并在旋窑内煅烧成熟料。生料入旋窑前在悬浮预热系统中经过多级换热，物料由上至下从一级预热器（顶层预热器）到二级预热器，再依次通过三级、四级、五级预热器，然后通过分解炉预分解后进入旋窑。旋窑、分解炉产生的烟气由下至上从五级预热器（底层预热器）到四级预热器，再依次通过三级、二级、一级预热器，然后进入烟道。

新型干法水泥生产线本身具备一定的脱硫能力。窑外分解炉存在大量的活性CaO，同时分解炉的温度正是脱硫反应发生的最佳范围，因此旋窑烧成带产生的SO₂气体可以在分解炉被CaO吸收或者在过渡带和烧成带与碱结合生成硫酸盐。

但是随着石灰石资源的日益枯竭，水泥企业不得不使用含有大量硫化物、硫酸盐的石灰石，并且在工艺条件允许的情况下，掺用一些高硫煤。

水泥生产所用原料中的硫化物大部分为黄铁矿和白铁矿（两者均为FeS₂），还有一些单硫化物（如FeS）；原料中的硫酸盐主要包括二水石膏（CaSO₄·2H₂O）和硬石膏（CaSO₄）；这两类矿物在低于烧成带温度下很稳定。原料中存在的硫化物、硫酸盐大体上都会进入旋窑系统，煅烧后生成SO₂气体。

水泥生产用煤中的硫的存在形式和原料中的类似，有硫化物、硫酸盐及有机硫。燃料在分解炉或者旋窑燃烧，生成SO₂气体。

每生产1吨熟料大约需要1.4吨左右石灰石，如果石灰石含硫量是0.5%，相当于每吨熟料会产生7公斤硫，折合SO₂为14公斤。由于生产过程有自脱硫作用，尾气实际排放的SO₂为800～1800mg/m³。

自2014年3月1日起，我国水泥行业现有与新建企业大气污染物SO₂排放限值200mg/m³，重点地区企业执行大气污染物SO₂特别排放限值100mg/m³。因此，我国众多水泥企业SO₂减排任务愈加艰巨，一些企业每年SO₂排污费用高达数百万元。

目前烟气脱硫工艺主要有石灰石-石膏法、喷雾干燥法、氧化镁法、电子束法等，即主要为湿法脱硫和干法脱硫两大类。湿法脱硫通常效果较好，脱硫率高，但同时设备投资大(数千万乃至上亿元)，维护困难。干法脱硫虽然投资稍低（也需数千万元），但是脱除效率较低，一般比较难以达到70%的脱硫效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型干法水泥生产线烟道用脱硫剂及其制备方法，将本发明脱硫剂加入新型干法水泥生产线的烟道中，能显著脱除烟气中的二氧化硫，脱硫率大于85%，实现二氧化硫达标排放，降低脱硫成本；还有利于新型干法水泥生产线掺烧高硫煤、煤矸石、高硫石灰石，降低水泥熟料生产成本。

为实现上述目的，本发明提供一种新型干法水泥生产线烟道用脱硫剂，其由炉料经改性剂改性处理后制得；

所述炉料为新型干法水泥生产线窑外分解炉对水泥生料预分解后所得的物料；

所述改性剂包含水以及Na₂O₂、K₂O₂、MgO₂、BaO₂、SrO₂、过氧化二苯甲酰、甲基-1,2-二氧戊环-3过氧化物、纳米TiO₂、高铁酸盐中的一种或多种。

优选的，所述炉料包含SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、CaCO₃。

优选的，以重量百分比计,所述改性剂包含如下成分：

4～5.5%的BaO₂，

5.5～6.5%的SrO₂，