[发明专利]一种高炉煤气脱氯除湿剂及其制备和使用方法

说明书

本发明涉及一种高炉煤气脱氯除湿剂及其制备和使用方法，高炉煤气脱氯除湿剂活性组分为Ca(OH)₂、CaO、SiO₂、MgO、Al₂O₃、MnO等碱及碱金属或碱土金属氧化物，活性组分含量60～85wt％。制备原料来自钢厂冶炼过程废弃钢渣，孔隙结构发达、机械强度高，粒径为1～20mm，经破碎研磨、水化、固液分离、烘干粉化、造粒、焙烧等过程获得粒径0.5～2mm成品脱氯除湿剂，其径向抗压碎强度50～80N/cm。脱氯除湿剂作为固定床填料进行煤气脱氯除湿，穿透失效后返回渣场，进行后续资源化利用。本发明原料本身为固废，就地取材，成本低，制作工艺简单，脱氯除湿效果好，净化后煤气HCl浓度小于1ppm，含水量小于环境温度下煤气饱和含水量，脱氯除湿后煤气品质提高，钢渣中f‑CaO转化为稳定相，带来额外经济附加值。

技术领域

本发明涉及钢铁行业煤气净化与固废利用领域，具体涉及一种以钢渣为主要原料制备煤气脱氯除湿剂及其使用的方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

高炉煤气是炼铁过程中副产的可燃气体，大中型高炉在冶炼炼钢生铁时副产高炉煤气主要成分含量(体积分数)为二氧化碳16％～22％、一氧化碳21％～26％、氢气1％～4％、氮气53％～57％及少量烃类，低位发热量2760～3720kJ/m³，是一种热值较低的煤气。

事实上，高炉直接排出的荒煤气还含有10～50g/m³颗粒物需先经过除尘后才能进入TRT进行余压发电，高炉煤气除尘工艺分湿法和干法，干法除尘因具有水耗及电耗低、干法TRT发电负荷较湿法高30％以上、煤气显热可以充分利用等优点。目前，国内外钢铁企业及中国钢铁工业协会普遍推广应用高炉煤气干法工艺进行除尘。

高炉冶炼原料尤其是烧结矿和球团矿，所用含铁物料在海运及海水选矿过程中进入海水，以及烧结及球团制作过程加入CaCl₂助剂是高炉冶炼副产煤气中氯的主要来源。同时，燃料焦炭或煤粉中所含氯在高温冶炼过程中也会以气态HCl形式混入煤气。加之干法除尘工艺使得过程中产生的HCl只能进入煤气，HCl含量高达100mg/m³。

高炉煤气经过除尘、TRT余压利用及管道运输等一系列过程后去往用户，随着温度降至HCl露点温度以下，因其极易遇水冷凝，故会在沿途设备、管道及用户处冷凝产生盐酸，对设备及管道造成严重腐蚀。不能冷凝的HCl去往煤气用户燃烧，最终排入大气，形成酸雨，严重危害人类生存环境及身体健康。

CN 1037942C公开了一种氯化氢吸附剂，由γ-氧化铝和碱金属碳酸盐或碱土金属碳酸盐助剂组成，该吸附剂脱除氯化氢能力强，可将气体或液体烃中氯化氢杂质含量降低至0.5ppm以下，氯化氢吸附量可达25％(重量)。

CN 100344363C公开了一种吸附气体或液体中氯化氢杂质的吸附剂，其成分组成为氧化铝、白土或膨润土填充剂及氧化锌、氧化镁或氧化钠等金属氧化物。

CN 104689781A公开了一种干燥炉氯化氢吸附剂，其原料组成为碱金属和/或碱土金属化合物以及钛、铜、锌、锰、铁、铬的金属氧化物。

以上脱氯剂虽能对氯化氢起到一定的吸附脱除效果，但制备原料均需外购，成本较高、配制过程较为复杂。

钢渣是钢铁冶炼过程中产生的大量固态废弃物，据统计，每生产一吨粗钢，钢渣产量约占12～15％，我国钢渣产量呈逐年增加态势，到2018年我国粗钢累计产量达到8.56亿吨，钢渣排放比例为12-15％，钢渣排放量在1.03亿吨以上，但其利用率仅20％左右，主要用于水泥及道路建设，但由于其中的不稳定相f-CaO在后期的体积膨胀对其在建材方面应用也带来一定风险。剩余80％左右钢渣只能露天堆存，大量占用土地资源并存在钢渣中重金属向环境中迁移的风险。