[发明专利]一种基于低能耗热分解的脱硫灰资源化方法

说明书

本发明公开了一种基于低能耗热分解的脱硫灰资源化方法，将脱硫灰和含铁原料依次通过混料、制粒、干燥、焙烧和冷却，得到含铁酸钙的团块；所述焙烧产生的含二氧化硫烟气用于制酸，该方法充分利用含铁原料与脱硫灰热解产物反应，促进脱硫灰分解，降低脱硫灰的分解温度，同时通过配置烟气循环系统，达到降低热分解能耗的目的，而含铁原料可以转化成富含铁酸钙的优质炼铁或炼钢炉料，释放的高浓度二氧化硫用于制酸，真正实现了脱硫灰资源化利用的目的。

技术领域

本发明涉及一种脱硫灰的处理方法，尤其涉及一种低能耗热分解脱硫灰的方法，具体涉及一种将含铁原料和脱硫灰协同处理，实现脱硫灰低能耗资源化利用的工艺；属于钢铁冶金行业固废处理技术领域。

背景技术

钢铁冶金企业，特别是长流程钢铁联合企业，在生产过程中产生大量的SO₂。据报道，我国钢铁工业SO₂排放量位居各工业行业第二，仅次于电力。

为达到我国钢铁冶金工业排放标准，各大企业普遍采用烟气脱硫技术,主要有石灰—石膏法、活性炭吸附法、半干法等，因此产生了大量的脱硫灰。

脱硫灰是烟气脱硫技术产生的一种固体废弃物，主要是烟气中的含硫成分和钙基脱硫剂经过反应后，从除尘设备分离得到的脱硫副产物。烟气脱硫灰的化学组成和粉煤灰主体相似，但脱硫灰中含有更多的Ca和S。此外，脱硫灰分解温度高，易凝结硬化，渗透率低，粒度细等特性使得其大多只能以堆放为主，并没有合理的综合利用途径。因此，若能实现脱硫灰中Ca、S的低能耗分级资源化利用，则具有相当现实意义。

脱硫灰中主要成分为CaSO₄和CaSO₃，在潮湿有氧环境中，CaSO₃易被氧化成CaSO₄，CaSO₄性质稳定，当温度高于1200℃时才开始发生分解反应2CaSO₄＝2CaO+2SO₂↑+O₂↑，需1300～1350℃才可完全分解，而CaSO₃的分解温度相对较低，约为650℃。由此可知，若要实现Ca和S的分级利用，其核心在于将CaSO₄充分分解。

发明内容

针对现有技术中脱硫灰处理过程中有于热分解温度高而导致能耗高的缺点，本发明的目的是一种将脱硫灰与含铁原料协同处理，通过合理设计干燥、高温焙烧、冷却、烟气循环、烟气制酸等工艺实现低能耗热分解脱硫灰的方法。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种基于低能耗热分解的脱硫灰资源化方法，该方法是将脱硫灰和含铁原料依次通过混料、制粒、干燥、焙烧和冷却，得到含铁酸钙的团块；所述焙烧产生的含二氧化硫烟气用于制酸。

本发明的技术方案将脱硫灰和含铁原料混合焙烧，一方面充分利用含铁原料中的磁铁矿及赤铁矿等成分与CaSO₄分解产物CaO反应生成铁酸钙，促进硫酸钙的分解，可以有效降低CaSO₄的分解温度，一般来说CaSO₄完全分解的温度在1250～1300℃，而通过与含铁原料协同焙烧，温度CaSO₄完全分解的温度降低至1100℃左右，达到降低分解能耗的目的，同时反应生成优质的铁酸钙和高浓度的二氧化硫烟气，具有利用价值，产生的含二氧化硫烟气浓度较高，直接用于制酸，而铁酸钙作为冶铁原料使用，真正实现了脱硫灰的资源化利用。

优选的方案，脱硫灰和含铁原料混料比满足：混合料中铁品位不低于30％，混合料中其中为摩尔比值，w_CaSO4为脱硫灰中CaSO₄的质量百分含量。通过严格控制脱硫灰和含铁原料混料比，可以实现含铁原料中铁的充分转化，获得优质的含铁酸钙焙烧料。

优选的方案，所述脱硫灰包括石灰—石膏法和/或半干法处理含硫烟气后产生的固体废弃物。采用的脱硫灰原料最好是干燥至水分含量＜5％，形貌为松散堆积状。