[发明专利]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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及资源综合利用技术领域，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。

背景技术

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。

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。

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%-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 108295806B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。