工业排放气的净化方法

摘要

本发明提供一种工业排放气的净化方法，包括以下步骤：（1）将硅钙渣调配成硅钙渣浆液；（2）硅钙渣浆液自上而下进入吸收塔，工业排放气自下而上的进入吸收塔，使硅钙渣浆液与工业排放气接触。硅钙渣浆液自上而下进入吸收塔，工业排放气自下而上的进入吸收塔，使硅钙渣浆液与工业排放气对流，实现两者的充分接触，提高二氧化碳吸收效果，有效实现二氧化碳的减排；以废弃资源硅钙渣为原料，净化工业排放气，实现了以废治废；此外，本发明在有效净化工业排放气的同时，还降低了工业废料硅钙渣中的碱含量，使其满足建材行业混合添加料和水泥熟料原料的要求。使本发明在具有良好的社会效益和环境效益的同时，还具有良好的经济效益。

权利要求

1.一种工业排放气的净化方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将硅钙渣调配成硅钙渣浆液，所述硅钙渣中Na2O的质量含量为1.3～2.0％；

(2)硅钙渣浆液自上而下进入吸收塔，工业排放气自下而上的进入吸收塔，使硅钙渣浆液与工业排放气接触，直至硅钙渣中氧化钠的质量含量低于0.8％。

2.根据权利要求1所述工业排放气的净化方法，其特征在于，所述吸收塔为多级，相邻吸收塔间串联。

3.根据权利要求2所述工业排放气的净化方法，其特征在于，将与工业排放气接触后的硅钙渣浆液液固分离，得到滤液和脱碱后的硅钙渣，当脱碱后的硅钙中氧化钠的质量含量高于0.8％时，将脱碱后的硅钙渣重复步骤(1)，并在下一级吸收塔中重复步骤(2)。

4.根据权利要求3所述工业排放气的净化方法，其特征在于，一级吸收塔中滤液回收；

其他吸收塔中的滤液送至上一级吸收塔中，用于与硅钙渣混合调配硅钙渣浆液。

5.根据权利要求1或4所述工业排放气的净化方法，其特征在于，所述硅钙渣浆液中，硅钙渣干基与水的体积比为1:4-12。

6.根据权利要求1所述工业排放气的净化方法，其特征在于，所述硅钙渣浆液与工业排放气的体积流量比为1:2.5-100。

7.根据权利要求1所述工业排放气的净化方法，其特征在于，所述工业排放气为二氧化碳质量含量大于10％的气体。

8.根据权利要求1所述工业排放气的净化方法，其特征在于，所述工业排放气为脱硫烟气或石灰窑气。

9.根据权利要求1所述工业排放气的净化方法，其特征在于，所述硅钙渣浆液的温度为70-95℃。

10.根据权利要求1所述工业排放气的净化方法，其特征在于，所述硅钙渣浆液与工业排放气接触的时间为15-30min。

说明书

工业排放气的净化方法

技术领域

[0001] 本发明涉及节能减排技术，尤其涉及一种工业排放气的净化方法。

背景技术

[0002] 随着工业的不断发展，工业排放气排放量的逐年增加，全球各地都观测出温度、降水等主要气候特征值发生了变化，气候变化的总趋势是温度增加、降水增多，且极端天气情况频繁发生。在全球气候问题愈演愈烈的情况下，对于工业排放气中影响气候的重要因素CO2，更是受到大家都格外关注。2009年12月在丹麦首都召开的哥本哈根世界气候大会更是把碳减排问题提上议事日程。中国是当前世界上最大的CO2排放国，2005年我国年排放量为7219.2百万公吨，占全球百分比为19.12%，人均排放量为5.5公吨。其减排压力可想而知。低碳经济是未来全球经济发展的必然趋势，也是我国走可持续发展道路的必然选择。低碳经济的发展，将会极大促进“低碳债券”、“低碳金融”的产生和发展，推动我国碳交易市场体系的建立和完善。

[0003] 目前，没有适宜的吸收处理温室气体二氧化碳的方法，只是通过节能减排的途径来降低空气中温室气体二氧化碳的含量。随着我国经济的不断发展，企业的不断壮大，这必然会造成碳减排等环境问题进一步加剧。

[0004] 中国蒙西、晋北地区由于特殊的地质环境下所形成的大型煤田具有高铝的特点，其高铝煤炭燃烧所产生的高铝粉煤灰氧化铝平均含量高达48.5%，与中等品位铝土矿中氧化铝含量相当，是一种非常宝贵的氧化铝生产储备原料。据统计，内蒙古中西部地区高铝粉煤灰的潜在储量高达100-200亿吨。随着资源的越来越紧缺，实现矿产资源的综合回收，大力推进循环经济成为现实生产中必须面临的问题和挑战。从包括高铝粉煤灰在内的其它含铝资源中提取氧化铝越来越引起人们的关注。因此用高铝粉煤灰替代天然铝土矿生产氧化铝产品，并形成煤炭-电力-冶金-建材的循环经济产业链，不仅可解决粉煤灰污染环境和占地等问题，还能缓解我国铝土矿的消耗速度，在很大程度上解决氧化铝生产面临的原料匮乏问题，并为当地带来较为合理的循环经济产业链。

[0005] 目前，高铝粉煤灰生产氧化铝较为合理和成熟方法就是碱法工艺，包括碱煮预脱硅和碱石灰烧结工艺，但是由于碱石灰烧结法工艺配料中配入Na2CO3，造成粉煤灰提铝残渣硅钙渣中的Na2O含量一般高达1.3-2.0%，而无法得到有效利用，从而给这种生产方法带来了较大的困难和挑战，意味着消耗掉了一种废弃物又要产生基本等量的另外一种废弃物，并引发进一步的环境问题。因此，如何解决硅钙渣的去向，同时得到其最大附加值利用，成为影响粉煤灰提取氧化铝连续生产的一个重要环节。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于，针对上述工业排放气中二氧化碳无法有效吸收的问题，提出一种工业排放气的净化方法，以实现工业排放气中二氧化碳的有效吸收。

[0007] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种工业排放气的净化方法，包括以下步骤：

[0008] （1）将硅钙渣调配成硅钙渣浆液；

[0009] （2）硅钙渣浆液自上而下进入吸收塔，工业排放气自下而上的进入吸收塔，使硅钙渣浆液与工业排放气接触。

[0010] 进一步地，所述吸收塔为多级，相邻吸收塔间串联。

[0011] 进一步地，将与工业排放气接触后的粉煤灰硅钙渣浆液液固分离，得到滤液和脱碱后的硅钙渣，当脱碱后的硅钙中氧化钠的质量含量高于0.8%时，将脱碱后的硅钙渣重复步骤（1），并在下一级吸收塔中重复步骤（2）。

[0012] 进一步地，一级吸收塔中滤液回收；其他吸收塔中的滤液送至上一级吸收塔中，用于与硅钙渣混合调配硅钙渣浆液。即作为步骤（1）中与硅钙渣混合的水。

[0013] 进一步地，所述硅钙渣浆液中，硅钙渣干基与水的体积比为1:4-12。

[0014] 进一步地，所述硅钙渣浆液与工业排放气的体积流量比为1:2.5-100。

[0015] 进一步地，所述工业排放气为二氧化碳质量含量大于10%的气体。

[0016] 进一步地，所述工业排放气为脱硫烟气或石灰窑气。

[0017] 进一步地，所述硅钙渣浆液的温度为70-95℃。

[0018] 进一步地，所述硅钙渣浆液与工业排放气接触的时间为15-30min。

[0019] 本发明提供一种工业排放气的净化方法步骤科学、合理、简单，具有以下优点：

[0020] （1）硅钙渣浆液自上而下进入吸收塔，工业排放气自下而上的进入吸收塔，使硅钙渣浆液与工业排放气对流，实现两者的充分接触，该过程中使硅钙渣浆液对二氧化碳的吸收效果得以提升，更加利于实现二氧化碳的减排；

[0021] （2）以废弃资源硅钙渣为原料净化工业排放气，实现了以废治废；

[0022] 此外，本发明在有效净化工业排放气的同时，还降低了工业废料硅钙渣中的碱含量，使其满足建材行业混合添加料和水泥熟料原料的要求。使本发明在具有良好的社会效益和环境效益的同时，还具有良好的经济效益。

附图说明

[0023] 图1为本发明实施例1的流程示意图。

具体实施方式

[0024] 本发明公开了一种采用燃煤电厂硅钙渣净化工业排放气的方法，在减少工业排放气中二氧化碳排放的同时，实现了废弃物硅钙渣的综合利用。本发明工业排放气的净化方法具体包括以下步骤：

[0025] （1）将硅钙渣调配成硅钙渣浆液，该硅钙渣浆液中，硅钙渣干基与水的体积比为1:4-12；

[0026] （2）硅钙渣浆液自上而下进入吸收塔，工业排放气自下而上的进入吸收塔，使硅钙渣浆液与工业排放气接触，所述硅钙渣浆液与工业排放气的体积比为1:2.5-100。硅钙渣浆液与工业排放气接触的时间为30min。其中为了提高反应速率，硅钙渣浆液的温度为70-95℃。

[0027] 本发明中所指工业排放气为二氧化碳体积含量大于10%的气体。具体地，可以为脱硫烟气或石灰窑气等排放废气。所述硅钙渣则可以为高铝粉煤灰提取氧化铝后所产废渣，具体地，所述硅钙渣为将碱煮预脱硅后的粉煤灰与纯碱、石灰石的高温烧结熟料经一定苛性的调整液溶出得到提铝残渣硅钙渣。该提铝残渣硅钙渣中Na2O的质量含量一般为1.3～2.0%，含水率为35～42%。

[0028] 本发明利用硅钙渣净化工业废气的反应原理：硅钙渣中含有的氧化钠能与废气中的二氧化碳溶解于水中生成的碳酸发生反应生成碳酸钠，进而同时消耗掉硅钙渣中的氧化钠和工业排放气中的二氧化碳。硅钙渣浆液自上而下进入吸收塔，工业排放气自下而上的进入吸收塔，使硅钙渣浆液与工业排放气形成逆流，实现两者的充分接触，提高二氧化碳吸收效果，有效实现二氧化碳的减排。

[0029] 为了提高工业排放气的净化效果，实现工业排放气的连续多次净化可采用多级吸收塔，相邻吸收塔间串联。将与工业排放气接触后的粉煤灰硅钙渣浆液液固分离，得到滤液和脱碱后的硅钙渣，当脱碱后的硅钙渣中碱含量仍然相对较高时（氧化钠的质量含量高于0.8%时），将脱碱后的硅钙渣再次与水混合得到硅钙渣浆液，并在下一级吸收塔中重复步骤（2），如再次与工业排放气接触后的硅钙渣中氧化钠的质量含量仍高于0.8%，则继续固液分离、与水混合形成浆液、再次与工业排放气接触，直至硅钙渣中氧化钠的质量含量低于0.8%（满足建材行业混合添加料和水泥熟料原料的要求）。固液分离得到的滤液中，一级吸收塔中滤液回收；其他吸收塔中的滤液送至上一级吸收塔中，用于与硅钙渣混合调配硅钙渣浆液，即作为步骤（1）中与硅钙渣混合的水，滤液的逆向循环使用能有效的提高水资源的利用率，减少废水的排放量。多级吸收塔的串联在实现工业排放气的连续多次净化的同时，还可以实现硅钙渣的多次脱碱。

[0030] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

[0031] 实施例1

[0032] 图1为本发明实施例1的流程示意图。

[0033] 本实施例提供了一种工业排放气的净化方法，采用的硅钙渣为高铝粉煤灰提取氧化铝后所产硅钙渣，其中氧化钠的质量含量为2.0%，含水率为35%；待净化的工业排放气为大唐再生资源股份有限公司的石灰回转窑窑气，其中二氧化碳气体质量浓度为38%。该工业排放气的净化在三级串联的吸收塔（第一级吸收塔、第二级吸收塔和第三级吸收塔）内完成，如图1所示，具体包括以下步骤：

[0034] （1）将硅钙渣与水混合调配成硅钙渣浆液，加热硅钙渣浆液至80℃，硅钙渣浆液中，硅钙渣干基与水的液固体积比为4；

[0035] （2）硅钙渣浆液以0.05L/min的流速自上而下喷淋进入第一级吸收塔，工业排放气以0.8L/min的流速自下而上进入第一级吸收塔，硅钙渣浆液与工业排放气在第一级吸收塔内逆流接触，使硅钙渣浆液与工业排放气接触的时间为30min；将第一级吸收塔内与工业排放气接触后的粉煤灰硅钙渣浆液液固分离，得到一次滤液和一次脱碱的硅钙渣，一次滤液送至碱回收工序，回收其中的碱。

[0036] （3）上一轮工业排放气的净化（循环脱碱）过程的第三级吸收塔的滤液将与一次脱碱的硅钙渣混合调配成硅钙渣浆液，并使其自上而下喷淋进入第二级吸收塔中，与自下而上进入第二级吸收塔中的经第一级吸收塔吸收后的工业排放气再次逆流接触，其中各组分的流量与步骤（2）相同。将第二级吸收塔内与工业排放气接触后的粉煤灰硅钙渣浆液液固分离，得到二次滤液和二次脱碱的硅钙渣。二次滤液被送至第一级吸收塔中，与第一级吸收塔中的下一批硅钙渣混合得到粉煤灰硅钙渣浆液，进而循环利用；

[0037] （4）二次脱碱的硅钙渣与水混合调配成硅钙渣浆液，并使其自上而下喷淋进入第三级吸收塔中，与自下而上进入第三级吸收塔中的经第二级吸收塔吸收后的工业排放气再次接触，其中各组分的流量与步骤（2）相同。将第三级吸收塔内与工业排放气接触后的粉煤灰硅钙渣浆液液固分离，得到三次滤液和三次脱碱的硅钙渣，三次脱碱的硅钙渣中氧化钠质量含量降低至0.56%，满足建材行业中混合材添加料和水泥熟料原料对碱含量的要求；三次滤液被送至第二级吸收塔中，与第二级吸收塔中的下一批硅钙渣混合，进而循环利用。
经过第三级吸收塔吸收后，工业排放气中二氧化碳的吸收率为92%，达到排放要求。

[0038] 实施例2

[0039] 与实施例1不同的是本实施例中采用的硅钙渣中氧化钠的质量含量为1.6%，含水率为43%；待净化的工业排放气为内蒙古大唐托克托发电有限责任公司的脱硫烟气，其中二氧化碳气体浓度为10％。

[0040] （1）将硅钙渣与水混合调配成硅钙渣浆液，加热硅钙渣浆液至90℃，硅钙渣干基与水的液固体积比为8；

[0041] （2）硅钙渣浆液以0.02L/min的流速自上而下喷淋进入第一级吸收塔，工业排放气以1.5L/min的流速自下而上进入第一级吸收塔，使粉煤灰硅钙渣浆液与工业排放气在第一级吸收塔内接触，使粉煤灰硅钙渣浆液与工业排放气接触的时间为15min；

[0042] 其他吸收塔中的步骤与实施例1相同，经过第三级吸收塔吸收后，三次脱碱的硅钙渣中氧化钠质量含量降低至0.69%，满足建材行业中混合材添加料和水泥熟料原料对碱含量的要求；工业排放气中二氧化碳的吸收率为90%，达到排放标准。

[0043] 实施例3

[0044] 与实施例1不同的是本实施例中采用的硅钙渣中氧化钠的质量含量为1.4％，含水率为38%。

[0045] （1）将硅钙渣与水混合调配成硅钙渣浆液，加热硅钙渣浆液至75℃，硅钙渣干基与水的液固体积比为12；

[0046] （2）硅钙渣浆液以0.2L/min的流速自上而下喷淋进入第一级吸收塔，工业排放气以0.5L/min的流速自下而上进入第一级吸收塔，使粉煤灰硅钙渣浆液与工业排放气在第一级吸收塔内接触，使粉煤灰硅钙渣浆液与工业排放气接触的时间为20min；

[0047] 其他吸收塔中的步骤与实施例1相同，经过第三级吸收塔吸收后，三次脱碱的硅钙渣中氧化钠质量含量降低至0.49%，满足建材行业中混合材添加料和水泥熟料原料对碱含量的要求；工业排放气中二氧化碳的吸收率为91%，达到排放标准。

[0048] 实施例4

[0049] 本实施例与实施例1不同的是，该工业排放气的净化在一级吸收塔内完成，采用的硅钙渣为高铝粉煤灰提取氧化铝后所产硅钙渣，其中氧化钠的质量含量为1.3%，含水率为35%；待净化的工业排放气为其中二氧化碳气体质量浓度为10%。具体包括以下步骤：

[0050] （1）将硅钙渣与水混合调配成硅钙渣浆液，加热硅钙渣浆液至95℃，其中硅钙渣干基与水的液固体积比为10；

[0051] （2）硅钙渣浆液以0.1L/min的流速自上而下喷淋进入第一级吸收塔，工业排放气以0.8L/min的流速自下而上进入第一级吸收塔，硅钙渣浆液与工业排放气在第一级吸收塔内接触，使硅钙渣浆液与工业排放气接触的时间为30min；将第一级吸收塔内与工业排放气接触后的粉煤灰硅钙渣浆液液固分离，得到滤液和脱碱的硅钙渣，滤液送至碱回收工序，回收其中的碱。

[0052] 本发明不局限于上述实施例所描述的工业排放气的净化方法，吸收塔级数的改变、各组分的流量的改变均在本发明的保护范围之内。

[0053] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。