脱硫灰综合利用

脱硫灰综合利用目前，永钢拥有一座300㎡烧结机，并配有一套半干法脱硫系统，处理烧结尾气量达到120万m³/h，脱硫效率为90%以上，处理后的尾气中SO2的排放浓度小于100mg/m3，符合国家排放标准。但对于脱硫所产生的副产物-脱硫灰，则没有很好的利用途径。现就脱硫灰的性质分析，找到其合理的利用途径。一、化学特性烧结烟气脱硫副产物的主要化学组成，如下表所示：脱硫副产物的受热分解的热重曲线如下表所示：在室温至300℃之间的缓慢失重段对应着脱硫灰中自由水分的失去和半水亚硫酸钙中结晶水的部分脱除。第1个失重段（300~400℃）对应着亚硫酸钙的脱水和氢氧化钙的分解，第2失重段（400~630℃）对应碳酸钙的分解，第3失重段（630~920℃）对应着亚硫酸钙的分解，第4失重段（1100~1250℃）对应着硫酸钙的分解，生成氧化钙和三氧化硫。二、物理特性由于消化系统产生的脱硫剂消石灰的粒度很细，反应后的脱硫副产物粒度也非常细。三、副产物的综合利用Ca基半干法烧结烟气脱硫副产物的处理难度很大，其原因在于其成分复杂、波动大，且含有比较高的CaSO3，对建筑材料的稳定性造成影响；同时其粒度细，密度低，给运输和储存带来很大不便。针对这些问题，相关企业开展了积极探索和研究，研究开发了多项应用技术。1、矿渣微粉添加剂脱硫副产物用作复合矿渣微粉，掺杂在水泥原材料中。掺入量不超过3%时，水泥胶砂试块强度影响不大，对照国家标准，掺入副产物的矿渣微粉的密度、流动度比、含水量、三氧化硫、氯离子、烧失量、放射性及水化热等指标均符合国标要求，比表面积也均符合S95级别矿渣微粉要求的400m2/kg以上的较好水平，28天活性指数符合要求。经过压蒸后没有裂纹，安定性也没有收到影响，在掺入量比较小的时候，脱硫副产物不会影响矿渣微粉的性能。2、制作免烧砖利用副产物与粉煤灰、建筑垃圾等固废，制作免烧压蒸砖，由于脱硫副产物CaSO3含量在25～35%，会对砖的稳定性有影响，当掺量达到10%和15%时，强度较掺量为5%时明显下降,7天抗压强度急剧下降到6.9MPa和7.6MPa；28天强度下降到13.6MPa和15.4MPa，28天抗折强度下降到2.4MPa和2.5MPa，但均满足国家标准合格品MU10要求，掺量不超过10%时，达到优等品MU15要求。从安定性来看，免烧砖压蒸后依旧完好，没有出现膨胀，掉角等现象。3、水处理剂主要是利用烧结烟气脱硫副产物自身碱性较强的特点，用来替代生产所产生的废酸水处理用中和剂，即利用脱硫副产物中的25%~35%未完成反应完的碱性物料，替代部分生石灰来处理酸性废水。通过大量试验证明是可行的，它不但可以担负起水处理剂的作用，而且反应后的废物经过氧化、沉淀和脱水等工序，可以成为比较好的建筑材料。4、用于铺路三合土脱硫副产物具备一定的胶凝性和碱性，因此只要与酸性（含Si、Al等氧化物）在一定条件下发生水化反应生成硅酸钙类的物质，形成一定强度的物体。具有一定膨胀特性的脱硫副产物符合铺路三合土的技术要求，按照一定的比例替代水泥、石灰，甚至黄沙等都具有比较好的效果，只要配比控制合适，合理进行养护，可以满足铺路三合土的要求。四、脱硫灰的改性脱硫灰中的主要成分CaSO3影响了其利用，而CaSO4却是可利用的物质，可以考虑利用加热的方法将CaSO3氧化成CaSO4再综合利用。如图，在温度为400~500℃，反应时间为30~60min,无外加催化剂时,脱硫灰中CaSO3的氧化率为40.4%~100.0%。在温度为500℃、反应时间为60min时,CaSO3氧化率最高,达100.0%。温度在450℃以上时,CaSO3氧化率均达到80%以上。