一种用于水泥生产过程中的液态固硫剂的制作方法

1.本发明涉及能源化工材料技术领域，更涉及一种液态固硫剂及其制备方法。


背景技术：

2.水泥窑系统中的硫是由原料和燃料带原料中的硫以有机硫化物硫化物(简单硫化物或者复杂硫化物如硫铁矿)或者硫酸盐的形式存在，单质硫可以忽略不计。而水泥窑系统中的氮一部分是原料中的氮，主要来源于矿石沉积的含氮化合物，其含氮量一般在20～100ppm，另一部分是燃料中的氮，主要为有机氮，其含量一般在0.5～2.5％。
3.原料中存在的硫酸盐在预热器系统通常不会形成so2气体，大体上都会进入窑系统。其中一部分硫酸盐会在窑内高温带发生分解，生成的so2气体随窑气向窑尾运动，在到达最低两级预热器等温度较低区域时，冷凝在温度较低的生料上，并随生料沉集一起进入窑内形成一个在预热器和窑之间的循环，而未分解的硫酸盐则会随着熟料离开窑系统。原料中以其他形式存在的硫(主要以硫化物形式存在)，则会在300～600℃被氧化生成so2气体，主要发生在五(四)级预热器的第二级旋风筒或者六级预热器的第三级旋风筒原料中带入的硫氧化产生的so2，在通过上级旋风筒时会被部分吸收，其余则随废气一道从预热器排出，如果废气用于烘干原料，则so2在原料中进一步被吸收，在温度低于60℃的情况下，caco3对so2的吸收效率要远低于cao。而上面两级预热器中caco3分解率极低，仅有少量cao被烟气从温部分带上去，因此吸效率很低，再加上此时湿度较低以及排政航的停留时间较短，so2排放农度可能很高。如果存在有机硫化物，其氧化行为与硫铁矿接近。
4.我国对水泥so2和氮氧化物的排放按照gb 4915
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2013《水泥工业大气污染物排放标准》中规定，水泥企业对so2排放浓度要求小于200mg/m3,对氮氧化物排放浓度要求小于 400mg/m3。我国众多水泥企业的so2和氮氧化物减排任务十分艰巨，因此，需开发出一种高效、价廉、真正稳定能够长期有效的水泥固硫剂，激发生料脱硫活性，提高脱硫效率。


技术实现要素：

5.为解决上述的技术问题，本发明的第一个方面提供了一种液态固硫剂，原料至少包括，尿素20～40％，氨水0.5～2％，氯化亚铁0.1～1％，螯合剂0.5～3％，分散剂5～15％，催化剂 0.1～0.5％，余量为水，总量100％，所述百分比均为质量百分比。
6.作为一种优选的技术方案，本发明中所述螯合剂为edta
‑
2na、edta
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4na中的一种或两种混合。
7.作为一种优选的技术方案，本发明中所述分散剂为二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或两种混合。
8.作为一种优选的技术方案，本发明中所述催化剂为氧化钕、氧化钇中的一种或两种混合。
9.本发明的第二个方面提供了一种所述液态固硫剂的制备方法，步骤至少包括：按照配方比例，先将尿素溶解，再依次加入氨水、螯合剂、氯化亚铁、分散剂、催化剂，常温搅拌
均匀，即得所述液体固硫剂。
10.本发明提供了一种用于水泥生产过程中的液态固硫剂及其制备方法，从水泥窑脱硫脱硝工艺出发，水泥企业的生产工艺本身就自带脱硫脱硝效果，生料磨和预热器都可以自身吸收原料和燃料排放的so2和氮氧化物，或者磨机停机时，硫和氮的排放量值偏高无法达到国家标准的要求，采取一系列脱硫脱硝的措施，干法脱硫、半干法脱硫和湿法脱硫。干法脱硫工艺包括反应剂喷注法、热生料喷注法等；半法脱硫主要是喷雰干燥脱硫法；湿法脱硫包括氨法脱硫、双碱法脱硫、石灰石石膏法等脱硫工艺。结合这些工艺并从脱硫脱硝目前所用的脱硫剂分析并筛选出能够激发脱硫剂活性、催化效果好且不容易蒸发的、廉价、无毒的物质。添加尿素和氨水提供了碱性环境，更好的吸收so2和氮氧化物。添加螯合剂和氯化亚铁，使其形成fe
ii
edta螯合物，更好的吸收no气体。分散剂可以分散渗透到生料各个接触面使吸收so2和氮氧化物更加充分。再次加入催化剂可以提高吸收效率，掺加量低，经济实用。
11.有益效果：本发明提供的用于水泥生产过程中的液态固硫剂，其化学稳定性好，掺量低、无毒无污染，能够在中低温状态下促使so2和氮氧化物在预热器中被生料充分吸收，可以有效起到脱硫脱硝和降低二氧化硫、氮氧化物排放的作用。
12.具有以下优点：
13.(1)该产品为液态，易于控制和添加。
14.(2)起到脱硫脱硝的双重作用。
15.(3)脱硝脱硫效率高，用量小于普通的脱硫剂。
16.(4)化学性能好，加入催化剂提高脱硫剂活性。
17.(5)价格低、工艺简单、无毒无害无污染、稳定、长期有效，不属于危险化学品。
具体实施方式
18.以下是对本发明具体实施方法更为详尽的陈述，目的在于阐述本发明的构思以及特点，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
19.实施例1
20.一种用于水泥生产过程中的液态固硫剂及其制备方法，其原料组成为：尿素30％，氨水0.5％，氯化亚铁0.1％，螯合剂edta
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2na2.0％，分散剂三乙醇胺10％，催化剂氧化钕0.1％，余量为水，总量100％，所述百分比均为质量百分比。按照配方比例，先将尿素溶解，再依次加入氨水、螯合剂、氯化亚铁、分散剂、催化剂，常温搅拌均匀，即得所述液体固硫剂。
21.实施例2
22.一种用于水泥生产过程中的液态固硫剂及其制备方法，其原料组成为：尿素30％，氨水 0.8％，氯化亚铁0.1％，螯合剂edta
‑
2na2.0％，分散剂三乙醇胺10％，催化剂氧化钕0.1％，余量为水，总量100％，所述百分比均为质量百分比。按照配方比例，先将尿素溶解，再依次加入氨水、螯合剂、氯化亚铁、分散剂、催化剂，常温搅拌均匀，即得所述液体固硫剂。
23.实施例3
24.一种用于水泥生产过程中的液态固硫剂及其制备方法，其原料组成为：尿素30％，氨水 0.5％，氯化亚铁0.2％，螯合剂edta
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2na2.0％，分散剂三乙醇胺10％，催化剂氧化钕
0.1％，余量为水，总量100％，所述百分比均为质量百分比。按照配方比例，先将尿素溶解，再依次加入氨水、螯合剂、氯化亚铁、分散剂、催化剂，常温搅拌均匀，即得所述液体固硫剂。
25.实施例4
26.一种用于水泥生产过程中的液态固硫剂及其制备方法，其原料组成为：尿素30％，氨水 0.5％，氯化亚铁0.1％，螯合剂edta
‑
2na2.0％，分散剂三乙醇胺15％，催化剂氧化钕0.1％，余量为水，总量100％，所述百分比均为质量百分比。按照配方比例，先将尿素溶解，再依次加入氨水、螯合剂、氯化亚铁、分散剂、催化剂，常温搅拌均匀，即得所述液体固硫剂。
27.实施例5
28.一种用于水泥生产过程中的液态固硫剂及其制备方法，其原料组成为：尿素30％，氨水 0.5％，氯化亚铁0.1％，螯合剂edta
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2na2.0％，分散剂三乙醇胺10％，催化剂氧化钕0.15％，余量为水，总量100％，所述百分比均为质量百分比。按照配方比例，先将尿素溶解，再依次加入氨水、螯合剂、氯化亚铁、分散剂、催化剂，常温搅拌均匀，即得所述液体固硫剂。
29.性能测试
30.将得到的产品在某水泥厂的水泥生产线入窑提升机旁设置液态罐，通过计量泵将产品输送至入窑提升机入口，液态固硫剂添加量为水泥生料掺量的0.1～0.5％，视具体硫的排放量来计算液态固硫剂添加量。按照gb4915
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2014《水泥工业大气污染排放标准》对实施例1
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实施例5所制备的液态固硫剂的脱硫脱硝效率进行测试，测试结果如表1所示。
[0031][0032][0033]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受实施例的限制，其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、组合、替代、简化均应为等效替换方式，都包含在本发明的保护范围之内。