焦炉烟气脱硫灰资源化利用试验研究

李红耀，杨瑞平

(1.山西焦煤集团有限责任公司， 山西 太原 030024； 2.山西焦化股份有限公司， 山西 临汾 041699)

焦炉烟气脱硫灰是以碳酸钠或者碳酸氢钠作为脱硫剂，在焦炉烟气脱硫过程中产生的一级危险固体废弃物，易溶于水，堆置或垃圾填埋处理，经雨水淋漓将会渗入土壤，对土壤、地下水造成严重污染，进而危害生物和人体健康[1-3]. 目前，在国内外，焦炉烟气脱硫灰的处理还没有成熟的技术和经验，这已经成为困扰焦化行业的重大难题[4]. 课题拟对焦炉烟气脱硫灰开展分离及综合利用研究，开发脱硫灰资源化利用技术[5-7].

1 研发思路

1.1 研究方法

1) 首先对脱硫灰的组成进行分析。

2) 根据脱硫灰的组成进行水盐系统相图分析，确定实验方案。

3) 根据实验方案进行实验，形成技术方案。

1.2 实验所用设备

实验所用设备见表1.

表1 实验所用设备表

2 实 验

2.1 脱硫灰的组成分析和理论分析

通过检测，脱硫灰的组成见表2.

由表2可知，脱硫灰中主要组分为Na2SO4、Na2CO3和NaCl.

表2 脱硫灰的组成表

从理论上进行分析，通过溶解蒸发结晶，其他可溶盐含量较低最终将会留在母液中，对产品结果不会产生影响。故根据100 ℃下的Na2CO3-Na2SO4-NaCl- H2O四元水盐体系相图(图1)对体系进行分析。图1中的a点为体系点，它位于碱芒硝(2Na2SO4·Na2CO3)的结晶区，盐的结晶线为a—b—E5，a—b段为纯的碱芒硝的结晶线，b—E5段为碱芒硝和硫酸钠共析段。换言之，在该体系通过蒸发结晶要得到纯净的单盐是不可能的，都是以复盐和混合盐的形式存在。

图1 Na2CO3-Na2SO4-NaCl-H2O四元水盐体系相图

经过调查发现，洗衣粉的配方中同时需要添加硫酸钠和碳酸钠这两种产品，因此考虑将脱硫灰中的无机盐进行溶解蒸发生产出硫酸钠和碱芒硝的混合盐，以混合盐代替洗衣粉配料中的硫酸钠和碳酸钠。……