燒結脫硫灰處理系統和方法與流程
2023-06-28 01:29:01
本申請屬於固廢處理以及煉鋼技術領域，特別是涉及一種燒結脫硫灰處理系統和方法。
背景技術：
燒結煙氣中SO2的排放量佔鋼鐵企業SO2排放總量的50～70％，直接排放會造成嚴重的環境汙染和資源浪費。煙氣脫硫是控制燒結煙氣中SO2汙染最有效的方法。
國家「十二五」期間，燒結煙氣脫硫技術被鋼鐵企業普遍採用，脫硫工藝主要採用石灰-石膏法、氨-硫酸銨法、活性炭吸附法、半乾法等。
半乾法燒結脫硫因其佔地小、投資低、脫硫效率高、系統對不同SO2濃度的煙氣及負荷變化的適應能力極強、運行成本低的優勢，該技術得到廣泛運用。由於半乾法脫硫的副產品主要成分為CaSO3，脫硫灰以乾粉微小顆粒狀態存在，現有的處理方法主要是回填掩埋，不僅造成浪費，還形成新的汙染源。
CN101717218A發明專利申請《半乾法脫硫灰與礦渣複合摻和料及其製備方法》和CN103159423A發明專利申請《一種燒結脫硫灰應用於粒化高爐礦渣粉的方法》，公開的脫硫灰應用方法是將半乾法煙氣脫硫產生的脫硫灰以較低的比例混入高爐礦渣微粉。上述辦法存在的不足是，脫硫灰摻入對礦渣微粉的活性指數和氯離子含量兩項敏感性指標不利，實際應用受到明顯限制。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種燒結脫硫灰處理系統和方法，其經過快速氧化和水淬的方法，以抑制燒結脫硫灰所含硫、氯等有害物質對礦渣粉質量的影響，實現循環利用。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
本申請實施例公開了一種燒結脫硫灰處理系統，包括：
半乾法燒結脫硫裝置，設置於煙道中；
燒結脫硫灰收集倉，收集來自半乾法燒結脫硫裝置的燒結脫硫灰；
煉鐵高爐，包括爐前燒結脫硫灰緩存倉、爐前渣鐵溝和渣溝，所述燒結脫硫灰收集倉連通於所述爐前燒結脫硫灰緩存倉，爐前燒結脫硫灰緩存倉設置於所述渣溝的上方，高溫液態渣鐵混合物由煉鐵高爐內排入爐前渣鐵溝實現渣鐵分離,分離的煉鐵高爐液態渣經渣溝流入爐渣水淬系統；
爐渣水淬系統。
優選的，在上述的燒結脫硫灰處理系統中，所述燒結脫灰收集倉通過氣力管道連通於所述爐前燒結脫硫灰緩存倉。
優選的，在上述的燒結脫硫灰處理系統中，所述爐前燒結脫硫灰緩存倉和渣溝之間設置有給料裝置。
優選的，在上述的燒結脫硫灰處理系統中，還包括磨粉裝置，對爐渣水淬系統產生的煉鐵高爐水渣研磨成礦渣微粉。
相應的，本申請還公開了一種燒結脫硫灰處理方法，包括步驟：
煉鐵高爐生產過程中，高溫液態渣鐵混合物由爐內排入爐前渣鐵溝實現渣鐵分離，高爐液態渣流經渣溝；
將主要成分為CaSO3和CaSO4的燒結脫硫灰，加入到渣溝的液態渣中進行氧化並熔入高爐液態渣，經水淬處理，獲得高爐水渣。
優選的，在上述的燒結脫硫灰處理方法中，所述燒結脫硫灰加入液態渣的質量比例為1:10以下，優選為1:50以下。
與現有技術相比，本發明的優點在於：
(1)、使生產中燒結脫硫產生的難以處理的脫硫灰經過高溫氧化和水淬，生成礦渣粉的同性材料，不降低礦渣粉活性，符合礦渣粉國家標準對氯離子含量小於0.06％的要求，脫硫灰得到回收利用，減少環境汙染，做到資源節約，環境友好。
(2)、這種處理方式硫化物在水渣中的分布均勻。
(3)、這種處理方式合理地利用了爐渣熱量，完全利用鋼鐵廠現有工藝條件實現物理化學反應，能大幅降低燒結脫硫灰的處理成本。
附圖說明
為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1所示為本發明具體實施例中燒結脫硫灰處理系統的原理示意圖。
具體實施方式
通過應連同所附圖式一起閱讀的以下具體實施方式將更完整地理解本發明。本文中揭示本發明的詳細實施例；然而，應理解，所揭示的實施例僅具本發明的示範性，本發明可以各種形式來體現。因此，本文中所揭示的特定功能細節不應解釋為具有限制性，而是僅解釋為權利要求書的基礎且解釋為用於教示所屬領域的技術人員在事實上任何適當詳細實施例中以不同方式採用本發明的代表性基礎。
結合圖1所示，燒結脫硫灰處理系統包括半乾法燒結脫硫裝置、燒結脫灰收集倉、煉鐵高爐、爐渣水淬系統和磨粉裝置。煉鐵高爐包括爐前燒結脫硫灰緩存倉、爐前渣鐵溝和渣溝。燒結脫硫灰收集倉連通於爐前燒結脫硫灰緩存倉，爐前燒結脫硫灰緩存倉設置於渣溝的上方。
半乾法燒結脫硫裝置設置於鋼鐵燒結的煙道中，用以對排放的煙氣進行脫硫。
對於主要成分為CaSO3和CaSO4的燒結脫硫灰，由燒結車間燒結脫硫灰收集倉經氣力管道輸送至高爐的爐前燒結脫硫灰緩存倉儲存。氣力管道中的輸送氣體可以是壓縮空氣，也可以是其他有壓氣體。
該技術方案中，燒結脫硫灰收集倉和爐前燒結脫硫灰緩存倉之間不限於氣力管道的輸送方式。
燒結脫硫灰收集倉與高爐渣溝對應關係不受限制，優選一套脫硫裝置對應一座高爐。
高爐生產過程中，高溫液態渣鐵混合物由爐內排入爐前渣鐵溝實現渣鐵分離,鐵水經鐵鉤流入鐵水包，高爐液態渣經渣溝流入爐渣水淬系統。
對於高爐的一個鐵口而言是間隙性的作業方式。出鐵作業過程中，在高溫液態高爐渣形成正常流動性以後，儲存在渣溝上方的緩存倉內的燒結脫硫灰，通過緩存倉下部給料裝置，以較小的量加入渣溝，燒結脫硫灰迅速氧化並熔入高溫液態爐渣，經爐渣水淬系統生產出合格的高爐水渣。
該技術方案中，高爐出渣過程中，將高爐區域儲存的燒結脫硫灰由高爐爐前下渣口至衝渣口的渣溝任一位置加入高爐紅渣，脫硫灰中的亞硫酸鈣被高溫紅渣氧化成硫酸鈣，氧化反應幾乎在瞬間完成。
該技術方案中，氧化生成的硫酸鈣以及脫硫灰中的其他物質被爐渣熔化，高溫爐渣經水淬粒化生產出高爐水渣。該高溫爐渣水淬工藝可以有效控制水渣產品中氯離子含量。
需要說明的是，燒結脫硫灰可以在高爐紅渣在渣溝內形成正常流動性的時候加入，也可以適當提前加入。
進一步地，燒結脫硫灰的加入量。從生產流程物理平衡的角度，脫硫灰產生量是高爐渣產生量的2％以下，脫硫灰加入爐渣可以做到量少，均勻或不均勻加入，連續或不連續加入，以不影響高溫爐渣自流為前提。燒結脫硫灰加入爐渣的優選比例是1:10以下，隨渣流均勻連續地加入。
高爐水渣經磨粉系統製成礦渣微粉成為水泥摻和料或生產礦渣水泥。
本發明的各方面、實施例、特徵及實例應視為在所有方面為說明性的且不打算限制本發明，本發明的範圍僅由權利要求書界定。在不背離所主張的本發明的精神及範圍的情況下，所屬領域的技術人員將明了其它實施例、修改及使用。
在本申請案中標題及章節的使用不意味著限制本發明；每一章節可應用於本發明的任何方面、實施例或特徵。
在本申請案通篇中，在將組合物描述為具有、包含或包括特定組份之處或者在將過程描述為具有、包含或包括特定過程步驟之處，預期本發明教示的組合物也基本上由所敘述組份組成或由所敘述組份組成，且本發明教示的過程也基本上由所敘述過程步驟組成或由所敘述過程步驟組組成。
在本申請案中，在將元件或組件稱為包含於及/或選自所敘述元件或組件列表之處，應理解，所述元件或組件可為所敘述元件或組件中的任一者且可選自由所敘述元件或組件中的兩者或兩者以上組成的群組。此外，應理解，在不背離本發明教示的精神及範圍的情況下，本文中所描述的組合物、設備或方法的元件及/或特徵可以各種方式組合而無論本文中是明確說明還是隱含說明。
除非另外具體陳述，否則術語「包含」、「具有」的使用通常應理解為開放式的且不具限制性。
除非另外具體陳述，否則本文中單數的使用包含複數(且反之亦然)。此外，除非上下文另外清楚地規定，否則單數形式「一」及「所述」包含複數形式。另外，在術語「約」的使用在量值之前之處，除非另外具體陳述，否則本發明教示還包括特定量值本身。
應理解，各步驟的次序或執行特定動作的次序並非十分重要，只要本發明教示保持可操作即可。此外，可同時進行兩個或兩個以上步驟或動作。
應理解，本發明的各圖及說明已經簡化以說明與對本發明的清楚理解有關的元件，而出於清晰性目的消除其它元件。然而，所屬領域的技術人員將認識到，這些及其它元件可為合意的。然而，由於此類元件為此項技術中眾所周知的，且由於其不促進對本發明的更好理解，因此本文中不提供對此類元件的論述。應了解，各圖是出於圖解說明性目的而呈現且不作為構造圖式。所省略細節及修改或替代實施例在所屬領域的技術人員的範圍內。
可了解，在本發明的特定方面中，可由多個組件替換單個組件且可由單個組件替換多個組件以提供一元件或結構或者執行一或若干給定功能。除了在此替代將不操作以實踐本發明的特定實施例之處以外，將此替代視為在本發明的範圍內。
儘管已參考說明性實施例描述了本發明，但所屬領域的技術人員將理解，在不背離本發明的精神及範圍的情況下可做出各種其它改變、省略及/或添加且可用實質等效物替代所述實施例的元件。另外，可在不背離本發明的範圍的情況下做出許多修改以使特定情形或材料適應本發明的教示。因此，本文並不打算將本發明限制於用於執行本發明的所揭示特定實施例，而是打算使本發明將包含歸屬於所附權利要求書的範圍內的所有實施例。此外，除非具體陳述，否則術語第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用術語第一、第二等來區分一個元素與另一元素。