一種利用粉煤灰溼法脫硫工藝及其系統的製作方法
2023-12-01 14:30:41
一種利用粉煤灰溼法脫硫工藝及其系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種利用粉煤灰溼法脫硫工藝，主要包括以下步驟：1）收集鍋爐燃燒後的煙氣中的超細粉煤灰，將該收集到的超細粉煤灰輸送至制液池中；2）超細粉煤灰中的活性氧化物與制液池內的一定比例水進行充分反應，得到鹼性溶液；3）鹼性溶液輸送至脫硫循環池；4）脫硫循環池內的鹼性溶液在脫硫塔和脫硫循環池間循環流動實現煙氣脫硫。對應一種利用粉煤灰溼法脫硫系統，包括除塵器、制液池、脫硫循環池及脫硫塔。本發明直接利用煤粉灰中所含的活性氧化物實現煙氣脫硫作用。脫硫後的粉煤灰固廢可以重新發揮二次利用，實現粉煤灰的綜合循環利用及充分發揮利用價值，特別適用於原煤含硫量1.0%以下的中小型工業煤粉鍋爐煙氣二氧化硫的脫硫應用。
【專利說明】一種利用粉煤灰溼法脫硫工藝及其系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤粉燃燒煙氣脫硫【技術領域】，具體是指一種利用粉煤灰溼法脫硫工藝及其系統，特別適用於原煤含硫量1.0%以下的中小型工業煤粉鍋爐煙氣二氧化硫的脫硫應用。
【背景技術】
[0002]煤粉工業鍋爐是我國近幾年開發出來的新爐型，粉煤灰是煤粉工業鍋爐排出的主要固體廢物。隨著工業的不斷發展，煤粉工業鍋爐的技術已不斷成熟，且具有啟動快、負荷調節範圍廣、自動化程度高和能耗低等優點，在工業、民用領域投入使用已越來越多。燃燒後產生的粉煤灰對其如何處理及如何實現綜合循環利用在工業生產中極其關鍵，當前粉煤灰主要用只是作為混凝土的摻合料和生產紅磚領域，在處理和綜合循環利用上一直沒有很好的解決方案。由此為粉煤灰提供一種更為有效的綜合循環利用成為當務之急。
[0003]煤粉鍋爐燃燒後的粉煤灰的主要氧化物組成有:Si02、A1203、FeO、Fe203、CaO, K2O,Na2O, TiO2 等，其中 SiO2^Al2O3 成分為 50%_70%，CaO 成分 10%_20%，Na2O 佔有 1.5%-2.5%,該CaO, Na2O等氧化物可以通過一定工藝加以充分利用，由此本發明進行深入研究，從現有粉煤灰所含的CaO、Na2O等活性氧化物出發，通過利用煤粉灰的特性，發明一種利用粉煤灰溼法脫硫工藝及其系統，本案由此產生。
【發明內容】
[0004]本發明 的一目的在於提供一種利用粉煤灰溼法脫硫工藝，利用粉煤灰中的活性氧化物實現煙氣脫硫處理，很好地解決了煤粉灰處理中的綜合循環利用問題。
[0005]本發明的另一目的在於提供一種與上述工藝相對應的利用粉煤灰溼法脫硫系統。
[0006]為了達成上述目的，本發明的解決方案是:
[0007]一種利用粉煤灰溼法脫硫工藝，主要包括以下步驟:
[0008]I)收集鍋爐燃燒後的煙氣中的超細粉煤灰，將該收集到的超細粉煤灰輸送至制液池中；該超細粉煤灰中含有活性氧化物；
[0009]2)超細粉煤灰中的活性氧化物與制液池內的一定比例水進行充分反應，得到鹼性溶液；
[0010]3)將2)步驟中所得的鹼性溶液輸送至脫硫循環池；
[0011]4)脫硫循環池內的鹼性溶液在脫硫塔和脫硫循環池間循環流動，脫硫塔內從上至下輸送的鹼性溶液，與上升的煙氣中主要含so2、SO3的酸性氣體充分發生反應，以此實現煙氣脫硫。
[0012]所述I)步驟中，超細粉煤灰指目數在100-500目的粉煤灰。
[0013]所述I)步驟中，對煙氣中的超細粉煤灰的收集依次經由旋風除塵器、布袋除塵器捕捉收集。
[0014]所述I)步驟中，收集得的超細粉煤灰定量且連續地輸送入制液池內。[0015]所述脫硫循環池中，池底沉澱的固廢物包括脫硫產生的CaSO3，將該固廢物輸入中間池，通過加氧與CaSO3反應生產二水石膏；之後將混有二水石膏的固廢物去水壓濾，得到半固化的混有二水石膏的溼煤灰。
[0016]所述4)步驟中，脫硫循環池排出的廢水經回收後輸送給制液池進行重複利用。
[0017]一種利用粉煤灰溼法脫硫系統，主要包括除塵器、制液池、脫硫循環池及脫硫塔；所述除塵器上設有煙氣入口、煙氣出口及儲灰倉，該煙氣出口經由煙氣管道通至所述脫硫塔的煙氣入口，所述儲灰倉的出灰口引至所述制液池內；該制液池引出一輸液管道至所述脫硫循環池，該脫硫循環池引出一循環管道至所述脫硫塔上，該脫硫塔底部引出一脫硫管道至所述脫硫循環池內。
[0018]所述除塵器包括前後依次設置的旋風除塵器和布袋除塵器，所述煙氣入口設在所述旋風除塵器上，所述煙氣出口設在所述布袋除塵器上。
[0019]所述儲灰倉底部的出灰口經由一螺旋輸送機引至所述制液池內。
[0020]所述脫硫循環池的底部引出料漿管道至一壓濾機上。
[0021]採用上述方案後，本發明相對於現有技術的有益效果在於:直接利用煤粉灰中所含的活性氧化物與水進行反應，生成鹼性溶液循環通入脫硫塔作為鍋爐煙氣二氧化硫的脫硫反應劑，實現煙氣脫硫作用。脫硫後的粉煤灰固廢可以經壓濾成半固態並重新發揮二次利用，繼續用於混凝土的摻合料和生產紅磚領域，由此實現粉煤灰的綜合循環利用及充分發揮利用價值。
[0022]本發明脫硫工藝及系統直接利用粉煤灰活性成分這一特性，實現粉煤灰循環利用，特別適用於原煤含硫量1.0%以下的中小型工業煤粉鍋爐煙氣二氧化硫的脫硫應用，脫硫過程中無需另外添加脫硫反應劑，運行成本低，達標排放。無需添加反應成分還帶來不產生廢水和廢渣，無二次汙染，真正實現變廢為寶優點。另外，本發明無需採用石灰石溼法脫硫，相比傳統溼法鈣基脫硫工藝技術，脫硫塔內更不易產生石膏雨現象。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明脫硫系統的結構示意圖。
[0024]標號說明
[0025]旋風除塵器1煙氣入口11
[0026]布袋除塵器2儲灰倉21
[0027]螺旋輸送機22出灰口221
[0028]煙氣管道23引風機24
[0029]制液池3輸液管道31
[0030]輸液泵32脫硫循環池4
[0031]循環管道41循環泵42
[0032]料漿管道43料漿泵44
[0033]脫硫塔5脫硫管道51
[0034]壓濾機6回流管道61
[0035]粉灰料車7裝卸車8【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖和【具體實施方式】對本案作進一步詳細的說明。
[0037]本發明涉及一種利用粉煤灰溼法脫硫工藝，主要包括以下步驟:
[0038]I)收集鍋爐燃燒後的煙氣中的超細粉煤灰，將該收集到的超細粉煤灰輸送至制液池中；該超細粉煤灰中含有活性氧化物；
[0039]2)超細粉煤灰中的活性氧化物與制液池內的一定比例水進行充分反應，得到鹼性溶液；
[0040]3)將2)步驟中所得的鹼性溶液輸送至脫硫循環池；
[0041 ] 4)脫硫循環池內的鹼性溶液在脫硫塔和脫硫循環池間循環流動，脫硫塔內從上至下輸送的鹼性溶液，與上升的煙氣中主要含so2、SO3的酸性氣體充分發生反應，以此實現煙氣脫硫。
[0042]所述I)步驟中，超細粉煤灰指目數在100-500目的燃盡率高的粉煤灰，是煤粉在1200°C?1400°C高溫下(較佳地控制在1300°C左右)在鍋爐燃燒後的固廢產物，炭粒在燃燒中，由於氣體的揮發和化學反應，形成表面多孔、形狀複雜的焦狀顆粒，比表面積約為
0.8?2.4m2/g。其中大部分是玻璃球體，其餘是結晶物質和未燃燼顆粒成為一種空心顆粒與實心顆粒、多孔顆粒與規則顆粒、有機物質和無機物質相互混合的特殊粉體，該特殊粉體中包含活性氧化物成分。
[0043]所述1200°C?1400°C溫度為煤粉內粘土質礦物質的熔融溫度值，該粘土質礦物質熔融後，在表面張力作用下形成液滴，液滴在高速運動中攪動碰撞(融化微粒粘結性強)吸附擴徑形成大顆粒。含有超細粉煤灰的煙氣排出爐外後通常先進入省煤器、空預器，經省煤器、空預器對煙氣進行急速冷卻降溫，使大顆粒被急速冷卻成玻璃微珠，由於鍋爐內具有能夠可控的高效燃燒，使煤粉內的粘土質礦物質幾乎全部熔融並最終形成玻璃微珠。
[0044]所述I)步驟中，優選地，對煙氣中的超細粉煤灰的收集依次經由旋風除塵器、布袋除塵器捕捉收集。旋風除塵器用於實現玻璃微珠(大顆粒)與煙氣的有效分離，布袋除塵器實現粉煤灰(主要成分活性氧化物CaO粉灰)與煙氣分離。
[0045]所述2)步驟中，分離捕捉下來的粉煤灰通過螺旋輸送機直接送入制液池。輸送過程中優選地採用定量且連續輸送，一方面確保除塵器的儲灰倉有一定的灰量，防止灰倉底部漏風，影響爐膛負壓。另一方面與制液池內的水和回收廢水(連排、定排)進行融合作用，經機械攪拌通過物理和化學活化方法對其進行活化改性，能夠提高粉煤灰中CaO的激發速度，最終反應合成鹼性溶液Ca (OH) 2。
[0046]所述3)步驟中，將該鹼性溶液用輸液泵送到脫硫循環池，該脫硫循環池以不鏽鋼作為材質，有效防止酸性腐蝕，利用輸液泵延延不斷把活性的鹼性溶液補充至循環池，以滿足循環池溶液的鈣離子濃度和鹼性值以置換S02等酸性氣體。
[0047]所述4)步驟中，通過循環泵把脫硫循環池內的鹼性溶液直接作為煙氣的脫硫劑分上、下兩路噴入脫硫塔，脫硫塔較佳採用雙層渦輪溼法脫硫塔。在快速降溫和潮溼的條件下，煙氣中上升的酸性氣體(包含S02、S03、HC1和HF等)與從上至下的鹼性溶液在渦旋分離作用下(通過脫硫塔內的旋流器作用)充分發生反應，生成對應中和產物(有CaS03、CaSO4,CaCl2和CaF2等)，實現煙氣脫硫作用。脫硫過程中，循環溶液不斷在脫硫塔和脫硫循環池間循環流動，煙氣與循環溶液充分接觸混合反應進行脫硫。[0048]所述脫硫循環池中，池底沉澱的固廢物包括脫硫產生的所述CaS03。優選地，將固廢物輸入中間池，通過加氧與CaSO3反應生產二水石膏；之後將混有二水石膏的固廢物去水壓濾，得到半固化的混有二水石膏的溼煤灰，該溼煤灰運送出可重新發揮二次利用。進一步，所述去水壓濾產生的廢水經回收後，再輸送給制液池進行重複利用。當然，可以不經過中間池，直接將脫硫循環池內的固廢物去水壓濾，產生的廢水同樣可以回收再重複利用。
[0049]綜上，本發明工藝在現有煤粉燃燒及脫硫工藝基礎上加以改進，工藝的各個步驟所包含的技術相輔相成，直接利用了粉煤灰活性成分的這一特性，在煤粉燃燒過程中對煙氣內所含的粉煤灰進行收集，收集的粉煤灰用於脫硫的脫硫劑，直接用於對鍋爐燃燒產生的煙氣進行脫硫，以此實現煙氣中的粉煤灰的綜合循環利用，為粉煤灰綜合循環利用提供一新途徑。
[0050]對應上述利用粉煤灰溼法脫硫工藝，本發明還提出一種利用粉煤灰溼法脫硫系統，參見圖1所示，主要包括除塵器、制液池3、脫硫循環池4及脫硫塔5。
[0051]所述除塵器用於收集煙氣中的粉煤灰，其上設有煙氣入口、煙氣出口及儲灰倉。煙氣入口供鍋爐煤粉燃燒後產生的煙氣通入，儲灰倉用於暫存收集的粉煤灰，收集後待處理的煙氣由煙氣出口送出。給出較佳實施例中，除塵器包括前後依次設置的旋風除塵器I和布袋除塵器2。旋風除塵器I上設有煙氣入口 11，布袋除塵器2底部設有儲灰倉21，布袋除塵器2上設有煙氣出口，該煙氣出口經由煙氣管道23及引風機24通至脫硫塔5的煙氣入□。
[0052]所述除塵器的儲灰倉的出灰口引至制液池3內。具體地，布袋除塵器2的儲灰倉21底部的出灰口經由一螺旋輸送機22引至制液池3內，螺旋輸送機22的出灰口 221伸至制液池3的上開口內。實施例中，螺旋輸送機22還通入由旋風除塵器I收集的部分粉煤灰。當然，除塵器除了給出所述實施例方式外，還可以為其他形式，只要能夠實現收集煙氣中粉煤灰即可。
[0053]所述制液池3引出一輸液管道31至脫硫循環池4，輸液管道31上安裝有用於驅動輸漿動作的輸液泵32。脫硫循環池4引出一循環管道41至脫硫塔5上，循環管道41上安裝有用於驅動鹼性溶液循環流動的循環泵42。循環管道41具體地分上下兩路引入脫硫塔
5。脫硫塔5底部的脫硫管道51引至脫硫循環池4內，以此實現溶液循環流動作用。
[0054]所述脫硫系統的工作原理步驟參照前面脫硫工藝，這裡不進行詳細描述。進一步，脫硫循環池4的底部還引出料漿管道43至一壓濾機6上，對脫硫循環池4底部沉澱的固廢物(呈漿狀)進行去水壓濾。壓濾所得的回收水優選地通過一回收管道61引至制液池3內，對回收廢水進行二次利用，節能、減排又環保。壓濾所得粉煤灰固廢由粉灰料車7承接，之後由裝卸車8運載出。當然為了實現固廢物中的CaSO3加氧生產二水石膏，所述脫硫循環池4與壓濾機6間還設有一中間池，加氧反應於該中間池內進行。
[0055]以上所述僅為本發明的優選實施例，凡跟本發明權利要求範圍所做的均等變化和修飾，均應屬於本發明權利要求的範圍。
【權利要求】
1.一種利用粉煤灰溼法脫硫工藝，其特徵在於，主要包括以下步驟: 1)收集鍋爐燃燒後的煙氣中的超細粉煤灰，將該收集到的超細粉煤灰輸送至制液池中；該超細粉煤灰中含有活性氧化物； 2)超細粉煤灰中的活性氧化物與制液池內的一定比例水進行充分反應，得到鹼性溶液； 3)將2)步驟中所得的鹼性溶液輸送至脫硫循環池； 4)脫硫循環池內的鹼性溶液在脫硫塔和脫硫循環池間循環流動，脫硫塔內從上至下輸送的鹼性溶液，與上升的煙氣中主要含S02、SO3的酸性氣體充分發生反應，以此實現煙氣脫硫O
2.如權利要求1所述的一種利用粉煤灰溼法脫硫工藝，其特徵在於，所述I)步驟中，超細粉煤灰指目數在100-500目的粉煤灰。
3.如權利要求1所述的一種利用粉煤灰溼法脫硫工藝，其特徵在於，所述I)步驟中，對煙氣中的超細粉煤灰的收集依次經由旋風除塵器、布袋除塵器捕捉收集。
4.如權利要求1所述的一種利用粉煤灰溼法脫硫工藝，其特徵在於，所述I)步驟中，收集得的超細粉煤灰定量且連續地輸送入制液池內。
5.如權利要求1所述的一種利用粉煤灰溼法脫硫工藝，其特徵在於，所述脫硫循環池中，池底沉澱的固廢物包括脫硫產生的CaSO3，將該固廢物輸入中間池，通過加氧與CaSO3反應生產二水石膏；之後將混有二水石膏的固廢物去水壓濾，得到半固化的混有二水石膏的溼煤灰。`
6.如權利要求1所述的一種利用粉煤灰溼法脫硫工藝，其特徵在於，所述4)步驟中，脫硫循環池排出的廢水經回收後輸送給制液池進行重複利用。
7.一種利用粉煤灰溼法脫硫系統，其特徵在於，主要包括除塵器、制液池、脫硫循環池及脫硫塔；所述除塵器上設有煙氣入口、煙氣出口及儲灰倉，該煙氣出口經由煙氣管道通至所述脫硫塔的煙氣入口，所述儲灰倉的出灰口引至所述制液池內；該制液池引出一輸液管道至所述脫硫循環池，該脫硫循環池引出一循環管道至所述脫硫塔上，該脫硫塔底部引出一脫硫管道至所述脫硫循環池內。
8.如權利要求7所述的一種利用粉煤灰溼法脫硫系統，其特徵在於，所述除塵器包括前後依次設置的旋風除塵器和布袋除塵器，所述煙氣入口設在所述旋風除塵器上，所述煙氣出口設在所述布袋除塵器上。
9.如權利要求7所述的一種利用粉煤灰溼法脫硫系統，其特徵在於，所述儲灰倉底部的出灰口經由一螺旋輸送機引至所述制液池內。
10.如權利要求7所述的一種利用粉煤灰溼法脫硫系統，其特徵在於，所述脫硫循環池的底部引出料漿管道至一壓濾機上。
【文檔編號】B01D53/50GK103599688SQ201310602868
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】趙長興 申請人:趙長興