CN100584440C

CN100584440C - 电厂脱硫石膏干法造粒工艺

Info

Publication number: CN100584440C
Application number: CN200710131117A
Authority: CN
Inventors: 奚天鹏; 刘传义
Original assignee: Nanjing Tech University
Current assignee: Nanjing Tech University
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2027-08-31
Also published as: CN101185869A

Abstract

本发明涉及一种电厂脱硫石膏的造粒工艺，尤其涉及一种电厂脱硫石膏的干法造粒工艺。其具体步骤为：将燃煤电厂烟气脱硫得到的含水量在0%～15%的脱硫石膏，送入脱气增密机进行脱除空气和增加脱硫石膏体积密度的处理，经处理后的脱硫石膏再送入干法强压造粒机进行造粒。本发明生产周期短，工艺简捷，操作简便，造粒产品抗压强度大，颗粒整齐归一，产量大、能耗低，不产生二次环境污染。

Description

电厂脱硫石膏干法造粒工艺

技术领域

本发明涉及一种电厂脱硫石膏的造粒工艺，尤其涉及一种电厂脱硫石膏的干法造粒工艺。

背景技术

近年来，随着国民经济的持续快速发展，我国的发电量逐年增加。2003年全国发电量达到19080亿Kw·h；2004年全国发电量突破21870亿Kw·h，增幅14.6％；2005年全国发电量猛增至24720亿Kw·h，同比增长13.1％。根据预测，在未来15年我国仍需新增5亿Kw以上的发电装机容量。由于我国约80％的发电量由燃煤产生，每年发电用煤约占全国煤炭总产量的1/3。而我国煤的含硫量普遍较高，每年因排放的SO₂超过1200万吨。SO₂是大气中分布很广、影响较大的污染物质之一，它不仅对人及其它动植物造成危害，导致的酸性降雨，会造成土壤水体环境的酸化。石灰石湿法脱硫在国外应用最多，而其中占绝对统治地位的石灰/石灰石-石膏法是目前世界上技术最成熟，脱硫率在90％以上。该脱硫技术和设备业已经在国内广泛应用。但是，由此将引出一个难以解决的附带问题，即工艺副产物——烟气脱硫石膏的处置。据统计，我国此项副产物的年均产量约为280万吨。数量如此庞大的副产物的处置，若采用抛弃法，不仅浪费了可利用的硫资源，而且也不能彻底解决环境污染问题，只是将污染物从大气中转移到固体废弃物中，从而引起二次污染，还占用大量土地。因此，寻找副产物综合利用的途径，实现废物资源化已迫在眉睫。

脱硫石膏呈湿粉状。在脱硫装置正常运行的情况下，脱硫石膏的颜色接近白色；脱硫石膏的主要化学成分与天然石膏基本相同。其CaSO₄·2H₂O含量一般达到90％～95％。同时，由于烟气脱硫对石灰石或石灰石粉中的CaO含量要求严格，所以脱硫石膏的化学成分较稳定，其品质优于一般天然石膏。脱硫石膏含水率一般10％～15％。由于其含水率高，粘性强，因此，在装卸、提升、运输生产过程中极易粘附在各种设备上，造成积料堵塞，运输比较困难，影响生产过程的正常进行。

目前脱硫石膏一般进行湿法黏结造粒(如，圆盘造粒机造粒或湿法螺旋挤压造粒机)和干燥处理，但存在着生产周期长等缺陷。而发明人蔡继勋、黄树新、蔡雨师等人公开了一种粒状水泥调凝剂，(专利公开号：99101581.9)，采用硫酸分解磷矿石萃取磷酸后的固体废弃渣磷石膏及燃煤电厂烟气脱硫而得的粉粒状、湿的二水物副产石膏为原料，在80℃以下烘、晒至含水率≤20％、过0.8毫米方孔筛，加入少量水泥、水玻璃造粒胶结剂、有害物质转化剂与水，经搅拌、调湿、粉碎均化、机械挤压造粒，常温静停2-7天而制得粒状水泥调凝剂产品。但该技术造粒时，原料需先干燥、添加造粒胶结剂、搅拌、粉碎均化及常温静停2-7天等。因此，生产周期较长，生产成本相应会升高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：本发明为了克服现有技术对电厂脱硫石膏(含水量0％～15％)进行造粒原料需先干燥、添加造粒胶结剂，生产周期较长，生产成本高等不足而提出了一种采用干法造粒工艺对电厂脱硫石膏直接进行造粒的工艺。

本发明的具体技术方案为：一种电厂脱硫石膏干法造粒工艺，其具体步骤为：将燃煤电厂烟气脱硫得到的含水量在0％～15％的脱硫石膏，送入脱气增密机进行脱除空气和增加脱硫石膏体积密度的处理；经处理后的脱硫石膏再送入干法强压造粒机进行造粒。本发明的工艺流程图如图1所示。

脱气增密机是针对不同含水量(上述含水量范围)的电厂脱硫石膏进行脱气增密处理的设备。其结构如图3所示，由进料斗(10)、动力装置(11)、变速变螺距的螺旋机构(12)和相向旋转的压力辊(13)组成，脱硫石膏由进料斗(10)通过动力装置(11)经过螺旋机构(12)对脱硫石膏进行第一级排气、增压，然后，再将这些物料送入一对相向旋转压力辊(13)中进行第二级排气、增压，得到造粒所需物料。经过脱气增密处理后物料的流动性好，休止角达到22°～30°、松密度要求达到1.1克/cm³～1.5克/cm³、粒度分布要求为≤200目占4％～6％、0.5～1.0毫米占9％～11％、1.1～3.0毫米占64％～66％、3.1～10.0毫米占14％～16％、≥10.1毫米占4％～6％。同时，脱气增密机满足额定的产量要求。

脱气增密机的螺旋机构之螺距与脱硫石膏含水量的多少有关，含水量越多，螺距越大，含水量越少，螺距越小，其变动范围为50～258毫米。螺旋机构的转速为35～58转/分。

脱气增密机的相向旋转的压力辊直径大小在155毫米到600毫米之间变化。脱硫石膏含水量越多，压力辊的直径越小。压力辊的转速从6转到230转，脱硫石膏含水量越多，转速越大。相向旋转压力辊的表面可光滑、刻花、刻有不同轴向直槽(槽宽为4～8毫米)、螺旋通槽(槽宽为4～8毫米)或直径为φ6到φ40毫米浅穴。

经过上述脱气增密机处理后的物料输送进入干法强压造粒机造粒。干法强压造粒机是对经过脱气增密后的脱硫石膏进行直接强压造粒的设备。有两种不同的结构：一种是针对含水量为8％～15％脱硫石膏物料的A结构(如图4所示)，另一种是针对含水量为0％～7％脱硫石膏物料的B结构(如图5所示)。进造粒机的物料必须是经过脱气增密机处理的达到前述流动性、松密度和一定的粒度分布要求的物料。

其中A型号干法强压造粒机由由料仓(14)和对辊造粒部分(15)、出料斗(16)和支架(17)组成，料仓起到均匀给料和暂时储料作用，对辊造粒部分，由一对相向运动的轧辊组成，可以提供5～100吨的总压力，使脱气增密后的脱硫石膏造粒成型；B型号干法强压造粒机由进料斗(18)、螺旋强压部分(19)、对辊造粒部分(15)、出料斗(16)和支架(17)组成；其中螺旋强压部分(19)，由动力传动装置(20)、螺旋工作构件和布料器(23)组成，而螺旋工作构件由三段不同螺距(140-130-115毫米或120-100-85毫米)的螺旋(22)和周边除料铲(21)组成，螺旋强压部分(19)尾部带有十字形均匀布料器(23)，螺旋螺距从进料位置到出料位置由大变小，实现逐步压缩、提高压力的目的；周边除料铲起到防止积料的作用；对辊造粒部分，也由一对相向运动的轧辊组成，同样可以提供造粒所需的径向总压力5～80吨，使脱气增密后的脱硫石膏造粒成型。

辊面(A和B型相同)有加工有φ8毫米到φ50毫米不等规格的扁球穴孔、8×12毫米到50×65毫米的枕头状穴孔、宽8～50毫米深1.5～10毫米轴向环槽、宽8～50毫米深1.5～10毫米轴向螺旋槽、宽8～50毫米深1.5～10毫米的径向环槽的辊面以及表面滚花或光滑的辊面。这对轧辊的直径由φ128毫米到φ658毫米不等，转速从12转/分钟到158转/分钟变化(A和B型相同)，脱硫石膏含水量越大，轧辊转速越大。造粒后的粒状脱硫石膏可以是与轧辊穴孔同规格的规则颗粒，也可以是不规则的多棱角颗粒。粒状脱硫石膏部分成品如图2所示。

电厂脱硫石膏原料，只要其水分在0％～15％之间，就无需进行任何处理，可以直接输送进入造粒生产线造粒(如果水分不在0％～15％之间，可以进行调节水分处理，如向脱硫石膏原料中加入一定量的干粉煤灰，使脱硫石膏原料水分降到干法造粒所需的上述水分要求)。电厂脱硫石膏原料经皮带输送机按规定输送量均匀脱气增密机。

皮带输送机要求其输送量分别满足脱气增密机和干法强压造粒机的产量要求，同时要保证均匀进料。一般选择皮带输送机运行速度为0.5米/秒～1.2米/秒，输送量与脱气增密机生产能力匹配。

造粒后的粒状脱硫石膏产品可由皮带输送机或其他输送设备送出到堆场或直接装车运出。

有益效果：

1、造粒过程中对原料不作改变其组成成分的任何处理，也不添加任何胶结剂，即可以减少生产成本。

2、生产周期短，工艺简捷，操作简便，造粒产品抗压强度大，颗粒整齐归一，产量大、能耗低，不产生二次环境污染。

3、脱硫石膏经造粒后，改变了其原来的易粘连、堵塞通道的物性，极大地提高了其流动性和布料的散落均匀性，造粒产品抗压强度大于20牛顿，无需静停，可以直接用于水泥生产及其它建材、改土、筑路用材等，为电厂废弃物处理和环保工作的开展探索出了一条行之有效、经济实惠的新路。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图，其中1.原料 2.进料皮带输送机 3.脱气增密机 4.集料仓 5.送料皮带输送机 6.干法强压造粒机 7.出料槽 8.出料皮带输送机 9.成品运输车。

图2为脱硫石膏颗粒产品图片。

图3为脱气增密机的结构示意图，其中10.进料斗 11.动力装置 12.螺旋机构 13.相向压力辊。

图4为A型干法强压造粒机的结构示意图，其中14.料仓 15.对辊造粒部分 16.出料斗 17.支架。

图5为B型干法强压造粒机的结构示意图，其中18.进料斗 19.动力装置20.螺旋强压部分 21.除料铲 22.螺旋 23.十字形均匀布料器 15.对辊造粒部分 16.出料斗 17.支架。

具体实施方式

(以年产5万吨脱硫石膏颗粒生产线为例)

实施例1：含水量为0％的脱硫石膏干法强压造粒。

该脱硫石膏原料经皮带输送机均匀送入脱气增密机的螺距为50毫米的螺旋机构中，其转速为58转/分钟，输送产量为2.5吨/小时，经过脱除空气和初步增加脱硫石膏体积密度后，直接送入脱气增密机的光滑表面的压力辊中进行第二级脱气、增密，压力辊的转速为22转/分钟，直径为320毫米，宽度为110毫米，产量为2.5吨/小时。增密后的脱硫石膏(其物料性能为休止角为22°，密度为1.1克/cm³，粒度分布为：≤200目占4％～6％、0.5～1.0毫米占9％～11％、1.1～3.0毫米占64％～66％、3.1～10.0毫米占14％～16％、≥10.1毫米占4％～6％)由皮带输送机均匀送入B结构的干法强压造粒机中进行造粒，螺旋强压部分螺距为120-100-85毫米，转速为38转/分钟，产量为5吨/小时，经强制输送的脱硫石膏对辊造粒部分的轧辊表面，经咬入后，强压成型为颗粒脱硫石膏产品，该轧辊的转速为66转/分钟，直径为264毫米，宽度为226毫米，穴孔为φ12.5毫米扁球状，产量为5吨/小时。

实施例2：含水量为4％的脱硫石膏干法强压造粒。

该脱硫石膏原料经皮带输送机均匀送入脱气增密机的螺距为80毫米的螺旋机构中，其转速为48转/分钟，输送产量为2.65吨/小时，经过脱除空气和初步增加脱硫石膏体积密度后，直接送入脱气增密机的光滑表面的压力辊中进行第二级脱气、增密，压力辊的转速为28转/分钟，直径为280毫米，宽度为118毫米，产量为2.65吨/小时。增密后的脱硫石膏(其物料性能为休止角为24°，密度为1.25克/cm³，粒度分布为：≤200目占4％～6％、0.5～1.0毫米占9％～11％、1.1～3.0毫米占64％～66％、3.1～10.0毫米占14％～16％、≥10.1毫米占4％～6％)，由皮带输送机均匀送入B结构的干法强压造粒机中进行造粒，螺旋强压部分螺距为140-130-115毫米，转速为33转/分钟，产量为5吨/小时，经强制输送的脱硫石膏对辊造粒部分的轧辊表面，经咬入后，强压成型为颗粒脱硫石膏产品，该轧辊的转速为66转/分钟，直径为264毫米，宽度为226毫米，穴孔为φ12.5毫米扁球状，产量为5.3吨/小时。

实施例3：含水量为8％的脱硫石膏干法强压造粒。

该脱硫石膏原料经皮带输送机均匀送入脱气增密机的螺距为145毫米的螺旋机构中，其转速为42转/分钟，输送产量为2.75吨/小时，经过脱除空气和初步增加脱硫石膏体积密度后，直接送入脱气增密机的光滑表面的压力辊中进行第二级脱气、增密，压力辊的转速为30转/分钟，直径为264毫米，宽度为125毫米，产量为2.75吨/小时。增密后的脱硫石膏(其物料性能为休止角为26°，密度为1.37克/cm³，粒度分布为：≤200目占4％～6％、0.5～1.0毫米占9％～11％、1.1～3.0毫米占64％～66％、3.1～10.0毫米占14％～16％、≥10.1毫米占4％～6％)，由皮带输送机均匀送入A结构的干法强压造粒机中进行造粒，经料仓将脱硫石膏输送到对辊造粒部分的轧辊表面，经咬入后，强压成型为颗粒脱硫石膏产品，该轧辊的转速为52转/分钟，直径为264毫米，宽度为226毫米，穴孔为φ14.5毫米扁球状，产量为5.5吨/小时。

实施例4：含水量为12％的脱硫石膏干法强压造粒。

该脱硫石膏原料经皮带输送机均匀送入脱气增密机的螺距为165毫米的螺旋机构中，其转速为36转/分钟，输送产量为2.85吨/小时，经过脱除空气和初步增加脱硫石膏体积密度后，直接送入脱气增密机的光滑表面的压力辊中进行第二级脱气、增密，压力辊的转速为45转/分钟，直径为264毫米，宽度为180毫米，产量为2.85吨/小时。增密后的脱硫石膏(其物料性能为休止角为28°，密度为1.4克/cm³，粒度分布为：≤200目占4％～6％、0.5～1.0毫米占9％～11％、1.1～3.0毫米占64％～66％、3.1～10.0毫米占14％～16％、≥10.1毫米占4％～6％)，由皮带输送机均匀送入A结构的干法强压造粒机中进行造粒，经料仓将脱硫石膏输送到对辊造粒部分的轧辊表面，经咬入后，强压成型为颗粒脱硫石膏产品，该轧辊的转速为48转/分钟，直径为264毫米，宽度为226毫米，穴孔为φ16.5毫米扁球状，产量为5.7吨/小时。

实施例5：含水量为15％的脱硫石膏干法强压造粒。

该脱硫石膏原料经皮带输送机均匀送入脱气增密机的螺距为168毫米的螺旋机构中，其转速为35转/分钟，输送产量为3吨/小时，经过脱除空气和初步增加脱硫石膏体积密度后，直接送入脱气增密机的光滑表面的压力辊中进行第二级脱气、增密，压力辊的转速为48转/分钟，直径为248毫米，宽度为200毫米，产量为3吨/小时。增密后的脱硫石膏(其物料性能为休止角为30°，密度为1.5克/cm³，粒度分布为：≤200目占4％～6％、0.5～1.0毫米占9％～11％、1.1～3.0毫米占64％～66％、3.1～10.0毫米占14％～16％、≥10.1毫米占4％～6％)，由皮带输送机均匀送入A结构的干法强压造粒机中进行造粒，经料仓将脱硫石膏输送到对辊造粒部分的轧辊表面，经咬入后，强压成型为颗粒脱硫石膏产品，该轧辊的转速为40转/分钟，直径为280毫米，宽度为226毫米，穴孔为φ24毫米扁球状，产量为6吨/小时。

年产5万吨粒状脱硫石膏生产线所需设备：

1.进料皮带输送机(长×宽为16.5×0.6米) 2条 2.2Kw/条；

2.脱气增密机 4台 24.2Kw/台；

3.送料皮带输送机(长×宽为14×0.6米) 2条 2.2Kw/台；

4.干法强压造粒机 2台 32.5Kw/台；

5.出料皮带输送机(长×宽为8×0.6米) 2条 2.2Kw/条。

若脱硫石膏含水量大于15％，则可以用于的粉煤灰进行水分调节。为此，还需另外增加φ1800mm的搅拌机2台，5.5Kw/台，容量为20吨的灰库一座。

随着产量的变化，压力辊的转速、直径可相应变化。

Claims

1、一种电厂脱硫石膏于法造粒工艺，其具体步骤为：将燃煤电厂烟气脱硫得到的含水量在0％～15％的脱硫石膏，送入脱气增密机进行脱除空气和增加脱硫石膏体积密度的处理，处理后脱硫石膏物料的休止角为22°～30°，密度为1.1g/cm³～1.5g/cm³；经处理后的脱硫石膏再送入干法强压造粒机进行造粒；其中所述干法强压造粒机是由料仓(14)和对辊造粒部分、出料斗和支架组成的A型号干法强压造粒机，或者是由进料斗(18)、螺旋强压部分(19)、对辊造粒部分、出料斗和支架组成的B型号干法强压造粒机；其中螺旋强压部分(19)由动力传动装置(20)、螺旋工作构件和十字形均匀布料器(23)组成，而螺旋工作构件由三段不同螺距的螺旋(22)和周边除料铲(21)组成，螺旋强压部分(19)尾部带有十字形均匀布料器(23)；A型号和B型号干法强压造粒机对辊造粒部分，由一对相向运动的轧辊组成；对辊造粒部分的轧辊的直径为128～658毫米，转速为12转/分钟～158转/分钟。

2、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的脱气增密机由进料斗(10)、动力装置(11)、变速变螺距的螺旋机构(12)和相向旋转的压力辊(13)组成，脱硫石膏由进料斗(10)通过动力装置(11)经过螺旋机构(12)对脱硫石膏进行第一级排气、增压，然后，再将这些物料送入一对相向旋转的压力辊(13)中进行第二级排气、增压，得到造粒所需物料。

3、根据权利要求2所述的工艺，其特征在于脱气增密机的相向旋转压力辊直径为155～600毫米；压力辊的转速为6～230转/分；脱气增密机螺旋机构的螺距为50～258毫米，螺旋机构的转速为35～58转/分。

4、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于螺旋的三段不同螺距为140-130-115毫米或120-100-85毫米，螺旋螺距从进料位置到出料位置由大变小，实现逐步压缩、提高压力的目的。

5、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于含水量为8％～15％脱硫石膏经处理后，进入A型号干法强压造粒机造粒；含水量为0％～7％的脱硫石膏经处理后，进入B型号干法强压造粒机造粒。