CN102500223B - 废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备，主要由湿法烟气脱硫部分、电石渣预处理部分和石膏浆再处理部分组成。其中：湿法烟气脱硫部分的喷淋塔筒体内壁上位于浆液喷淋层下方设置有带浆液喷嘴的中空环形凸台，解决了喷淋塔筒体内烟气“短路”的问题；电石渣预处理部分通过具有清洗功能的第一回转分离器的设计，解决了电石渣浆液分离过程中过滤层堵塞的难题；石膏浆再处理部分通过有清洗功能的第二回转分离器的设计，有效取代了传统石膏分离设备中昂贵的旋流分离器。本发明将燃煤烟气脱硫、废弃电石渣综合利用、以及脱硫副产物石膏的加工有机地组合为一体，其结构简单，运行稳定，脱硫效率高，以废治废，符合当今环保需求。

Description

废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备

技术领域

本发明属于环境保护与资源利用技术，涉及对燃煤电站烟气净化处理的设备，具体地指一种废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备。

背景技术

目前，在燃煤电站烟气脱硫领域，湿法烟气脱硫设备（FGD）因其结构简单、运行可靠得到了普遍应用。湿法烟气脱硫所使用的吸收剂大多为石灰石，通常是将块状石灰石磨制成浆液，或者直接外购石灰石粉调浆，然后喷淋到直筒形的脱硫塔中，使石灰石浆液与热烟气发生化学反应，从而将烟气中的硫脱除。但是，作为脱硫吸收剂的石灰石需要购买和加工处理，在一定程度上提高了整个脱硫系统的运行成本。为了进一步降低成本，科研人员发现电石渣可以代替石灰石作为脱硫剂。电石渣是乙炔气厂或用乙炔生产聚氯乙烯树脂所产生的废弃物，其主要成份是氢氧化钙，呈强碱性，其pH大于12。电石渣微溶于水，杂质较多，包括颗粒大小不等的焦炭和石灰原料的杂质。利用电石渣代替石灰石作为脱硫剂，可以降低脱硫成本，减少石灰石资源消耗和电力资源消耗。同时还可以避免电石渣堆放造成的环境污染，实现以废治废，综合利用。因此，以电石渣为脱硫吸收剂具有广阔的应用和发展前景。

然而，电石渣中含有大量的杂质，将其用于湿法烟气脱硫时，需要采用回转分离设备对其浆液进行分离，电石渣与烟气反应所得副产品石膏浆液也需要采用回转分离设备进行分离，这两种分离过程中滤层的堵塞问题一直得不到有效解决，经常导致湿法烟气脱硫不能连续运行。并且，由于缺少有效的清洗手段，大颗粒电石渣和其它杂质对运行设备的磨耗也相当严重，这样大幅减少了设备的使用寿命。

另一方面，现有的湿法烟气脱硫设备大多采用直筒结构的脱硫塔，烟气在该脱硫塔内容易出现气流短路现象，这样至少有一部分烟气没能与电石渣浆液接触就逃逸出去了，导致脱硫效率低下。为了解决这个问题，科研人员往往采用增加电石渣浓度的方法使其与烟气充分接触，但这又加剧了回转分离设备中滤层的堵塞现象。如何确保湿法烟气脱硫设备在具有较高脱硫效率的前提下始终维持正常运行，一直是本领域科研人员亟待攻克的难题。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种结构简单、运行稳定、脱硫效率高、使用寿命长的废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备。

为实现上述目的，本发明所设计的废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备，主要由湿法烟气脱硫部分、电石渣预处理部分和石膏浆再处理部分组成，其中：

所述湿法烟气脱硫部分具有喷淋塔筒体，所述喷淋塔筒体的顶部烟气出口下方设置有除雾器，所述喷淋塔筒体的中部烟气进口上方设置有浆液喷淋层，所述喷淋塔筒体的底部浆液池与浆液循环泵的输入端相连，所述浆液循环泵的输出端与浆液喷淋层相连，所述喷淋塔筒体的底部浆液池处还设置有氧化风机和吸收塔搅拌器。

所述电石渣预处理部分具有电石渣制浆池，所述电石渣制浆池的输出端与第一回转分离器的浆液进口相连，所述第一回转分离器的滤液出口与电石渣浆液储箱的输入端相连，所述电石渣浆液储箱的输出端与电石渣供浆泵的输入端相连，所述电石渣供浆泵的输出端与喷淋塔筒体的中部内腔相连。

所述石膏浆再处理部分具有石膏浆排出泵，所述石膏浆排出泵的输入端与喷淋塔筒体的底部浆液池相连，所述石膏浆排出泵的输出端与第二回转分离器的浆液进口相连，所述第二回转分离器的排渣口与真空皮带机的输入端相连，所述真空皮带机的输出端与石膏压球机相连。

进一步地，所述喷淋塔筒体内壁上位于浆液喷淋层下方设置有中空环形凸台，所述中空环形凸台朝向喷淋塔筒体内部的一侧均布有浆液喷嘴，所述中空环形凸台朝向喷淋塔筒体外部的一侧设置有浆液入口，所述浆液入口与浆液循环泵的输出端相连。具体地，所述中空环形凸台的横截面轮廓呈扇形结构，其弧长向下布置，其一侧半径与喷淋塔筒体的母线共边，所述浆液喷嘴开设在其弧长上。这种结构不仅可以有效引导沿喷淋塔筒体内壁向上运动的烟气向塔中心流动、阻止烟气“短路”现象的发生，而且能够促使沿喷淋塔筒体内壁流动的电石渣浆液进行再分布。同时，从中空环形凸喷出的电石渣浆液还可以对其附近已处于“短路”状态的烟气进行脱硫，从而大幅提高整体设备的脱硫效率。

更进一步地，所述第二回转分离器的滤液出口与喷淋塔筒体的中部内腔相连。这样，可以将从石膏浆液中分离出来的清液返回到喷淋塔筒体中重新反应，节约水资源。

再进一步地，所述真空皮带机的清液出口与电石渣制浆池的清液进口相连。这样，可以将从石膏泥饼中分离出来的清液返回到电石渣制浆池中循环使用，节省运行成本。

作为优选方案，所述第一回转分离器或/和第二回转分离器具有分离器箱体，所述分离器箱体上穿插布置有旋转主轴，所述旋转主轴位于分离器箱体内部的两端分别设置有轴端小挡板和轴端大挡板，所述轴端小挡板和轴端大挡板之间安装有柔性过滤锥筒。所述轴端小挡板固定在旋转主轴上，所述轴端小挡板一侧的旋转主轴轴心上设置有通向柔性过滤锥筒内的浆液进口管；所述轴端大挡板固定在带手柄的轴套上，所述轴套通过销钉可拆式套装在旋转主轴上；所述轴端大挡板上设置有排渣口，所述轴套上套装有与轴端大挡板相配合的挡水板，所述挡水板上设置有可与轴端大挡板的排渣口相通的排渣管，所述分离器箱体底部设置有滤液出口管。

上述回转分离器的设计，不仅可以将大颗粒的电石渣、石膏及其中的杂质分离除掉，减少这些大颗粒对供浆泵、搅拌器等设备的磨损，而且可以在一定的运行周期内，通过转动带手柄的轴套，对柔性过滤锥筒进行注浆伸缩清洗，如同拧衣服一样，旋转伸缩几次就可以将其内的电石渣杂质或石膏杂质在浆液内部清洗干净，从而大幅延长回转分离器的使用寿命，进而确保整体设备的连续运行。

进一步地，所述柔性过滤锥筒的锥度为1.1~1.3。这样，能够确保柔性过滤锥筒内的大颗粒杂质顺利地从轴端小挡板向轴端大挡板移动，进而依次通过轴端大挡板上的排渣口、挡水板上的排渣管排出。

更进一步地，所述柔性过滤锥筒的过滤材料采用纤维滤网层或纤维滤布层，以适应不同工况浆料分离的需要。纤维滤网层的滤孔稍大，适于电石渣浆液的分离。而纤维滤布层更为致密，适于石膏浆液的分离。

本发明与现有技术相比具有以下突出效果：

其一，通过带有喷淋功能的中空环形凸台的设计，彻底解决了喷淋塔筒体内烟气“短路”的问题，可以更好地梳理烟气流场，更合理地布局电石渣浆液的喷洒区域，杜绝烟气与电石渣浆液接触的死角，从而大幅提高脱硫效率。

其二，通过有清洗功能的第一回转分离器的设计，彻底解决了电石渣浆液分离过程中过滤层堵塞的难题，可以随时在线检修和清洗柔性过滤锥筒，使电石渣浆液的分离更加有效，从而减少大颗粒杂质对运行设备的损耗，延长设备使用寿命。

其三，通过有清洗功能的第二回转分离器的设计，有效取代了传统石膏分离设备中昂贵的旋流分离器，大幅节约了脱硫副产物石膏浆液的加工处理成本。

其四，通过石膏压球机将经过初步脱水处理石膏浆液直接压制成球，有效解决了石膏在装卸、提升、输送过程中极易粘附在设备上造成积料、堵塞的问题，可确保脱硫工艺稳定进行。

综上所述，本发明的废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备将燃煤烟气脱硫、废弃电石渣综合利用、以及脱硫副产物石膏的加工有机地组合为一体，其工艺简单、能耗很小、运行费用极低，既可以降低石灰石资源的消耗，又能够减少电力加工的浪费，还有效避免了电石渣堆放所带来的环境污染，一举三得，以废治废，对社会环境保护和资源合理利用具有深远意义。

附图说明

图1为一种废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备的结构示意图。

图2为图1中A处所示中空环形凸台11的放大结构示意图。

图3为图1所示第一、二回转分离器的具体结构示意图。

图4为图3所示回转分离器在清洗工作状态下的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的设备作进一步的详细描述。

如图1~4所示废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备，主要由湿法烟气脱硫部分、电石渣预处理部分和石膏浆再处理部分组成。各部分的具体结构如下：

所述湿法烟气脱硫部分具有喷淋塔筒体8，喷淋塔筒体8的顶部烟气出口下方设置有除雾器9，喷淋塔筒体8的中部烟气进口上方设置有两层浆液喷淋层10，喷淋塔筒体8的底部浆液池与浆液循环泵14的输入端相连，浆液循环泵14的输出端与浆液喷淋层10相连，喷淋塔筒体8的底部浆液池处还设置有氧化风机12和吸收塔搅拌器13，用于向底部浆液池喷入氧化空气，并将浆液搅拌均匀。

为了杜绝烟气“短路”现象，提高脱硫效率，在喷淋塔筒体8内壁上位于各层浆液喷淋层10下方设置有中空环形凸台11。中空环形凸台11内腔充满有循环的浆液，中空环形凸台11朝向喷淋塔筒体8内部的一侧均布有浆液喷嘴11a，中空环形凸台11朝向喷淋塔筒体8外部的一侧设置有浆液入口11b，浆液入口11b与浆液循环泵14的输出端相连，由浆液循环泵14提供浆液。作为优选方案，本实施例的中空环形凸台11的横截面轮廓呈扇形结构，由一定厚度的钢板制成，安装在对应浆液喷淋层10下方0.8~1.0m处。该扇形结构的半径为0.2~0.3m，其顶角范围75°<α<90°，其弧长向下布置，其一侧半径与喷淋塔筒体8的母线共边，浆液喷嘴11a就开设在其弧长上。这样设计，可以很好地保持电石渣浆液在扇形结构空腔中流动，减少行程阻力。

所述电石渣预处理部分具有电石渣制浆池1，电石渣制浆池1内设置有制浆搅拌器2和浆液抽吸泵3，电石渣制浆池1的输出端与第一回转分离器4的浆液进口相连，第一回转分离器4的滤液出口与电石渣浆液储箱5的输入端相连，第一回转分离器4产生的渣粒通过其排渣口排放。电石渣浆液储箱5内设置有储箱搅拌器6，用于维持电石渣浆液浓度的均匀性，电石渣浆液储箱5的输出端与电石渣供浆泵7的输入端相连，电石渣供浆泵7的输出端与喷淋塔筒体8的中部内腔相连。通过电石渣预处理部分的工作，可以将所制成的电石渣浆液源源不断地输送至喷淋塔筒体8内。

所述石膏浆再处理部分具有石膏浆排出泵15，石膏浆排出泵15的输入端与喷淋塔筒体8的底部浆液池相连，石膏浆排出泵15的输出端与第二回转分离器16的浆液进口相连，第二回转分离器16的滤液出口与喷淋塔筒体8的中部内腔相连，将从石膏浆液中分离出来的清液返回喷淋塔筒体8内循环使用。第二回转分离器16的排渣口与真空皮带机17的输入端相连，真空皮带机17的清液出口与电石渣制浆池1的清液进口相连，将从石膏泥饼中分离出来的清液返回到电石渣制浆池1中循环使用。真空皮带机17的输出端则与石膏压球机18相连。通过石膏浆再处理部分的工作，可以将脱硫副产品石膏浆液处理成便于运输和存储的石膏球。

本实施例中，所述第一回转分离器4和第二回转分离器16的结构基本相同，均具有一个分离器箱体43，分离器箱体43上穿插安装有旋转主轴49，旋转主轴49位于分离器箱体43内部的两端分别布置有带卡槽结构的轴端小挡板42和轴端大挡板45，轴端小挡板42和轴端大挡板45之间安装有柔性过滤锥筒44。柔性过滤锥筒44的锥度最好控制在1.1~1.3之间，以便使其中的大颗粒杂质能够顺利向大锥度端移动排除。第一回转分离器4用于过滤分离电石渣浆液，其柔性过滤锥筒44的过滤材料采用纤维滤网层；第二回转分离器16用于过滤分离石膏浆液，其柔性过滤锥筒44的过滤材料采用更为致密的纤维滤布层。

上述轴端小挡板42固定安装在旋转主轴49上，轴端小挡板42一侧的旋转主轴49轴心上连接有通向柔性过滤锥筒44内浆液进口管40，浆液进口管40上设置有浆液进口阀41。轴端大挡板45固定安装在带手柄的轴套48上，轴套48通过销钉47可拆式套装在旋转主轴49上。轴端大挡板45上开设有排渣口45a，轴套48上套装有与轴端大挡板45相配合的挡水板46，用来阻挡排渣口45a处的外溢浆液，挡水板46可沿轴套48滑动。挡水板46上设置有可与轴端大挡板45的排渣口45a相通的排渣管52，排渣管52上设置有排渣阀51，排渣管52的输出端与排渣软管50相连，将渣质输送到预订的位置。分离器箱体43底部设置有滤液出口管53，滤液出口管53上设置有滤液出口阀54。

本发明的工作过程包括如下几方面的步骤：

1）将含有杂质的废弃电石渣倾倒在电石渣制浆池1内，加水经制浆搅拌器2调成浓度为25~30%的电石渣浆液，然后由液浆液抽吸泵3将电石渣浆液抽入第一回转分离器4的浆液进口管40，并通过浆液进口管40进入柔性过滤锥筒44内部，经过旋转主轴49回转分离，过滤后的电石渣浆液通过滤液出口管53进入电石渣浆液储箱5，由储箱搅拌器6保持电石渣浆液的浓度均匀，并通过电石渣供浆泵7打入喷淋塔筒体8进行脱硫反应。大颗粒电石渣及杂质则通过第一回转分离器4的排渣管52排掉，可有效减少这些大颗粒对设备的磨损，延长设备使用寿命。

2）当需要对第一回转分离器4的柔性过滤锥筒44进行清洗时，首先使第一回转分离器4处于停止状态，关闭排渣阀51、滤液出口阀54，浆液进口阀41继续进浆，使浆液淹没柔性过滤锥筒44。此时关闭浆液进口阀41，解除销钉47，通过轴套48上的手柄推动并旋转轴套48，使轴端大挡板45相对于挡水板46轴向滑动且旋转，然后再回撤轴套48，往复几次，如同拧衣服一样，便可以将柔性过滤锥筒44上的电石渣及杂质清洗干净，如图3所示。

3）经预除尘的烟气从喷淋塔筒体8的中部烟气进口输入，在其内与从浆液喷淋层10喷出的电石渣浆液充分接触，迅速换热、传质、发生反应。而浆液喷淋层10下方中空环形凸台11的设置，不仅可以有效引导沿喷淋塔筒体8内壁垂直向上运动的烟气向塔中心流动，而且可以对沿内壁面流动的电石渣浆液进行再分布，同时对塔壁附近的“短路”烟气进行脱硫处理，从而进一步提高反应效率。反应后的烟气经除雾器9去掉绝大部分夹带液，从喷淋塔筒体8的顶部烟气出口排出。

4）脱硫副产品石膏浆液由石膏浆排出泵15抽入第二回转分离器16中，第二回转分离器16的分离工序和清洗程序与第一回转分离器4完全相同，于此不多赘述。从第二回转分离器16的滤液出口管53输出的清液返回喷淋塔筒体8重新循环，从第二回转分离器16的排渣管52排出的是含水量小于50%的石膏泥浆。该石膏泥浆经真空皮带机17压缩成含水量小于10%的石膏泥饼，该石膏泥饼再经过石膏压球机18直接压制成20~80mm的小球，解决了脱硫副产品石膏浆在装卸、提升、输送过程中极易粘附在设备上造成积料和堵塞的问题。从真空皮带机17分离出清液则返回到电石渣制浆池1中重复使用，形成良性循环。

Claims (8)

1.一种废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备，包括湿法烟气脱硫部分、电石渣预处理部分和石膏浆再处理部分，其特征在于：

所述湿法烟气脱硫部分具有喷淋塔筒体（8），所述喷淋塔筒体（8）的顶部烟气出口下方设置有除雾器（9），所述喷淋塔筒体（8）的中部烟气进口上方设置有浆液喷淋层（10），所述喷淋塔筒体（8）的底部浆液池与浆液循环泵（14）的输入端相连，所述浆液循环泵（14）的输出端与浆液喷淋层（10）相连，所述喷淋塔筒体（8）的底部浆液池处还设置有氧化风机（12）和吸收塔搅拌器（13）；

所述电石渣预处理部分具有电石渣制浆池（1），所述电石渣制浆池（1）的输出端与第一回转分离器（4）的浆液进口相连，所述第一回转分离器（4）的滤液出口与电石渣浆液储箱（5）的输入端相连，所述电石渣浆液储箱（5）的输出端与电石渣供浆泵（7）的输入端相连，所述电石渣供浆泵（7）的输出端与喷淋塔筒体（8）的中部内腔相连；

所述石膏浆再处理部分具有石膏浆排出泵（15），所述石膏浆排出泵（15）的输入端与喷淋塔筒体（8）的底部浆液池相连，所述石膏浆排出泵（15）的输出端与第二回转分离器（16）的浆液进口相连，所述第二回转分离器（16）的排渣口与真空皮带机（17）的输入端相连，所述真空皮带机（17）的输出端与石膏压球机（18）相连；

同时，所述喷淋塔筒体（8）内壁上位于浆液喷淋层（10）下方设置有中空环形凸台（11），所述中空环形凸台（11）朝向喷淋塔筒体（8）内部的一侧均布有浆液喷嘴（11a），所述中空环形凸台（11）朝向喷淋塔筒体（8）外部的一侧设置有浆液入口（11b），所述浆液入口（11b）与浆液循环泵（14）的输出端相连；

并且，所述中空环形凸台（11）的横截面轮廓呈扇形结构，其弧长向下布置，其一侧半径与喷淋塔筒体（8）的母线共边，所述浆液喷嘴（11a）开设在其弧长上。

2.根据权利要求1所述的废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备，其特征在于：所述扇形结构的半径为0.2~0.3m，扇形结构的顶角范围75°<α<90°。

3.根据权利要求1所述的废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备，其特征在于：所述第二回转分离器（16）的滤液出口与喷淋塔筒体（8）的中部内腔相连。

4.根据权利要求1所述的废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备，其特征在于：所述真空皮带机（17）的清液出口与电石渣制浆池（1）的清液进口相连。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备，其特征在于：所述第一回转分离器（4）或/和第二回转分离器（16）具有分离器箱体（43），所述分离器箱体（43）上穿插布置有旋转主轴（49），所述旋转主轴（49）位于分离器箱体（43）内部的两端分别设置有轴端小挡板（42）和轴端大挡板（45），所述轴端小挡板（42）和轴端大挡板（45）之间安装有柔性过滤锥筒（44）；所述轴端小挡板（42）固定在旋转主轴（49）上，所述轴端小挡板（42）一侧的旋转主轴（49）轴心上设置有通向柔性过滤锥筒（44）内的浆液进口管（40）；所述轴端大挡板（45）固定在带手柄的轴套（48）上，所述轴套（48）通过销钉（47）可拆式套装在旋转主轴（49）上；所述轴端大挡板（45）上设置有排渣口（45a），所述轴套（48）上套装有与轴端大挡板（45）相配合的挡水板（46），所述挡水板（46）上设置有可与轴端大挡板（45）的排渣口（45a）相通的排渣管（52），所述分离器箱体（43）底部设置有滤液出口管（53）。

6.根据权利要求5所述的废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备，其特征在于：所述柔性过滤锥筒（44）的锥度为1.1~1.3。

7.根据权利要求5所述的废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备，其特征在于：所述柔性过滤锥筒（44）的过滤材料采用纤维滤网层或纤维滤布层。

8.根据权利要求5所述的废弃电石渣湿法烟气脱硫联产石膏的设备，其特征在于：所述浆液进口管（40）上设置有浆液进口阀（41），所述排渣管（52）上设置有排渣阀（51），所述滤液出口管（53）上设置有滤液出口阀（54）。

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