CN102553426A - 一种利用脱硫灰制备湿法脱硫剂的工艺及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用脱硫灰制备湿法脱硫剂的工艺及系统，属于固废处理及燃煤烟气脱硫技术领域，本发明的工艺包括：(1)将干法\半干法烟气脱硫灰与水混合得脱硫灰浆液；(2)向所述的脱硫灰浆液中加入表面活性剂，混匀后旋流分离；(3)取旋流分离后的底流浆液进行氧化，然后筛分得湿法脱硫剂。本发明的系统包括冲渣槽、化浆池、旋流器、氧化池和旋振筛，所述化浆池位于冲渣槽的出口下方，所述化浆池的出口连通旋流器，所述旋流器底流出口连通氧化池，所述氧化池出口连通旋振筛。本发明的工艺及系统用于将干法\半干法脱硫灰制备成湿法脱硫剂，制得的脱硫剂脱硫效率高，其副产物脱硫石膏质量高。

Description

一种利用脱硫灰制备湿法脱硫剂的工艺及系统

技术领域

本发明涉及固废处理及燃煤烟气脱硫技术领域，具体涉及一种利用脱硫灰制备湿法脱硫剂的工艺及系统。

背景技术

干法\半干法脱硫副产物(下称“脱硫灰”)的成分以亚硫酸钙及氧化钙(氢氧化钙)为主，还包含一定量的粉尘，由于亚硫酸钙及粉尘含量较高，与脱硫石膏相比，脱硫灰很难进行资源化利用。

首先，干法\半干法脱硫灰中粉尘及亚硫酸钙含量高，若直接制浆则浆液浓度相对较高，增大了脱硫系统相关管路及设备的负荷，容易造成系统结垢堵塞；同时，干法\半干法脱硫灰中亚硫酸钙及少量烟气中带入的油性物质对氧化钙或氢氧化钙有一定的包裹作用，直接用于脱硫过程中将影响其溶出，降低脱硫活性；其次，脱硫灰中由于亚硫酸钙包裹而无法溶出的氧化钙将最终进入脱硫石膏中，增加脱硫石膏中的残余钙含量；同时，脱硫灰中亚硫酸钙若进入脱硫系统，将增加亚硫酸钙氧化系统负荷，增加氧化系统能耗；此外，因干法\半干法脱硫剂本身或堆放场地杂质较多等原因，脱硫灰中容易带入大颗粒杂质，这些杂质也将对脱硫系统稳定运行及脱硫石膏品质产生严重影响。因此如何将干法\半干法脱硫灰资源化利用是迫切需要解决的问题。

申请号为200910194833.5的中国发明专利公开了一种脱硫灰的处理方法，在脱硫剂制备系统中，将干法/半干法脱硫灰与石灰石粉按比例混合，作为湿法脱硫中的脱硫剂原料进行烟气脱硫；公告号为CN1197642C的发明专利公开了一种用半干法烟气脱硫后的废灰乳再行脱硫的方法，将烟气和废灰乳逆向通入吸收塔进行反应，该发明的方法中只是将脱硫灰简单加水制成脱硫剂。以上发明公开的方法都初步实现了干法/半干法脱硫灰的资源化利用，但是都是将干法/半干法脱硫灰简单加水或石灰石粉直接混合均匀后打入脱硫系统的吸收塔中进行烟气脱硫，没有对干法/半干法脱硫灰进行处理，这样干法/半干法脱硫灰中的粉尘及高含量的亚硫酸钙将影响脱硫效率，并容易造成系统结构堵塞。

发明内容

本发明提供了一种利用脱硫灰制备湿法脱硫剂的工艺及系统，消除了脱硫灰中粉尘及高含量的亚硫酸钙对脱硫效率及脱硫副产物脱硫石膏的影响。

一种利用脱硫灰制备湿法脱硫剂的工艺，包括：

(1)将干法\半干法烟气脱硫灰与水混合得脱硫灰浆液；

(2)向所述的脱硫灰浆液中加入表面活性剂，混匀后旋流分离；

(3)取旋流分离后的底流浆液进行氧化，然后筛分得湿法脱硫剂。

步骤(1)中所述的脱硫灰浆液中干法\半干法脱硫灰与水的混合质量比为1∶10-1∶1。

步骤(2)中所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或月桂酸钠中的至少一种。表面活性剂一般含有亲水基和疏水基，当溶有表面活性剂的液体渗入油污和氧化钙颗粒缝隙时，表面活性剂将疏水基分别吸附于油污及氧化钙表面，其亲水基伸入液体中，形成单分子吸附膜。把固体污垢的表面变成亲水性强的表面，从而与液体有很好的相容性，导致液体在固体表面与污垢间的固固界面上铺展，形成一层水膜使固体污垢与固体表面间的固固界面变成两个新的固液界面，最终使固体污垢与固体表面发生脱离。此外，表面活性剂在脱硫系统中还可以增加石膏晶粒，降低石膏含水率。晶核的形成是结晶的第一步，据热力学计算，体系中最初形成的胚芽必须长大到大于成核的临界尺寸时才能稳定存在而不致于自行消失。一般认为胚芽形成的自由能降低值必须达到该晶核表面能的1/3，才能越过表面能能垒，形成稳定的晶核。而表面活性剂能改变溶液的表面自由能，并能够被选择性地吸附在固体表面上改变固体表面的热力学性质，从而达到促进晶粒生长的作用，而石膏晶粒的增加，能显著增加石膏的脱水性能，降低经抽滤后石膏的含水率。

步骤(2)中所述的表面活性剂的添加量为0.01-0.1g/L。加入量太小，表面活性剂浓度太低，效果不明显；加入量太大，则表面活性剂所占质量浓度太高，对脱硫石膏的品质会有一定的影响，同时经济成本也相应增高。其次，加入量太大也容易增加浆液粘度，影响氧化过程中气液传质，氧化过程中浆液也容易起泡，对脱硫系统的运行会产生一定的影响。

步骤(3)中所述的底流浆液采用由臭氧和空气组成的混合气进行氧化；优选地，所述的混合气中臭氧的含量为10-50g/m³。半干法/干法脱硫灰中含有较多的亚硫酸钙，且由于脱硫灰中含有氧化钙等成分，脱硫灰浆液pH值呈碱性，在此条件下，单纯采用空气很难将亚硫酸钙进行氧化，因此，采用臭氧和空气的混合气进行氧化，可根据脱硫灰中亚硫酸钙的含量适当调整臭氧比例，以节约氧化成本。

步骤(3)中所述的底流浆液进行氧化的时间为0.5-3h。此氧化时间主要为保证亚硫酸钙能充分进行氧化，根据脱硫灰中亚硫酸钙含量及氧化空气中臭氧含量的变化而变化，一般而言，脱硫灰中亚硫酸钙含量越低，氧化空气中臭氧含量越高，则所需氧化时间越短。

本发明还提供了一种利用所述的工艺制备的湿法脱硫剂

本发明还提供了一种利用脱硫灰制备湿法脱硫剂的系统，包括冲渣槽、化浆池、旋流器、氧化池和旋振筛，所述化浆池位于冲渣槽的出口下方，所述化浆池的出口连通旋流器，所述旋流器底流出口连通氧化池，所述氧化池出口连通旋振筛。

还包括臭氧发生器和空气通入管路，所述的氧化池内底部设有氧化管网，所述的氧化管网与臭氧发生器及空气通入管路连通。

所述的旋振筛设置一层或多层筛网，所述筛网的目数为20-300目。

所述化浆池的出口和旋流器入口之间、氧化池出口与旋振筛入口之间均通过浆液泵连通。

本发明的有益效果：

采用表面活性剂及旋流分离消除脱硫灰中的油性物质对有效成分的包裹，并通过旋流分离去除密度较小的灰分等杂质，此外，表面活性剂具有增大石膏晶粒的作用，大颗粒的脱硫石膏脱水性能可大大提高；采用空气及臭氧混合气氧化脱硫灰中的亚硫酸钙，消除其对有效成分的包裹作用，同时避免了其对后续脱硫氧化系统的影响；采用旋振筛去除脱硫灰中的大颗粒杂质；采用本发明提供的方法，可制得脱硫活性高、颗粒物粒径小、杂质含量少的脱硫剂浆液。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种利用脱硫灰制备湿法脱硫剂的系统，包括称量给料机1，位于称量给料机1下方的冲渣槽2，冲渣槽2底部设置成倾斜度为10度的坡度，出口处设有栅栏，在冲渣槽2下方设有一个化浆池3，化浆池3上设有药剂添加管路11用于添加表面活性剂，化浆池3内设有一个顶搅拌器，化浆池3的底部浆液出口与第一浆液泵4的入口连通，第一浆液泵4的出口连通旋流器5的入口，旋流器5位于氧化池7的上方，旋流器5的底流出口连通氧化池7，氧化池7内底部设有氧化管网，氧化管网与臭氧发生器6和空气进入管路12连通，氧化池7的底部出口与第二浆液泵9的入口连通，第二浆液泵8的出口连通旋振筛9的入口，旋振筛可根据需要设置多层筛网，旋振筛9出口连通成品浆液灌10。

本发明的工艺流程为：

称量给料机1将干法/半干法烟气脱硫灰送至冲渣槽2，加入一定量的水进行化浆，浆液通过冲渣槽2流入化浆池3，大尺寸物质将被冲渣槽2的栅栏截留，防止其进入化浆池3；在化浆池3的浆液中通过药剂添加管道11加入一定量表面活性剂进行混合搅拌，然后化浆池3中的浆液由第一浆液泵4打入水力旋流器5，水力旋流器5分离后的顶流浆液进入废水处理系统进行处理，底流浆液进入氧化池5，由于粉尘密度较小，因此通过水力旋流可除去浆液中的绝大部分粉尘，在氧化池5中鼓入臭氧和空气的混合气进行氧化，经氧化后的浆液由第二浆液泵8打入旋振筛9，筛分后的合格浆液进入成品浆液罐10。

以下实施例中亚硫酸钙及酸不溶物含量的测试依据GBT5484-2000《石膏化学分析方法》。

实施例1

采用本发明的系统及工艺，脱硫灰为以电石渣为脱硫剂的循环流化床半干法烟气脱硫系统副产物(其中CaO含量33.1％，CaSO₃含量40.7％，酸不溶物含量7％)，用称量给料机1将脱硫灰输送至冲渣槽2，在冲渣槽2中冲入一定量的水进行化渣，脱硫灰与水的质量比为1∶10，浆液流入化浆池3中，在化浆池3中加入0.01g/L十二烷基苯磺酸钠，浆液在化浆池3中进行搅拌后由第一浆液泵4打入旋流器5(威海海王旋流器有限公司，FXDS100-GK-II×2旋流器)，经旋流器5旋流后的顶流浆液进入废水处理系统处理，底流浆液流入氧化池7，在氧化池5中通入臭氧及空气的混合气，混合气中臭氧浓度约为10g/m³，气体流量约为100m³/h，浆液停留时间约2h，经氧化后的浆液由第二浆液泵8打入旋振筛9(新乡市华成机械设备有限公司HC-1200-2S采用100目及300目双层筛网)，经过筛后的浆液流入成品浆液罐10。

经处理后，制备的浆液中颗粒物300目过筛率为92％，亚硫酸钙含量为0.1％，酸不溶物含量为2.4％。

实施例2

采用本发明的系统及工艺，脱硫灰为以石灰石为脱硫剂的循环流化床半干法烟气脱硫系统副产物(其中CaO含量32.5％，CaSO₃含量48.3％，酸不溶物含量6％)，用称量给料机1将脱硫灰输送至冲渣槽2，在冲渣槽2中冲入一定量的水进行化渣，脱硫灰与水的质量比为1∶1，浆液流入化浆池3中，在化浆池3中加入0.1g/L十二烷基硫酸钠，浆液在化浆池3中进行搅拌后由第一浆液泵4打入旋流器5(威海海王旋流器有限公司，FXDS100-GK-II×2旋流器)，经旋流器5旋流后的顶流浆液进入废水处理系统处理，底流浆液流入氧化池7，在氧化池7中通入臭氧及空气的混合气，混合气中臭氧浓度约为50g/m³，气体流量约为100m³/h，浆液停留时间约1.5h，经氧化后的浆液由第二浆液泵8打入旋振筛9(新乡市华成机械设备有限公司HC-1200-2S采用80目及200目双层筛网)，经过筛后的浆液流入成品浆液罐10。

经处理后，制备的浆液中颗粒物200目过筛率为93％，亚硫酸钙含量为0.3％，酸不溶物含量为3.2％。

实施例3

采用本发明的系统及工艺，脱硫灰为炉内喷钙氧化钙活化半干法烟气脱硫系统副产物(其中CaO含量40.63％，CaSO₃含量37.3％，酸不溶物含量10.3％)，用称量给料机1将脱硫灰输送至冲渣槽2，在冲渣槽2中冲入一定量的水进行化渣，脱硫灰与水的质量比为1∶4，浆液流入化浆池3中，在化浆池3中加入0.05g/L十二烷基硫酸钠，浆液在化浆池3中进行搅拌后由第一浆液泵4打入旋流器5(威海海王旋流器有限公司，FXDS100-GK-II×2旋流器)，经旋流器5旋流后的顶流浆液进入废水处理系统处理，底流浆液流入氧化池7，在氧化池7中通入臭氧及空气的混合气，混合气中臭氧浓度约为20g/m³，气体流量约为100m³/h，浆液停留时间约1.8h，经氧化后的浆液由第二浆液泵8打入旋振筛9(新乡市华成机械设备有限公司HC-1200-2S采用100目及250目双层筛网)，经过筛后的浆液流入成品浆液罐10。

经处理后，制备的浆液中颗粒物250目过筛率为94％，亚硫酸钙含量为0.2％，酸不溶物含量为2.1％。

实施例4

采用本发明的系统及工艺，脱硫灰为炉内喷钙氧化钙活化半干法烟气脱硫系统副产物(其中CaO含量40.63％，CaSO₃含量37.3％，酸不溶物含量10.3％)，用称量给料机1将脱硫灰输送至冲渣槽2，在冲渣槽2中冲入一定量的水进行化渣，脱硫灰与水的质量比为1∶8，浆液流入化浆池3中，在化浆池3中加入0.02g/L月桂酸钠，浆液在化浆池3中进行搅拌后由第一浆液泵4打入旋流器5(威海海王旋流器有限公司，FXDS100-GK-II×2旋流器)，经旋流器5旋流后的顶流浆液进入废水处理系统处理，底流浆液流入氧化池7，在氧化池7中通入臭氧及空气的混合气，混合气中臭氧浓度约为40g/m³，气体流量约为100m³/h，浆液停留时间约1.Oh，经氧化后的浆液由第二浆液泵8打入旋振筛9(新乡市华成机械设备有限公司HC-1200-2S采用100目及300目双层筛网)，经过筛后的浆液流入成品浆液罐10。

经处理后，制备的浆液中颗粒物300目过筛率为93％，亚硫酸钙含量为0.1％，酸不溶物含量为1.3％。

Claims (10)

1.一种利用脱硫灰制备湿法脱硫剂的工艺，其特征在于，包括：

(1)将干法\半干法烟气脱硫灰与水混合得脱硫灰浆液；

(2)向所述的脱硫灰浆液中加入表面活性剂，混匀后旋流分离；

(3)取旋流分离后的底流浆液进行氧化，然后筛分得湿法脱硫剂。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(1)中所述的脱硫灰浆液中干法\半干法脱硫灰与水的混合质量比为1∶10-1∶1。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(2)中所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠和月桂酸钠中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(2)中所述的表面活性剂的添加量为0.01-0.1g/L。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(3)中所述的底流浆液采用由臭氧和空气组成的混合气进行氧化。

6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述的混合气中臭氧的含量为10-50g/m³。

7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(3)中所述的底流浆液进行氧化的时间为0.5-3h。

8.一种利用权利要求1-7任一所述的工艺制备的湿法脱硫剂。

9.一种利用脱硫灰制备湿法脱硫剂的系统，包括冲渣槽(2)、化浆池(3)、旋流器(5)、氧化池(7)和旋振筛(9)，其特征在于，所述化浆池(3)位于冲渣槽(2)的出口下方，所述化浆池(3)的出口连通旋流器(5)，所述旋流器(5)底流出口连通氧化池(7)，所述氧化池(7)出口连通旋振筛(9)。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括臭氧发生器(6)和空气通入管路(12)，所述的氧化池(7)内底部设有氧化管网，所述的氧化管网与臭氧发生器(6)及空气通入管路(12)连通。

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