CN103418598A - 一种新型脱硫灰无氧热分解回收系统及其方法 - Google Patents

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张良斌
姚在平
张雨虎
卢晓聪
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Abstract

本发明涉及到钢铁行业二次污染综合治理领域，具体涉及到一种新型脱硫灰无氧热分解回收系统，包括：引风机、高温反应室、固体冷却室、气体冷却室及氨法脱硫塔，所述高温反应室通过管道与引风机出口连接，下部连接固体冷却室，上部连接气体冷却室，所述气体冷却室通过管道接入氨法脱硫塔的底部。同时，本发明还提供一种新型脱硫灰无氧热分解回收方法。本发明将烧结、焦化两种副产物实现资源互补，更大限度的达到节能减排、提高经济效益的目的。

Description

一种新型脱硫灰无氧热分解回收系统及其方法
技术领域
本发明涉及到钢铁行业二次污染综合治理领域，具体涉及到一种新型脱硫灰无氧热分解回收系统及其方法。
背景技术
钙基半干法烟气脱硫技术的脱硫灰主要有脱硫塔底脱硫灰（块状）、布袋除尘脱硫灰（粉状）两种产品，经化验，该种烧结脱硫灰的主要化学成分为CaSO3·0.5H2O、Ca(OH)2、CaCO3、及烧结烟气粉尘等。大量性质不稳定的亚硫酸钙制约了脱硫灰的处置和综合利用。当下对于脱硫灰回收利用的研究主要集中在亚硫酸钙的氧化和稳定性方面，针对脱硫灰中亚硫酸钙直接利用的研究却很少，脱硫灰亚硫酸钙直接利用技术主要是利用脱硫灰中亚硫酸钙、氢氧化钙和碳酸钙在不同温度下分别进行热分解制取氧化钙，实现脱硫灰的回收利用，生产过程中产生大量的废氨水，可以用来作为氨法脱硫技术的脱硫剂，此套技术已经成熟并且产业化。但是，在有氧条件下，亚硫酸钙在分解之前就已经被氧化成硫酸钙并伴有体积增大的现象，而硫酸钙的分解温度比亚硫酸钙要高很多，而且，脱硫灰热分解后的产物氧化钙和二氧化硫在降温冷却过程中会发生逆反应生成亚硫酸钙，污染环境，降低工作效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术的缺点，提供一种为脱硫灰热分解提供热源，保证该热源在加热过程中满足无氧条件，实现产物的分步处理和废气中二氧化硫脱除的新型脱硫灰无氧热分解回收系统。
同时，本发明还提供一种新型脱硫灰无氧热分解回收方法。
本发明公开了一种新型脱硫灰无氧热分解回收系统，包括：引风机、高温反应室、固体冷却室、气体冷却室及氨法脱硫塔，所述高温反应室的入口通过管道与引风机出口连接，所述高温反应室的下部出口连接固体冷却室，其上部出口连接气体冷却室的入口连接，所述气体冷却室的出口通过管道接入氨法脱硫塔的底部。
进一步地，氨法脱硫塔顶端还设有焦化废水进口。
进一步地，高温反应室为密闭无氧容器空间。
进一步地，高温反应室为上部还设有脱硫灰进口。
本发明提供的另一技术方案为：一种新型脱硫灰无氧热分解回收方法，按如下步骤进行：
（1）干熄炉排出的温度约为880～960℃的热循环气体在经一次除尘器除尘后用引风机2将氮气引出至高温反应室3；
（2）脱硫灰与高温氮气在高温反应室3内进行充分换热后，将脱硫灰分别加热至400℃以上完成氢氧化钙的热分解，然后加热至600℃以上完成碳酸钙的热分解，然后加热至699℃以上完成亚硫酸钙的热分解；
（3）热分解充分后，将混合废气抽出至气体冷却室5，并冷却至90℃以下后进入氨法脱硫塔6，对废气进行脱硫，氨法脱硫塔6中所用氨水为焦化废水进口7进入的焦化废水；
（4）混合气体抽完后，在高温反应室3内通入二次高温氮气，直到室内压力恢复正压时将氧化钙排出，固体部分排入固体冷却室4。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种新型脱硫灰无氧热分解回收系统，为脱硫灰热分解提供热源，保证该热源在加热过程中满足无氧条件，实现产物的分步处理和废气中二氧化硫脱除，将烧结、焦化两种副产物实现资源互补，更大限度的达到节能减排、保护环境、提高经济效益的目的。
附图说明
图1为本发明提供的一种新型脱硫灰无氧热分解回收系统的结构示意图；
图2为本发明提供的一种新型脱硫灰无氧热分解回收方法的流程图。
图中，1、引风机；2、脱硫灰进口；3、高温反应室；4、固体冷却室；5、气体冷却室；6、氨法脱硫塔；7、焦化废水进口
具体实施方式：
下面通过具体实施对本发明脱硫灰热分解工艺作进一步详细描述。
一种新型脱硫灰无氧热分解回收系统，其结构示意图如图1所示，包括：引风机1、高温反应室3、固体冷却室4、气体冷却室5及氨法脱硫塔6，所述高温反应室3通过管道与引风机1出口连接，下部连接固体冷却室4，上部连接气体冷却室5，所述气体冷却室5通过管道接入氨法脱硫塔6的底部，氨法脱硫塔6上端还设有焦化废水进口7，高温反应室3上部还设有脱硫灰进口2。
上述新型脱硫灰无氧热分解回收系统的工作方法流程图如图2所示，具体步骤为：
1）干熄炉排出的热循环气体的温度约为880～960℃，在经一次除尘器除尘后用引风机2将氮气引出，用于作为脱硫灰热分解的热源，脱硫灰与高温氮气在高温反应室3进行充分换热后，将脱硫灰分别加热至400℃、600℃和699℃以上，依次完成氢氧化钙、碳酸钙和亚硫酸钙的热分解。
2）废气处理：分解充分后，将混合废气抽出至气体冷却室5并经冷却至90℃以下后进入氨法脱硫塔6，对废气进行脱硫，所用氨水为焦化废水进口7进入的焦化废水，脱硫副产物为硫酸铵，是一种重要的化肥原料。
3）氧化钙回收：混合气体抽完后，在高温反应室3内通入二次高温氮气，直到室内压力恢复正压时将氧化钙排出，固体部分排入固体冷却室4。最后，对排出的氧化钙粉末进行冷却回收再利用。
整套专利技术的工艺流程图和主要化学反应过程如表1所示：
表1：
温度（℃） 特征反应
低于210 外在水和部分结晶水析出
400 Ca(OH)2=CaO+H2O
450～500 CaSO3+1/2O2=CaSO4，氧气气氛
610 CaCO3=CaO+CO2
699 CaSO3=CaO+SO2
950 CaCO3煅烧的CaO与SO2反应活度降低
低于699 CaO+SO2=CaSO3
低于400 CaO+H2O=Ca(OH)2
低于90 SO2+2NH3+H2O=（NH4）2SO3
2（NH4）2SO3+O2=2（NH4）2SO4
本发明技术以废治废，变废为宝；工艺所用能源如高温氮气、脱硫氨水等均为焦化副产物，回收所得的氧化钙、硫酸铵又具有巨大利用价值，生产成本低廉，经济效益明显；整个过程没有二次污染产生，在倡导绿色钢铁的今天具有重大意义。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种新型脱硫灰无氧热分解回收系统，其特征在于，包括：引风机（1）、高温反应室（3）、固体冷却室（4）、气体冷却室（5）及氨法脱硫塔（6），所述高温反应室（3）的入口通过管道与引风机（1）出口连接，所述高温反应室（3）的下部出口连接固体冷却室（4），其上部出口连接气体冷却室（5）的入口连接，所述气体冷却室（5）的出口通过管道接入氨法脱硫塔（6）的底部。
2.根据权利要求1所述的一种新型脱硫灰无氧热分解回收系统，其特征在于，氨法脱硫塔（6）顶端还设有焦化废水进口(7)。
3.根据权利要求1所述的一种新型脱硫灰无氧热分解回收系统，其特征在于，高温反应室(3)为密闭无氧容器空间。
4.根据权利要求1所述的一种新型脱硫灰无氧热分解回收系统，其特征在于，高温反应室(3)为上部还设有脱硫灰进口(2)。
5.一种新型脱硫灰无氧热分解回收方法，其特征在于，按如下步骤进行：
（1）干熄炉排出的温度约为880～960℃的热循环气体在经一次除尘器除尘后用引风机2将氮气引出至高温反应室3；
（2）脱硫灰与高温氮气在高温反应室3内进行充分换热后，将脱硫灰分别加热至400℃以上完成氢氧化钙的热分解，然后加热至600℃以上完成碳酸钙的热分解，然后加热至699℃以上完成亚硫酸钙的热分解；
（3）热分解充分后，将混合废气抽出至气体冷却室5，并冷却至90℃以下后进入氨法脱硫塔6，对废气进行脱硫，氨法脱硫塔6中所用氨水为焦化废水进口7进入的焦化废水；
（4）混合气体抽完后，在高温反应室3内通入二次高温氮气，直到室内压力恢复正压时将氧化钙排出，固体部分排入固体冷却室4。
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