CN105032227B - 一种脱硫灰渣‑电石渣混合制浆的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脱硫灰渣‑电石渣混合制浆的装置和方法，装置包括脱硫灰渣加料组件、电石渣加料组件和化浆组件；脱硫灰渣加料组件包括顺次连接的粉仓、星形给料机和螺旋称重给料机；电石渣加料组件包括顺次连接的料斗、皮带称重给料机、皮带输送器、打散机和冲渣池；化浆组件包括与螺旋称重给料机连接的第一化浆池、与冲渣池连接的第二化浆池、与第二化浆池连接的第三化浆池、设置在连接第二化浆池与第三化浆池的管路上的旋振筛、以及分别与第一化浆池和第三化浆池相连的浆液混合池。本发明针对脱硫灰渣与电石渣的特点，设计适用于各种烟气情况的混合脱硫吸收剂制备装置及工艺，解决了脱硫灰渣和电石渣同时以废治废的问题。
Description
技术领域
本发明涉及烟气脱硫技术领域，具体涉及一种脱硫灰渣-电石渣混合制浆的装置和方法。
背景技术
脱硫灰渣是由脱硫反应产物、未反应的脱硫吸收剂和烟道飞灰组成的固体干粉状混合物，粒度较细，含水率较低。脱硫灰渣含有亚硫酸钙、硫酸钙、氢氧化钙、氧化钙等，硫化物以亚硫酸钙为主，未完全反应的钙元素一般以氢氧化钙和氧化钙的形式存在，使灰渣呈碱性，pH值在11以上。电石渣是电石水化后的残渣，粒度非常细，具有较强的保水性。电石渣的主要成分是氢氧化钙及少量的无机和有机杂质，呈碱性，pH值在12以上。脱硫灰渣和电石渣有许多共性，如粒度细，呈碱性，活性组分均是氢氧化钙及氧化钙。完全可以将脱硫灰渣和电石渣混合，制成混合脱硫剂进行湿法烟气脱硫研究。
申请号为201110441588.0的中国发明专利公开了一种利用脱硫灰制备湿法脱硫剂的工艺及系统，在脱硫灰浆液中加入表面活性剂，旋流分离灰分，再对底流浆液进行氧化，除去其中的亚硫酸钙及其他还原性物质，最后进行筛分去除大颗粒。该发明专利的实用性不强，首先脱硫灰渣中钙盐与灰分呈互相包裹状，难以分离，粒度较细，旋流分离效率不高，其次有研究发现，在pH值较高时，浆液中的亚硫酸钙氧化成硫酸钙的效率很低。
申请号为201210310163.0的中国发明专利公开了一种白泥/电石渣制浆装置及工艺，包括超声波清洗机、沉降分离罐及均质器，对白泥/电石渣进行除杂、切割细化处理。申请号为201110442205.1的中国发明专利公开了一种白泥/电石渣预处理工艺及装置，包括浆液灌、均质器、水力旋流器及浆液泵，对脱硫剂进行切割细化处理。
申请号为200910194833.5的中国发明专利公开了一种脱硫灰处理方法，将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。
发明内容
本发明提供一种脱硫灰渣-电石渣混合制浆的装置和方法，针对脱硫灰渣与电石渣的特点，设计适用于各种烟气情况的混合脱硫吸收剂制备装置及工艺，解决了脱硫灰渣和电石渣同时以废治废的问题。
一种脱硫灰渣-电石渣混合制浆的装置，包括脱硫灰渣加料组件、电石渣加料组件和化浆组件；
所述脱硫灰渣加料组件包括顺次连接的粉仓、星形给料机和螺旋称重给料机，所述粉仓的下部设有与流化风机相连的流化风入口、内部设有若干竖向设置的空心管，所述空心管的底端位于靠近流化风入口处、顶端延伸至粉仓的上部且顶端带有帽罩；
所述电石渣加料组件包括顺次连接的料斗、皮带称重给料机、皮带输送器、打散机和冲渣池，所述料斗内设有若干振打片；
所述化浆组件包括与螺旋称重给料机连接的第一化浆池、与冲渣池连接的第二化浆池、与第二化浆池连接的第三化浆池、设置在连接第二化浆池与第三化浆池的管路上的旋振筛、以及分别与第一化浆池和第三化浆池相连的浆液混合池。
优选地，所述粉仓的底部带有锥形斗，流化风入口设置于锥形斗的侧壁上。
优选地，所述空心管由固定架固定在粉仓的内壁上；所述空心管均布有若干小孔，开孔率为2％-10％。
所述空心管的内径较小，在DN15-DN40，空心管的底端伸入到流化风入口处，顶端延伸至粉仓顶部，但不与粉仓顶部相连，顶部出口处配有防止灰渣落入空心管的帽罩。
作为一种最优方案，空心管均布在粉仓内部，数量在6-12根或更多，脱硫灰加料过程中，开启流化风机，底部脱硫灰在流化风的作用下形成流化状态，少量流化风顺着空心管上升，引起空心管振动，并且气流在空心管上升过程中也会从均布在空心管上的小孔排出，冲击周围的脱硫灰板结结构，破坏板结状态，促使脱硫灰顺利下落。
优选地，所述螺旋称重给料机的给料管路的出口呈倒扣漏斗状，且与第一化浆池内液面相距10～50cm。
脱硫灰渣加料组件的各个连接部分要密封，尤其是星形给料机与螺旋称重给料机之间的软连接部位，可选用橡胶软连接。
优选地，所述料斗的侧壁上设有若干电动振打器，所述振打片与该电动振打器对应相连。
进一步优选地，所述振打片包括：与电动振打器相连的水平振片；以及与水平振片相连且与水平振片相垂直的竖直振片。电动振打器在渣斗四面侧壁对称分布，加料时，启动电动振打器，带动水平振片及竖直振片振动，渣料顺利下落。
优选地，所述冲渣池位于第二化浆池上方，冲渣池底部布有格栅和机械刮泥板。进一步优选，格栅的孔径为1-3cm。冲渣池与第二化浆池紧密相连。
本发明还提供一种利用所述脱硫灰渣-电石渣混合制浆装置进行制浆的方法，包括如下步骤：
脱硫灰渣送入粉仓中，在流化风与空心管的共同作用下顺利下落至星形给料机，经星形给料机输送至螺旋称重给料机，由螺旋称重给料机连续并定量的送至第一化浆池中，与工艺水混合配制脱硫灰渣浆液；
电石渣送入料斗中，在振打片作用下顺利落入皮带称重给料机，由皮带称重给料机连读并定量的输送给皮带输送机，由皮带输送机被输送至打散机，将大块的电石渣快分散开，之后落入冲渣池，在冲渣池内冲渣水的搅动、冲击作用下，细小的电石渣浆顺利下落入第二化浆池，第二化浆池内浆液经旋振筛去除电石渣浆液中的不溶性大颗粒杂质后送入第三化浆池，配置成电石渣浆液；
将所得脱硫灰渣浆液和电石渣浆液按比例混合，得混合浆液。
所述脱硫灰渣是干法/半干法脱硫工艺的副产物，主要成分亚硫酸钙的含量不超过30％，氧化钙(氢氧化钙)的含量不低于20％(26％)(占干基百分含量)；所述电石渣是湿法乙炔生产工艺的副产物，主要成分氢氧化钙的含量不低于60％(占干基比重)。
混合浆液中脱硫灰渣和电石渣的含量由如下方法计算得到：
脱硫灰渣用量mh:
按氧化负荷计算脱硫灰的用量：
按脱硫总量计算脱硫灰的用量：
mh＝min(m1,m2)
式中：
mh:脱硫灰的最终用量，t/h；
nSO2,1:脱硫系统中亚硫酸钙的氧化总量，mol/h；
nSO2,2:烟气携带的二氧化硫总量，按吸收效率100％计算；
cCa/s:钙硫比；
mCaSO3，h％、mCa(OH)2,h％:脱硫灰中的亚硫酸钙及氢氧化钙含量；
电石渣的用量计算mz:
式中mCa(OH)2,Z％:电石渣中氢氧化钙的含量。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
脱硫灰渣和电石渣都是工业废弃物，本发明根据脱硫灰渣及电石渣的特性，采用不同的渣料加料方式，制成混合脱硫剂。达到了对脱硫灰渣和电石渣进行充分废物利用的目的。
本发明采用的脱硫灰渣及电石渣有效钙的成分相近，颗粒度都很细，二者混合制得的浆液用于湿法烟气脱硫系统，脱硫系统运行稳定性较高，脱硫效率较高，石膏品质较高。
附图说明
图1是本发明装置结构示意图；
图2是粉仓内空心管俯视图；
图3是空心管顶端帽罩结构示意图；
图4是电石渣的料斗振打器结构示意图；
图5冲渣池内机械刮泥板示意图。
图中所示附图标记如下：
1-料斗 2-皮带称重给料机 3-皮带输送机
4-打散机 5-冲渣池 6-第一化浆池
7-第二化浆池 8-旋振筛 9-螺旋称重给料机
10-星形给料机 11-脱硫灰渣粉仓 12-浆液混合池
13-第三化浆池 14-流化风机
1101-帽罩 1102-空心管 1103-固定架
101-电动振打器 102-竖向振片 103-水平振片
501-机械刮泥板 502-格栅
具体实施方式
如图1所示，一种脱硫灰渣-电石渣混合制浆装置，包括脱硫灰渣加料组件、电石渣加料组件和化浆组件。
脱硫灰渣加料组件包括顺次连接的粉仓11、星形给料机10和螺旋称重给料机9，螺旋称重给料机9连接至化浆组件的第一化浆池6，第一化浆池连接至浆液混合池12，粉仓11的底部为倒锥形，倒锥形的侧壁上开设流化风入口，流化风入口连接流化风机14。
脱硫灰渣加料组件的各个连接部分要密封，尤其是星形给料机10与螺旋称重给料机9之间的软连接部位，可选用橡胶软连接。
粉仓内壁布有若干根空心管1102，如图2和图3所示，空心管由固定架固定在粉仓的内壁上，空心管均布有若干小孔，开孔率为2％-10％，空心管均布在粉仓内部，数量在6-12根或更多。
空心管1102的一端深入到流化部位(即流化风入口附近)，另一端延长至粉仓顶部，但不与粉仓11顶部相连，空心管1102通过固定架1103固定在粉仓11的侧壁上，空心管1102顶端安装帽罩1101。粉仓11底部的脱硫灰渣在热的流化风的作用下形成流化状态，顺利下料。部分流化风气流在压力作用下顺着空心管1102向上运动，从顶端排出，从而引起空心管振动，破除上层脱硫灰渣板结。空心管1102的内径较小，在DN15-DN40。
脱硫灰渣进入第一化浆池6的管路出口端呈倒扣漏斗状，倒扣漏斗状结构与液面相距10-50cm。
电石渣加料组件包括顺次连接的料斗1、皮带称重给料机2、皮带输送器3、打散机4和冲渣池5，冲渣池连接至化浆组件的第二化浆池7，第二化浆池连接至第三化浆池13，连接第二化浆池和第三化浆池的管路上设置旋振筛8，第三浆液池连接至浆液混合池12。
化浆组件中的第一化浆池、第二化浆池、第三化浆池和浆液混合池中均设有搅拌器。
料斗侧壁上配有电动振打器101，电动振打器在料头侧壁上均匀布置，如图4所示；振打片(包括水平振片和竖向振片)与电动振打器连接，与电动振打器101相连接的是水平振片103，另有一竖直振片102与此水平振片103呈十字相交，向两端延伸。加料时，启动电动振打器101，带动水平振片103及竖直振片102振动，渣料顺利下落。
冲渣池5布于第二化浆池7上方，与第二化浆池7紧密相连；冲渣池5底部布有格栅502；格栅502的孔径为1-3cm。冲渣池5配有机械刮泥板501，如图5所示。
在第二化浆池7中补充适量的水，经搅拌，电石渣中的大颗粒分散成小颗粒，形成电石渣浆液。
将第二化浆池7的电石渣浆液经旋振筛转移至第三化浆池13，去除电石渣浆液中的不溶性大颗粒杂质，制成符合要求的、均匀的电石渣浆液。
制浆时，将第一化浆池6和第三化浆池13的脱硫灰渣浆液及电石渣浆液通过计量泵，以一定的比例定量的输送至浆液混合池12，搅拌均匀，制成符合要求的混合脱硫浆液，备用。
制浆过程如下：
制浆时，粉仓中的脱硫灰渣在流化风的作用下呈松散流动状态，粉仓内流化区的热气流在压力的作用下顺着空心管上升，穿过管道从顶部帽罩排出，在气流影响下空心管产生振动，使上部脱硫灰渣变得松散。顺利下落的脱硫灰渣经过星形给料机，至螺旋称重给料机，螺旋称重给料机可以连续的、定量的控制给料量。称重过的脱硫灰渣进入第一化浆池。在第一化浆池，脱硫灰渣与工艺水混合，经搅拌配制成符合浓度要求的均匀的脱硫灰渣浆液。
料斗中的电石渣在电动振打器的作用下顺利落入皮带称重给料机，皮带称重给料机也可以实现连读的、定量的控制给料量。称重过的电石渣被输送至皮带输送机，被输送至打散机，将大块的电石渣快分散开，之后落入冲渣池，在冲渣池内刮板机及冲渣水的搅动、冲击作用下，细小的电石渣浆顺利下落入第二化浆池。在第二化浆池，补充适量的水，经搅拌，电石渣中的大颗粒分散成小颗粒，形成电石渣浆液。将第二化浆池的电石渣浆液经旋振筛转移至第三化浆池，去除电石渣浆液中的不溶性大颗粒杂质，制成符合要求的、均匀的电石渣浆液。
将第一化浆池和第三化浆池的脱硫灰渣浆液及电石渣浆液通过计量泵，以一定的比例定量的输送至浆液池，搅拌均匀，制成符合要求的混合脱硫浆液，备用。
控制脱硫灰渣中亚硫酸钙的含量不超过30％，有效钙(以氢氧化钙计)的含量不低于20％(占干基百分含量)；控制中氢氧化钙的含量不低于60％(占干基百分含量)；混合浆液中脱硫灰渣的固体质量百分含量为0～35％。该值视脱硫系统的氧化能力及脱硫负荷而定。
实施例1：
某电厂2×330MW机组烟气脱硫工程，所用脱硫灰渣特性：有效钙(以氢氧化钙计)的质量百分含量为34.43％，亚硫酸钙的质量百分含量为22.37％，灰分质量百分含量为18.68％；所用电石渣的特性：有效钙(以氢氧化钙计)的质量百分含量为72.66％。采用本发明的制浆装置和方法，化浆池I配制的脱硫灰渣浆液和化浆池III配制的电石渣浆液的质量百分含量均为30％，对应密度1.195g/ml。配制混合浆液时，分别通过记录及计算化浆池Ⅰ和化浆池III的计量泵的工作流量、工作时间、各浆液固体百分含量，控制脱硫灰渣及电石渣的用量。当烟气中二氧化硫的浓度为2000mg/Nm3时，烟气流量为135万Nm3/h。在保证脱硫系统稳定运行的前提下，按脱硫灰渣的最大消耗量计算，脱硫灰渣的消耗量为3.29t/h，电石渣的消耗量为2.37t/h。脱硫效率达98％。
Claims (3)
1.一种脱硫灰渣-电石渣混合制浆的方法，其特征在于，所采用的装置包括脱硫灰渣加料组件、电石渣加料组件和化浆组件；
所述脱硫灰渣加料组件包括顺次连接的粉仓、星形给料机和螺旋称重给料机，所述粉仓的下部设有与流化风机相连的流化风入口、内部设有若干竖向设置的空心管，所述空心管的底端位于靠近流化风入口处、顶端延伸至粉仓的上部且顶端带有帽罩；所述粉仓的底部带有锥形斗，流化风入口设置于锥形斗的侧壁上；所述空心管由固定架固定在粉仓的内壁上；所述空心管均布有若干小孔，开孔率为2％-10％；
所述电石渣加料组件包括顺次连接的料斗、皮带称重给料机、皮带输送器、打散机和冲渣池，所述料斗内设有若干振打片；所述料斗的侧壁上设有若干电动振打器，所述振打片与该电动振打器对应相连；所述振打片包括：与电动振打器相连的水平振片；以及与水平振片相连且与水平振片相垂直的竖直振片；
所述化浆组件包括与螺旋称重给料机连接的第一化浆池、与冲渣池连接的第二化浆池、与第二化浆池连接的第三化浆池、设置在连接第二化浆池与第三化浆池的管路上的旋振筛、以及分别与第一化浆池和第三化浆池相连的浆液混合池；
脱硫灰渣送入粉仓中，在流化风与空心管的共同作用下顺利下落至星形给料机，经星形给料机输送至螺旋称重给料机，由螺旋称重给料机连续并定量的送至第一化浆池中，与工艺水混合配制脱硫灰渣浆液；
电石渣送入料斗中，在振打片作用下顺利落入皮带称重给料机，由皮带称重给料机连读并定量的输送给皮带输送机，由皮带输送机被输送至打散机，将大块的电石渣快分散开，之后落入冲渣池，在冲渣池内冲渣水的搅动、冲击作用下，细小的电石渣浆顺利下落入第二化浆池，第二化浆池内浆液经旋振筛去除电石渣浆液中的不溶性大颗粒杂质后送入第三化浆池，配置成电石渣浆液；
将所得脱硫灰渣浆液和电石渣浆液按比例混合，得混合浆液；
混合浆液中脱硫灰渣和电石渣的含量由如下方法计算得到：
脱硫灰渣用量mh:
按氧化负荷计算脱硫灰的用量：
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按脱硫总量计算脱硫灰的用量：
mh＝min(m1,m2)
式中：
mh:脱硫灰的用量，t/h
nSO2,1:脱硫系统中亚硫酸钙的氧化量，mol/h；
nSO2,2:烟气携带的二氧化硫总量，按吸收效率100％计算；
cCa/s:钙硫比；
mCaSO3，h％、mCa(OH)2,h％:脱硫灰中的亚硫酸钙及氢氧化钙含量；
电石渣的用量计算mz:
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式中mCa(OH)2,Z％:电石渣中氢氧化钙的含量。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述螺旋称重给料机的给料管路的出口呈倒扣漏斗状，且与第一化浆池内液面相距10～50cm。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述冲渣池位于第二化浆池上方，冲渣池底部布有格栅和机械刮泥板。
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2015
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