CN106215678B - 一种水泥窑半干法脱硫系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了本发明提供了一种水泥窑半干法脱硫系统,包括竖向依次排列并通过管道连接在一起的一号水泥窑旋风简和二号水泥窑旋风筒,所述二号水泥窑旋风筒的底部设置有下料管，所述下料管下部通过管道依次连接有生料仓,石灰浆液湿式消化池，石灰浆液储,消石灰水雾化喷射系统,所述消石灰水雾化喷射系统的末端通过管道连接设置于一号水泥窑旋风筒上部的预热器。本发明所述的一种新型水泥窑半干法脱硫系统，能够实现70%以上的脱硫效率，本法属于半干法脱硫技术，而且结合了干反应剂喷注法及喷雾干燥脱硫技术的优点，并克服了其缺点,不会造成其他污染。同时,反应剂来源于热生料,降低了传统脱硫工艺的投资成本及运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种脱硫系统，尤其是一种成本低、效率高的水泥窑半干法脱硫系统。
背景技术
近些年来，随着国家对工业污染物排放要求的越来越严格，国内重点工业企业的大气污染物包括SO2、NOx等的排放均纳入了重点监测内容，排放监控进入常态化。在这个背景下，钢铁、电力等传统工业经过几十年的发展，均配套研发出了成熟的烟气脱硫技术。
相对于这些企业，水泥工业特别是干法水泥生产线的脱硫技术则发展较为缓 慢，一方面是由于水泥窑炉呈天然的碱性，内部就成为了一个天然的脱硫装置，能够抑制大 部分的燃料硫排放，同时当生料磨开启时基本可以达到硫零排放，从而大部分的干法窑不 需要脱硫装置，另一方面则是关于水泥窑炉的硫排放国家控制的相对不太严格。然而自2014年3月1日起实施的国家规范GB4915-2014《水泥工业大气污染物排放标准》对水泥窑的 SO2控制有了更高的要求，现有企业SO2排放不超过200mg/Nm³,重点地区不超过100mg/Nm³。而且当烧制水泥生料内的硫含量较高时，窑尾烟囱SO2排放则会出现超标的情况，最高可达800mg/Nm³以上，即便是开启生料磨也很难使窑尾烟囱SO2排放达标；因此开发能够降低干法 水泥窑的脱硫技术对于水泥工业环保有着重要意义。
常见主流的脱硫技术主要为湿法脱硫，主要应用于钢铁、电力等行业，技术较为成熟，但湿法技术包括石灰石-石膏法以及氨法普遍存在一次投资成本较高，系统复杂，运行费用较高的缺点，比较难以应用于水泥生产线上，以一条孰料产量为5000t/d的水泥生产线为例，建设配套的石灰石-石膏湿法脱硫系统投资额在1000万以上。目前水泥行业产能过剩，利润下降，湿法脱硫的投资成本对于水泥厂而言有些难以承受。
目前应用于水泥行业的脱硫技术包括干反应剂喷注法、喷雾干燥脱硫法、热生料喷注法等，这些技术均存在一定的局限。
1.1干反应剂喷注法
该法是将熟石灰喷入预热器系统的适当位置进行脱硫的技术，RMCPacific公司将干的熟石灰喂入上面两级旋风筒之间的连接管道和出顶级预热器后的废气管道，脱硫效率能到55%～65%之间，将熟石灰喷入生料磨时能够达到80%的脱硫效率，但生料磨停磨时则不能保证效率。由于该技术属于干法脱硫技术，干的熟石灰与烟气混合效果较差，脱硫效率较低，而且为了保证脱硫效率反应剂的消耗量较大，运行成本较高，而且该技术中干熟石灰需外购，产生了较高的运行成本。
1.2热生料喷注法
该法是将已分解的含有CaO较多的料重新喂入预热器合适的位置，Fuller 公司从分解炉出口引出一部分废气进入旋风除尘器，然后将收集下的粉尘喂入上面两级旋风筒之间的管道，热生料中包含大量的活性Ca0,在钙硫比为5～6的情况下，能够达到25%～30%的脱硫效率。该法同样存在热生料投入量较高，脱硫效率低、建设成本高的问题。
1.3喷雾干燥脱硫
该法是将石灰消化后喷入吸收塔，也有公司采用增湿塔替代，脱硫效率能够达到50%～90%,海螺某水泥厂采用该技术，将石灰消化液喷入增湿塔，在浆液浓度为20%左右以及喷浆量为15m³/h时，SO2浓度由450mg/Nm³下降至150mg/Nm³,效率达到60%。相比较前面几种脱硫工艺该法效率较高，但是仍然不能满足高SO2排放浓度时对脱硫效率的要求，而且该法中的石灰来自于分解炉，整套系统较为复杂。另外也有公司将氨水喷入增湿塔，但是效率比较低，而且对系统存在一定的腐蚀，而且氨逃逸较高。
以上的几种技术脱硫效率均较低，在应对高浓度SO2排放值时效果不佳，排放值达到或超过800mg/Nm³之后将难以达标排放，同时也有着较高的运行成本，因此我们需要开发高效低耗的水泥窑脱硫技术。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种成本低、效率高的水泥窑半干法脱硫系统。
实现本发明目的的一种成本低、脱硫效果好的水泥窑半干法脱硫系统，包括竖向依次排列并通过管道连接在一起的一号水泥窑旋风筒和二号水泥窑旋风筒，所述二号水泥窑旋风筒的底部设置有下料管，所述下料管下部通过管道依次连接有生料仓，石灰浆液湿式消化池，石灰浆液储罐，消石灰水雾化喷射系统，所述消石灰水雾化喷射系统的末端通过管道连接设置于一号水泥窑旋风筒上部的预热器。
所述下料管与生料仓之间的管道上设置有气泵。
所述生料仓的上部设置有收尘器，所述生料仓的底部一侧连接有压缩空气注入管，所述生料仓与石灰浆液湿式消化池之间的管道上设置有螺旋电动给料器。
所述石灰浆液湿式消化池的底部连接有一号排水池，所述石灰浆液湿式消化池与石灰浆液储罐之间的管道上设置有一号冲洗装置。
所述石灰浆液储罐的底部连接有二号排水池，所述石灰浆液储罐与消石灰水雾化喷射系统之间的管道上设置有二号冲洗装置、流量计和压力变送器。
所述石灰浆液湿式消化池的顶部还设置有自来水注入水管，所述自来水注入水管上依次设置有电动阀门和水量流量计。
本专利所述的一种水泥窑半干法脱硫系统，先通过气泵将二号水泥窑旋风筒中的热生料经下料管输送至生料仓，然后通过压缩空气注入管向生料仓内注入压缩空气，将热生料中的粉尘吹起来使其漂浮，然后通过生料仓顶部的收尘器将粉尘吸走，除尘后的生料仓内的热生料经螺旋电动给料器送入石灰浆液湿式消化池，经自来水注入水管向石灰浆液湿式消化池内注水，并进行消化作业，废水排入底部的一号排水池。消化后的热生料经一号冲洗装置冲洗后送入石灰浆液储罐，反应后形成10%～25%浓度的消石灰水，石灰浆液储罐底部沉淀的废水排入二号排水池，消石灰水经过二号冲洗装置冲洗后送入消石灰水雾化喷射系统，并最终由消石灰水雾化喷射系统将消石灰水喷入一号水泥窑旋风筒上部的预热器中，喷射温度区间为350℃~800℃。脱硫产物最终由预热器进入一号水泥窑旋风筒内。
本专利所述的一种水泥窑半干法脱硫系统，能够实现70%以上的脱硫效率，本法属于半干法脱硫技术，而且结合了干反应剂喷注法及喷雾干燥脱硫技术的优点，并克服了其缺点，不会造成其他污染。同时，反应剂来源于热生料，降低了传统脱硫工艺的投资成本及运行成本。
附图说明
图1为本发明的一种水泥窑半干法脱硫系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种水泥窑半干法脱硫系统，包括竖向依次排列并通过管道连接在一起的一号水泥窑旋风筒22和二号水泥窑旋风筒1,所述二号水泥窑旋风筒1的底部设置有下料管2,所述下料管2下部通过管道9依次连接有生料仓4,石灰浆液湿式消化池5,石灰浆液储罐6,消石灰水雾化喷射系统7,所述消石灰水雾化喷射系统7的末端通过管道9连接设置于一号水泥窑旋风筒22上部的预热器21。
所述下料管2与生料仓4之间的管道9上设置有气泵3。
所述生料仓4的上部设置有收尘器8,所述生料仓4的底部一侧连接有压缩空气注入管10,所述生料仓4与石灰浆液湿式消化池5之间的管道9上设置有螺旋电动给料器11。
所述石灰浆液湿式消化池5的底部连接有一号排水池15,所述石灰浆液湿式消化池5与石灰浆液储罐6之间的管道9上设置有一号冲洗装置16。
所述石灰浆液储罐6的底部连接有二号排水池17,所述石灰浆液储罐6与消石灰水雾化喷射系统7之间的管道9上设置有二号冲洗装置18、流量计19和压力变送器20。
所述石灰浆液湿式消化池5的顶部还设置有自来水注入水管12,所述自来水注入水管12上依次设置有电动阀门13和水量流量计14。
本专利所述的一种水泥窑半干法脱硫系统，先通过气泵3将二号水泥窑旋风筒1中的热生料经下料管2输送至生料仓4,然后通过压缩空气注入管10向生料仓4内注入压缩空气，将热生料中的粉尘吹起来使其漂浮，然后通过生料仓4顶部的收尘器8将粉尘吸走，除尘后的生料仓4内的热生料经螺旋电动给料器11送入石灰浆液湿式消化池5,经自来水注入水管12向石灰浆液湿式消化池5内注水，并进行消化作业，废水排入底部的一号排水池15。消化后的热生料经一号冲洗装置16冲洗后送入石灰浆液储罐6,反应后形成10%～25%浓度的消石灰水，石灰浆液储罐6底部沉淀的废水排入二号排水池17,消石灰水经过二号冲洗装置18冲洗后送入消石灰水雾化喷射系统7,并最终由消石灰水雾化喷射系统7将消石灰水喷入一号水泥窑旋风筒22上部的预热器21中，喷射温度区间为350℃~800℃。脱硫产物最终由预热器21进入一号水泥窑旋风筒22内。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种水泥窑半干法脱硫系统，包括竖向依次排列并通过管道连接在一起的一号水泥窑旋风筒和二号水泥窑旋风筒，其特征在于，所述二号水泥窑旋风筒的底部设置有下料管，所述下料管下部通过管道依次连接有生料仓，石灰浆液湿式消化池，石灰浆液储罐，消石灰水雾化喷射系统，所述消石灰水雾化喷射系统的末端通过管道连接设置于一号水泥窑旋风筒上部的预热器，预热器的喷射温度区间为350℃~800℃，生成的脱硫产物最终由预热器（21）进入一号水泥窑旋风筒内；其中，所述石灰浆液湿式消化池设置有自来水注入水管，所述自来水注入水管上依次设置有电动阀门和水量流量计；所述石灰浆液湿式消化池的底部连接有一号排水池，所述石灰浆液湿式消化池与石灰浆液储罐之间的管道上设置有一号冲洗装置。
2.根据权利要求1所述的一种水泥窑半干法脱硫系统，其特征在于，所述下料管与生料仓之间的管道上设置有气泵。
3.根据权利要求1所述的一种水泥窑半干法脱硫系统，其特征在于，所述生料仓的上部设置有收尘器，所述生料仓的底部一侧连接有压缩空气注入管，所述生料仓与石灰浆液湿式消化池之间的管道上设置有螺旋电动给料器。
4.根据权利要求1所述的一种水泥窑半干法脱硫系统，其特征在于，所述石灰浆液储罐的底部连接有二号排水池，所述石灰浆液储罐与消石灰水雾化喷射系统之间的管道上设置有二号冲洗装置、流量计和压力变送器。
5.根据权利要求1所述的一种水泥窑半干法脱硫系统，其特征在于，所述消石灰水雾化喷射系统将消石灰水喷入水泥窑上部的预热器中，喷射温度区间为350℃~800℃。
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