CN109865421A

CN109865421A - 石灰半干法脱硫灰再利用的方法

Info

Publication number: CN109865421A
Application number: CN201910262582.3A
Authority: CN
Inventors: 王睿
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2019-06-11

Abstract

本发明公开了一种石灰半干法脱硫灰再利用的方法，属于三废资源利用技术领域。本发明为解决脱硫灰难以综合利用、堆放易产生二次污染等问题，通过回用石膏脱水后得到的滤液、在工艺流程中增加脱硫灰浆液过滤装置、控制各脱硫浆液的密度、pH值等，实现了以脱硫灰全部代替石灰/石灰石原料，在脱硫塔内二级喷淋层和一级喷淋层循环喷淋脱硫，达到脱除烟气中二氧化硫的目的；本发明方法减少了石灰/石灰石资源的消耗和烟气脱硫副产物产生量，降低烟气脱硫成本，避免了堆存填埋造成的二次污染，并有助于提高脱硫产物的资源化水平，具有非常明显的经济效益和社会效益。

Description

石灰半干法脱硫灰再利用的方法

技术领域

本发明属于钢三废资源利用技术领域，具体涉及一种石灰半干法脱硫灰再利用的方法。

背景技术

石灰半干法脱硫灰是指以生石灰(CaO)为脱硫剂，利用烟气显热蒸发脱硫剂中的水分或喷入脱硫塔的雾化水，烟气温度瞬间降低且相对湿度大大增加，脱硫剂与烟气中的二氧化硫发生化学反应，然后经布袋除尘器气固分离得到的干态脱硫副产物。石灰半干法脱硫灰中含有大量的亚硫酸钙，具有水化反应慢，不能很快凝结硬化，造成水泥或建材生产缓凝；另外具有稳定性差，遇水或自然条件下会慢慢氧化，从而体积膨胀，破坏混凝土或建筑材料强度；遇高温或酸性条件下，SO₂会重新释放，造成二次污染。因此石灰半干法脱硫灰不能直接填加到混凝土中或用于生产水泥、砌块、板材等建筑材料，其它领域更无法利用。

由于石灰半干法脱硫灰性质不稳定且呈碱性，自然堆放不仅占用大量土地、造成地下水污染，而且由于其密度较小、质量轻，一经风吹会产生扬尘污染，同时由于其中含有大量的亚硫酸钙，利用不当会造成二氧化硫二次污染，因此急需开发出一种能够高效利用石灰半干法脱硫灰的技术。

石灰半干法脱硫灰中含有的CaO、Ca(OH)₂、CaCO₃等可与烟气中二氧化硫反应，有一定利用价值，国内外科研机构对石灰半干法脱硫灰的利用进行了大量研究，已有将石灰半干法脱硫灰部分添加到石灰/石灰石-石膏法脱硫工艺的研究及应用，但未实现全部代替石灰/石灰石原料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有石灰半干法脱硫灰堆放易产生二次污染、利用难度大、在石灰/石灰石-石膏法脱硫工艺中无法利用脱硫灰全部代替石灰/石灰石原料的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供了一种石灰半干法脱硫灰再利用的方法，该方法包括以下步骤：

A、将脱硫灰与滤液配制成浆液，过滤，得脱硫原浆；

B、脱硫塔采用单塔双循环结构，脱硫原浆输送至塔外浆液罐后，输送至脱硫塔二级喷淋层喷淋含硫烟气，然后返回塔外浆液罐与后续脱硫原浆混合，得混合浆液，混合浆液循环输送至脱硫塔二级喷淋层喷淋含硫烟气，然后返回塔外浆液罐与后续脱硫原浆混合；

C、当塔外浆液罐中的混合浆液pH值降低到6.0～6.4时，排出占总浆液体积1/5～1/2的浆液，输送至脱硫塔底部，然后循环输送至脱硫塔一级喷淋层喷淋含硫烟气；

D、当脱硫塔底部浆液pH值降低到5.0～5.5时，排出占总浆液体积1/5～1/2的浆液到石膏脱水系统进行脱水，得石膏和滤液，滤液用于配制脱硫原浆。

其中，上述所述的石灰半干法脱硫灰再利用的方法中，步骤A中，脱硫灰与滤液的用量以控制浆液密度为1.2～1.3×10³kg/m³为准。

其中，上述所述的石灰半干法脱硫灰再利用的方法中，步骤A中，所述过滤为过滤除掉浆液中粒度大于45μm的颗粒。

其中，上述所述的石灰半干法脱硫灰再利用的方法中，向塔外浆液罐及脱硫塔下部持续通入氧化空气。

本发明的有益效果是：

本发明将石灰半干法脱硫工艺产生的脱硫灰全部代替石灰/石灰石-石膏湿法脱硫工艺原来采用的石灰/石灰石原料，并通过回用石膏脱水后得到的滤液、在工艺流程中增加脱硫灰浆液过滤装置、控制各脱硫浆液的密度、pH值等，达到脱除烟气中二氧化硫的目的；本发明方法减少了石灰/石灰石资源的消耗和烟气脱硫副产物产生量，降低烟气脱硫成本10～15％，避免了堆存填埋造成的二次污染，并有助于提高脱硫产物的资源化水平，具有非常明显的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明脱硫工艺流程示意图。

具体实施方式

具体的，石灰半干法脱硫灰再利用的方法，该方法包括以下步骤：

A、将脱硫灰与滤液配制成浆液，过滤，得脱硫原浆；

本发明方法全部采用滤液与脱硫灰混合，因为滤液为弱酸性，可适当降低浆液pH，从而防止系统结垢堵塞；本发明通过控制脱硫灰与滤液的加入量，将浆液密度控制到1.2～1.3×10³kg/m³，此时浆液pH约为12～13。

为避免浆液中大颗粒物质堵塞管道、沉积在设备底部、磨损系统设备、影响脱硫效率，滤液与脱硫灰混合后，过滤除掉浆液中粒度大于45μm的颗粒。

本发明方法中，塔外浆液罐中浆液输送到二级喷淋层是循环连续进行的；步骤B中，二级喷淋层循环初始阶段，将脱硫原浆连续不断的输送至塔外浆液罐后，输送至脱硫塔二级喷淋层喷淋含硫烟气，然后返回塔外浆液罐与后续脱硫原浆混合，得混合浆液，混合浆液循环输送至脱硫塔二级喷淋层喷淋含硫烟气，然后返回塔外浆液罐与后续脱硫原浆混合。含硫烟气从脱硫塔下部进入，从塔上部排出，烟气上升过程中，输送到脱硫塔二级喷淋层的混合浆液吸收烟气中二氧化硫，浆液pH值会下降，随着循环喷淋进行，该浆液返回塔外浆液罐后会使混合浆液pH值逐渐下降，混合浆液中亚硫酸钙、硫酸钙逐渐增加，CaO、Ca(OH)₂、CaCO₃等逐渐减少，脱硫效果下降。因此当塔外浆液罐中的混合浆液pH值降低到6.0～6.4时，排出占总浆液体积1/5～1/2的浆液，输送至脱硫塔底部，因新鲜脱硫原浆进入塔外浆液罐和循环浆液吸收烟气中二氧化硫的连续进行，始终将混合浆液pH维持在6.0～6.8，稳定脱硫。

步骤C和D中，脱硫塔底部浆液输送至一级喷淋层也是循环连续的，虽然脱硫塔底部浆液的脱硫能力较塔外浆液罐有所下降，但可以最大限度利用脱硫灰中的有效成份进行初级脱硫，本发明将脱硫塔底部浆液输送至脱硫塔一级喷淋层循环喷淋含硫烟气；因用于一级喷淋的浆液吸收二氧化硫后pH值会降低，当脱硫塔底部浆液pH值降低到5.0～5.5时，排出占总浆液体积1/5～1/2的浆液到石膏脱水系统进行脱水，并从塔外浆液罐补充部分浆液可保持塔底浆液脱硫能力，脱水后得石膏和滤液，滤液用于配制脱硫原浆。

由上述内容可知，本发明能够以脱硫灰完全代替常规脱硫物(如石灰、石灰石等)进行烟气脱硫，通过控制浆液密度、pH等，实现了脱硫塔内二级喷淋层和一级喷淋层的连续循环脱硫，保证了脱硫效率和脱硫效果，并避免了固体颗粒在脱硫系统中沉积，生成成份稳定的脱硫石膏且可用于建材等行业。

烟气脱硫时，都需要通入氧化气体，以增大系统氧化能力，保证脱硫灰带入的和系统生成的亚硫酸钙都得到有效氧化，因此本发明方法中，向塔外浆液罐及脱硫塔下部持续通入氧化空气。

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

将半干法脱硫灰加入滤液罐与滤液配制成密度1.25×10³kg/m³的浆液，浆液pH值为12.3，用泵将浆液输送到除砂机过滤掉大于45μm的颗粒后进入脱硫浆液罐，采用变频泵将脱硫原浆输送到塔外浆液罐，与脱硫塔二级喷淋层循环浆液混合，然后用浆液泵将塔外浆液罐中混合后的浆液送到脱硫塔二级喷淋层循环喷淋烟气并吸收烟气中的二氧化硫，吸收二氧化硫后的浆液经托盘收集后返回塔外浆液罐，当塔外浆液罐中的浆液pH值降低到约6.0时，排出1/4(占罐中总浆液体积的比例)的浆液到脱硫塔底部，用循环浆液泵将脱硫塔底部浆液送到脱硫塔一级喷淋层循环喷淋烟气并吸收烟气中的二氧化硫，当塔底浆液pH值降低到5.0时，排出1/4的浆液到石膏脱水系统进行脱水，得石膏和滤液，滤液送入滤液罐用于配制脱硫原浆。

本实施例中半干法脱硫灰的pH值为13，主要成分含量(wt％)为：亚硫酸钙含量26％、硫酸钙含量13％、碳酸钙含量25％、氢氧化钙含量33％、氯化钙含量1.5％、氟化钙含量0.8％和含水量0.2％。

本实施例中进入脱硫塔下部的未处理原烟气中SO₂浓度为4850mg/Nm³，从脱硫塔顶部外排烟气SO₂浓度为120mg/Nm³，处理1吨SO₂消耗脱硫灰2.5吨，脱硫率达97.52％。

本实施例中石膏浆液脱水后的石膏主要成分为：亚硫酸钙含量0.35％、硫酸钙含量84.50％、含水量15.1％。

实施例2

将半干法脱硫灰加入滤液罐与滤液配制成密度1.28×10³kg/m³的浆液，浆液pH值为12.5，用泵将浆液输送到除砂机过滤掉大于45μm的颗粒后进入脱硫浆液罐，采用变频泵将脱硫原浆输送到塔外浆液罐，与脱硫塔二级喷淋层循环浆液混合，然后用浆液泵将塔外浆液罐中的浆液送到脱硫塔二级喷淋层循环喷淋烟气并吸收烟气中的二氧化硫，吸收二氧化硫后的浆液经托盘收集后返回塔外浆液罐，当塔外浆液罐中的浆液pH值降低到6.1时，排出1/3的浆液到脱硫塔底部；用循环浆液泵将脱硫塔底部浆液送到脱硫塔一级喷淋层循环喷淋烟气并吸收烟气中的二氧化硫，当塔底浆液pH值降低到5.1时，排出1/3的浆液去石膏脱水系统进行脱水，得石膏和滤液，滤液送入滤液罐用于配制脱硫原浆。

本实施例中半干法脱硫灰的pH值为13.2，主要成分含量(wt％)为：亚硫酸钙含量23％、硫酸钙含量15％、碳酸钙含量24％、氢氧化钙含量35％、氯化钙含量1.5％、氟化钙含量0.8％、含水量0.4％。

本实施例中进入脱硫塔下部的未处理原烟气中SO₂含量为5380mg/Nm³，从脱硫塔顶部外排烟气SO₂浓度为126mg/Nm³，处理1吨SO₂消耗脱硫灰2.9吨，脱硫率达97.66％。

本实施例中石膏浆液脱水后的石膏主要成分为：亚硫酸钙含量0.42％、硫酸钙含量83.21％、含水量16.3％。

Claims

1.石灰半干法脱硫灰再利用的方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、将脱硫灰与滤液配制成浆液，过滤，得脱硫原浆；

C、当塔外浆液罐中的混合浆液pH值降低到6.0～6.4时，排出占罐中总浆液体积1/5～1/2的浆液，输送至脱硫塔底部，然后循环输送至脱硫塔一级喷淋层喷淋含硫烟气；

D、当脱硫塔底部浆液pH值降低到5.0～5.5时，排出占罐中总浆液体积1/5～1/2的浆液到石膏脱水系统进行脱水，得石膏和滤液，滤液用于配制脱硫原浆。

2.根据权利要求1所述的石灰半干法脱硫灰再利用的方法，其特征在于：步骤A中，脱硫灰与滤液的用量以控制浆液密度为1.2～1.3×10³kg/m³为准。

3.根据权利要求1所述的石灰半干法脱硫灰再利用的方法，其特征在于：步骤A中，所述过滤为过滤除掉浆液中粒度大于45μm的颗粒。

4.根据权利要求1～3任一项所述的石灰半干法脱硫灰再利用的方法，其特征在于：向塔外浆液罐及脱硫塔下部持续通入氧化空气。