CN110404936A - 一种半干法脱硫灰综合处理方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种半干法脱硫灰综合处理方法，依次包括如下步骤：S1将半干法脱硫灰和还原剂按照质量比80～98∶2～20混合，在100～200℃温度下进行烘干；S2将烘干后的混合原料喷入高温炉中，炉温控制在600～1200℃，氧气体积分数＜2％，0＜一氧化碳体积分数≤20％，进行流态化反应；S3在高温炉中充分反应后，烟气与残渣分离后分别单独处理。本发明的优点在于同时使半干法脱硫灰中的硫、钙、铁元素得到回收利用，制备硫酸、氧化钙和磁铁矿等产品，实现半干法脱硫灰的无害化处理，将半干法脱硫灰变为为宝，不仅有效解决半干法脱硫灰处理的难题，同时能够创造显著的经济效益。

Description

一种半干法脱硫灰综合处理方法
技术领域
本申请涉及半干法脱硫灰，特别涉及半干法脱硫灰综合处理方法。
背景技术
半干法脱硫工艺由于脱硫效率高、工艺流程短、占地面积小、投资省等优点，被广泛应用于我国中小型发电机组和部分钢铁企业烧结厂的烟气脱硫工程。半干法脱硫工艺原料采用生石灰，将其制成浆液，在吸收塔内与含硫烟气充分接触反应，达到脱除烟气中SO2的目的。半干法脱硫工艺最大的缺点是烟气经过脱硫后会产生大量的副产物，被称为半干法脱硫灰，属于冶金固废。半干法脱硫灰的主要成分为：游离氧化钙、亚硫酸钙、碳酸钙、硫酸钙、氢氧化钙以及三氧化铁等物质。由于半干法脱硫灰具有成分很不稳定，呈碱性，易分解，吸水易膨胀等特性，使得半干法脱硫灰的综合利用非常困难，目前半干法脱硫灰的普遍处理方式是堆放和填埋，不仅污染环境、占用土地，还存在非常大的安全隐患。
近些年针对半干法脱硫灰资源利用的研究很多，但实际应用起来，并不成熟，存在很多问题，如将半干法脱硫灰用于烧结配矿，会影响烧结机运行稳定率，恶化烧结矿质量；将半干法脱硫灰用于制备各类砖制品和混凝土，会产生体积膨胀，引起开裂；将半干法脱硫灰用于土壤修复，会引起二次污染等问题，因此，开发半干法脱硫灰的高效、无害、稳定、可行的资源化利用技术具有非常重大的意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种半干法脱硫灰综合处理方法，实现半干法脱硫灰中硫、铁、钙等元素回收利用，从而解决半干法脱硫灰的高效资源化利用难题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开了一种半干法脱硫灰综合处理方法，依次包括如下步骤：
S1将半干法脱硫灰和还原剂按照质量比80～98∶2～20混合，在100～200℃温度下进行烘干；
S2将烘干后的混合原料喷入高温炉中，炉温控制在600～1200℃，氧气体积分数＜2％，0＜一氧化碳体积分数≤20％，进行流态化反应；
S3在高温炉中充分反应后，烟气与残渣分离后分别单独处理。
优选地，在上述半干法脱硫灰综合处理方法中，所述烟气经除尘、净化、催化氧化、吸收后制备硫酸。
优选地，在上述半干法脱硫灰综合处理方法中，所述残渣配入铁矿烧结混合料替代部分含铁原料和熔剂。
优选地，在上述半干法脱硫灰综合处理方法中，所述残渣通过磁选工艺将钙和铁元素分离，分别制备氧化钙和磁铁矿。
优选地，在上述半干法脱硫灰综合处理方法中，所述半干法脱硫灰包括SDA脱硫工艺、CFB脱硫工艺或者其他半干法脱硫工艺的副产物中的一种或者几种混合物。
优选地，在上述半干法脱硫灰综合处理方法中，所述还原剂为焦粉、煤粉、含碳除尘灰或者其他含碳原料中的一种或几种混合物。
优选地，在上述半干法脱硫灰综合处理方法中，所述高温炉为流化床、沸腾炉或者其他能够提供流态化反应条件的高温炉。
优选地，在上述半干法脱硫灰综合处理方法中，所述高温炉充分反应后的所述烟气与残渣温度为400～800℃，冷却降温至100～300℃后分别单独处理，降温过程中产生的余热用于烘干物料、预热煤气、提高鼓风温度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是可同时使半干法脱硫灰中的硫、钙、铁元素得到回收利用，制备硫酸、氧化钙和磁铁矿等产品，实现半干法脱硫灰的无害化处理，将半干法脱硫灰变为为宝，不仅有效解决半干法脱硫灰处理的难题，同时能够创造显著的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明具体实施例中半干法脱硫灰综合处理方法工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例公开了半干法脱硫灰综合处理方法，实现半干法脱硫灰中硫、铁、钙等元素回收利用，从而解决半干法脱硫灰的高效资源化利用难题，
半干法脱硫灰成分包含：Fe元素、Ca元素、S元素等，处理方法依次包括如下步骤：
S1将半干法脱硫灰和还原剂按照质量比80～98∶2～20混合，在100～200℃温度下进行烘干；
S2将烘干后的混合原料喷入高温炉中，炉温控制在600～1200℃，氧气体积分数＜2％，0＜一氧化碳体积分数≤20％，进行流态化反应，在高温炉中发生如下反应：
CaSO3＝＝CaO+SO2↑
CaSO4+CO＝＝CaO+SO2↑+CO2↑
3Fe2O3+CO＝＝2Fe3O4+CO2↑
S3在高温炉中充分反应后，烟气与残渣分离后分别单独处理：
(1)将含SO2的烟气经除尘、净化、催化氧化、吸收后制备硫酸；
(2)残渣主要成分为CaO和Fe3O4：
a残渣配入铁矿烧结混合料替代部分含铁原料和熔剂；
b残渣通过磁选工艺将钙和铁元素分离，分别制备氧化钙和磁铁矿。
高温炉充分反应后的烟气与残渣温度为400～800℃，冷却降温至100～300℃后分别单独处理，降温过程中产生的余热用于烘干物料、预热煤气、提高鼓风温度。
在上述实施例中，半干法脱硫灰包括SDA脱硫工艺、CFB脱硫工艺或者其他半干法脱硫工艺的副产物中的一种或者几种混合物。还原剂为焦粉、煤粉、含碳除尘灰或者其他含碳原料中的一种或几种混合物。高温炉为流化床、沸腾炉或者其他能够提供流态化反应条件的高温炉。
如下我们将采用4组实施例进一步说明：
实施例1
将半干法脱硫灰和焦粉按照质量比95：5的比例充分混合，在100～200℃温度条件下烘干后，喷入高温炉中进行流态化反应，炉温参数控制在900～1100℃，氧含量(体积分数)＜1％，一氧化碳含量(体积分数)控制在0～5％；半干法脱硫灰在高温炉中经过充分反应后，产生富含SO2的烟气和含钙、铁等元素的残渣，烟气经除尘、净化、催化氧化、吸收等工序制备了98％浓度的硫酸；残渣通过磁选工艺将钙和铁元素分离，制得氧化钙和磁铁矿，作为产品出售。
高温炉处理过程中产生的烟气和残渣温度为700℃，冷却降温至200℃后进入下一道工序，降温过程中产生的余热进行回收利用，用于烘干物料、预热煤气、提高热风温度。
实施例2
将半干法脱硫灰和焦粉按照质量比95：5的比例充分混合，在100～200℃温度条件下烘干后，喷入高温炉中进行流态化反应，炉温参数控制在700～900℃，氧含量(体积分数)＜1％，一氧化碳含量(体积分数)控制在5～15％；半干法脱硫灰在高温炉中经过充分反应后，产生富含SO2的烟气和含钙、铁等元素的残渣，烟气经除尘、净化、催化氧化、吸收等工序制备了93％浓度的硫酸；残渣按3％的比例配入铁矿烧结混合料替代部分含铁原料和熔剂。
高温炉处理过程中产生的烟气和残渣温度为500℃，冷却降温至200℃后进入下一道工序，降温过程中产生的余热进行回收利用，用于烘干物料、预热煤气、提高热风温度。
实施例3
将半干法脱硫灰和高炉瓦斯灰按照质量比85：15的比例充分混合，在100～200℃温度条件下烘干后，喷入高温炉中进行流态化反应，炉温参数控制在900～1100℃，氧含量(体积分数)＜1％，一氧化碳含量(体积分数)控制在0～5％；半干法脱硫灰在高温炉中经过充分反应后，产生富含SO2的烟气和含钙、铁等元素的残渣，烟气经除尘、净化、催化氧化、吸收等工序制备了98％浓度的硫酸；残渣按6％的比例配入铁矿烧结混合料替代部分含铁原料和熔剂。
高温炉处理过程中产生的烟气和残渣温度为700℃，冷却降温至200℃后进入下一道工序，降温过程中产生的余热进行回收利用，用于烘干物料、预热煤气、提高热风温度。
实施例4
将半干法脱硫灰和高炉瓦斯灰按照质量比85：15的比例充分混合，在100～200℃温度条件下烘干后，喷入高温炉中进行流态化反应，炉温参数控制在700～900℃，氧含量(体积分数)＜1％，一氧化碳含量(体积分数)控制在5～15％；半干法脱硫灰在高温炉中经过充分反应后，产生富含SO2的烟气和含钙、铁等元素的残渣，烟气经除尘、净化、催化氧化、吸收等工序制备93％浓度的硫酸；残渣按6％的比例配入铁矿烧结混合料替代部分含铁原料和熔剂。
高温炉处理过程中产生的烟气和残渣温度为500℃，冷却降温至200℃后进入下一道工序，降温过程中产生的余热进行回收利用，用于烘干物料、预热煤气、提高热风温度。
本技术方案将粉状的半干法脱硫灰与还原剂按照一定的比例混合，经干燥后喷入高温炉进行流态化反应，控制适宜的反应温度和反应气氛，产生富含SO2的烟气和含钙、铁的残渣，烟气通过除尘、净化、催化氧化、吸收工艺制备硫酸，残渣可按一定比例配入铁矿烧结替代部分含铁原料和熔剂，也可通过磁选工艺制得氧化钙和磁铁矿，作为产品出售，本发明可同时使半干法脱硫灰中的硫、钙、铁元素得到回收利用，实现半干法脱硫灰的高效资源化利用，不仅解决了环保上的难题，同时还能创造非常显著的经济效益。
上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种半干法脱硫灰综合处理方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
S1将半干法脱硫灰和还原剂按照质量比80～98∶2～20混合，在100～200℃温度下进行烘干；
S2将烘干后的混合原料喷入高温炉中，炉温控制在600～1200℃，氧气体积分数＜2％，0＜一氧化碳体积分数≤20％，进行流态化反应；
S3在高温炉中充分反应后，烟气与残渣分离后分别单独处理。
2.根据权利要求1所述的半干法脱硫灰综合处理方法，其特征在于，所述烟气经除尘、净化、催化氧化、吸收后制备硫酸。
3.根据权利要求1所述的半干法脱硫灰综合处理方法，其特征在于，所述残渣配入铁矿烧结混合料替代部分含铁原料和熔剂。
4.根据权利要求1所述的半干法脱硫灰综合处理方法，其特征在于，所述残渣通过磁选工艺将钙和铁元素分离，分别制备氧化钙和磁铁矿。
5.根据权利要求1所述的半干法脱硫灰综合处理方法，其特征在于，所述半干法脱硫灰包括SDA脱硫工艺、CFB脱硫工艺或者其他半干法脱硫工艺的副产物中的一种或者几种混合物。
6.根据权利要求1所述的半干法脱硫灰综合处理方法，其特征在于，所述还原剂为焦粉、煤粉、含碳除尘灰或者其他含碳原料中的一种或几种混合物。
7.根据权利要求1所述的半干法脱硫灰综合处理方法，其特征在于，所述高温炉为流化床、沸腾炉或者其他能够提供流态化反应条件的高温炉。
8.根据权利要求1所述的半干法脱硫灰综合处理方法，其特征在于，所述高温炉充分反应后的所述烟气与残渣温度为400～800℃，冷却降温至100～300℃后分别单独处理，降温过程中产生的余热用于烘干物料、预热煤气、提高鼓风温度。
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