CN111450701A - 一种水泥窑脱硫系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水泥窑脱硫系统及其操作方法，包括窑尾预热器、余热锅炉、高温风机、脱硫剂粉仓、脱硫剂喷射装置、风管、原料磨、收尘器、尾排风机和烟囱，窑尾预热器的出气口与余热锅炉的进气口相连，余热锅炉的出气口与高温风机的进风口相连，风管的两端分别与高温风机的出风口和原料磨的进料口相连，原料磨的出风口与与收尘器的进风口相连，收尘器的出风口与尾排风机的进风口相连，尾排风机的出风口与烟囱的进风口相连；脱硫剂粉仓的出料口通过脱硫剂喷射装置与风管相互连通；本发明采用电解锰渣作为氧化钙和二氧化硫反应的催化剂以大幅提高脱硫效率，同时能有效的提取出电解锰渣以完美的实现了电解锰渣的无害化处理，一举多得。

Description

一种水泥窑脱硫系统及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种水泥窑脱硫系统及其操作方法。

背景技术

水泥工业烟气中二氧化硫主要来自于原料中的硫化物、硫酸盐及燃料中的硫；因水泥生料中的氧化钙能脱除一定的二氧化硫，并且成本较低，所以上述方式在现有技术中也有一定的应用。

目前，水泥工业烟气通常采用温度为150～250℃的氧化钙来进行干法脱硫，生成的亚硫酸钙氧化成硫酸钙的比例低，无法生成稳定的硫酸钙，生成的亚硫酸钙在650℃可分解释放SO₂，若含有亚硫酸钙的灰进行循环利用时，还会回到系统，并在经过窑系统的高温段时分解生成二氧化硫，增加窑尾烟气中二氧化硫含量，脱硫效率较低，造成SO₂排放无法满足排放要求，有待于进一步改进。

此外，随着电解锰渣工业发展迅速，电解锰渣的治理及综合回收利用问题日益突出，电解锰渣中的可溶性二价锰毒性强，无害化治理的难度较大。

发明内容

针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种采用电解锰渣作为氧化钙和二氧化硫反应的催化剂，既能有效促进亚硫酸钙氧化反应以大幅提高脱离效率，又能有效的提取出电解锰渣以完美的实现了电解锰渣的无害化处理的水泥窑脱硫系统及其操作方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种水泥窑脱硫系统，其特征在于，包括窑尾预热器、余热锅炉、高温风机、脱硫剂粉仓、脱硫剂喷射装置、风管、原料磨、收尘器、尾排风机和烟囱，所述窑尾预热器的出气口与余热锅炉的进气口相连，所述余热锅炉的出气口与高温风机的进风口相连，所述风管的两端分别与高温风机的出风口和原料磨的进料口相连，所述原料磨的出风口与与收尘器的进风口相连，所述收尘器的出风口与尾排风机的进风口相连，所述尾排风机的出风口与烟囱的进风口相连；所述脱硫剂粉仓的出料口通过脱硫剂喷射装置与风管相互连通。

一种水泥窑脱硫系统的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将窑尾预热器中含有二氧化硫的烟气通入余热锅炉中以降温；

(2)降温后的烟气在高温风机的作用下进入风管；

(3)脱硫剂粉仓内的脱硫剂通过脱硫剂喷射装置喷射到风管中以与烟气充分混合并实现脱硫；

(4)将水泥生料放入到原料磨中研磨，脱硫后的烟气进入到原料磨中并与水泥生料充分接触以对烟气中剩余的极少量二氧化硫进行二次脱硫，同时实现水泥生料的烘干与粉磨；

(5)二次脱硫后的烟气进入到收尘器中以除去粉尘，再在尾排风机的作用下经由烟囱排入大气。

优选地，所述脱硫剂为电解锰渣和氧化钙的混合物。

优选地，所述电解锰渣的添加量不超过氧化钙添加量的3％。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明采用电解锰渣作为氧化钙和二氧化硫反应的催化剂，电解锰渣中的锰主要以Mn2+存在，能有效促进亚硫酸钙氧化反应，对脱硫过程中氧化钙与二氧化硫反应生成稳定型的硫酸钙起关键的催化作用；而且生成的硫酸钙在高温下较为稳定，不易生成二氧化硫；此外，脱硫灰进入窑系统循环利用时不会造成二氧化硫含量的增加；最重要的是，含有锰等重金属的窑灰在窑系统被烧制固化在熟料中，有效的提取出电解锰渣以完美的实现了电解锰渣的无害化处理，生成的熟料能用于制作建材产品，一举多得；本发明还具有结构简单、运行成本低、操作方便的优点，适合大规模推广。

附图说明

图1为本发明的结构原理图。

具体实施方式

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。

如图1所示，一种水泥窑脱硫系统，包括窑尾预热器1、余热锅炉2、高温风机3、脱硫剂粉仓4、脱硫剂喷射装置5、风管6、原料磨7、收尘器8、尾排风机9和烟囱10，窑尾预热器1的出气口与余热锅炉2的进气口相连，余热锅炉2的出气口与高温风机3的进风口相连，风管6的两端分别与高温风机3的出风口和原料磨7的进料口相连，原料磨7的出风口与与收尘器8的进风口相连，收尘器8的出风口与尾排风机9的进风口相连，尾排风机9的出风口与烟囱10的进风口相连；脱硫剂粉仓4的出料口通过脱硫剂喷射装置5与风管6 相互连通。

一种水泥窑脱硫系统的操作方法，包括以下步骤：

(1)将窑尾预热器1中将含有二氧化硫的烟气通入余热锅炉2 中以降温；

(2)降温后的烟气在高温风机3的作用下进入风管6；

(3)脱硫剂粉仓4内的脱硫剂通过脱硫剂喷射装置5喷射到风管6中以与烟气充分混合并实现脱硫；脱硫剂为电解锰渣和氧化钙的混合物；电解锰渣的添加量不超过氧化钙添加量的3％；

(4)将水泥生料放入到原料磨7中研磨，脱硫后的烟气进入到原料磨7中并与水泥生料充分接触以对烟气中剩余的极少量二氧化硫进行二次脱硫，同时实现水泥生料的烘干与粉磨；

(5)二次脱硫后的烟气进入到收尘器8中以除去粉尘，再在尾排风机9的作用下经由烟囱10排入大气。

电解锰渣的工作原理：电解锰渣中的锰作为催化剂，为水泥窑烟气SO2脱除反应提供催化反应，将氧化钙与SO2反应生成的亚硫酸钙催化反应生成硫酸钙，提高脱硫效率，反应机理为：

CaO+SO₂＝CaSO₃

SO₃ ^2-+Mn²⁺→(SO₃ ^2-)Mn²⁺

(SO₃ ^2-)Mn²⁺+1/2O₂→(SO₄ ^2-)Mn²⁺

(SO₄ ^2-)Mn^2+-+Ca²⁺→CaSO4+Mn²⁺

电解锰渣中主要元素含量：硅含量16.9％，硫含量9.12％，Ca含量10.62％，铝含量4.54％，Fe含量5.31％，Mn含量2.62％，K含量2.02％， Ti含量0.34％，P含量0.4％。

本发明采用电解锰渣作为氧化钙和二氧化硫反应的催化剂，电解锰渣中的锰主要以Mn2+存在，能有效促进亚硫酸钙氧化反应，对脱硫过程中氧化钙与二氧化硫反应生成稳定型的硫酸钙起关键的催化作用；而且生成的硫酸钙在高温下较为稳定，不易生成二氧化硫；此外，脱硫灰进入窑系统循环利用时不会造成二氧化硫含量的增加；最重要的是，含有锰等重金属的窑灰在窑系统被烧制固化在熟料中，有效的提取出电解锰渣以完美的实现了电解锰渣的无害化处理，生成的熟料能用于制作建材产品，一举多得；本发明还具有结构简单、运行成本低、操作方便的优点，适合大规模推广。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。

Claims (4)

1.一种水泥窑脱硫系统，其特征在于，包括窑尾预热器、余热锅炉、高温风机、脱硫剂粉仓、脱硫剂喷射装置、风管、原料磨、收尘器、尾排风机和烟囱，所述窑尾预热器的出气口与余热锅炉的进气口相连，所述余热锅炉的出气口与高温风机的进风口相连，所述风管的两端分别与高温风机的出风口和原料磨的进料口相连，所述原料磨的出风口与与收尘器的进风口相连，所述收尘器的出风口与尾排风机的进风口相连，所述尾排风机的出风口与烟囱的进风口相连；所述脱硫剂粉仓的出料口通过脱硫剂喷射装置与风管相互连通。

2.一种水泥窑脱硫系统的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将窑尾预热器中含有二氧化硫的烟气通入余热锅炉中以降温；

(2)降温后的烟气在高温风机的作用下进入风管；

(3)脱硫剂粉仓内的脱硫剂通过脱硫剂喷射装置喷射到风管中以与烟气充分混合并实现脱硫；

(4)将水泥生料放入到原料磨中研磨，脱硫后的烟气进入到原料磨中并与水泥生料充分接触以对烟气中剩余的极少量二氧化硫进行二次脱硫，同时实现水泥生料的烘干与粉磨；

(5)二次脱硫后的烟气进入到收尘器中以除去粉尘，再在尾排风机的作用下经由烟囱排入大气。

3.根据权利要求2所述的一种水泥窑脱硫系统的操作方法，其特征在于：所述脱硫剂为电解锰渣和氧化钙的混合物。

4.根据权利要求3所述的一种水泥窑脱硫系统的操作方法，其特征在于：所述电解锰渣的添加量不超过氧化钙添加量的3％。

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