CN111790264A - 一种基于sda半干法脱硫塔底灰的处理工艺 - Google Patents

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毛瑞
王飞
茅沈栋
曹春芳
张道朋
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Abstract

本发明涉及一种基于SDA半干法脱硫副产物塔底灰处理装置及工艺，工艺包括：脱硫塔底灰通过碾磨装置在挤压下破碎成粉体落入收料漏斗中，后送入储料罐中，加水搅拌混合，制得的上层清液用水泵抽入循环浆液罐中，按常规SDA半干法脱硫工艺，喷入脱硫塔内进行SO2脱除。在烟气进入脱硫塔入口前喷入混合有塔底灰的脱硫剂脱硫，降低SO2入口浓度。本发明的优点在于，根据布袋灰与塔底灰成分相同、但粒径相差较大的情况，原本用于制成循环浆液的布袋灰粒度细，可作为矿渣微粉添加剂使用，而塔底灰因为结块粒度大，难以处理，通过碾磨装置使用塔底灰制循环浆液循环利用，同时对烟气进行预脱硫，保证了经处理后烟气满足35mg/m3超低排放标准。

Description

一种基于SDA半干法脱硫塔底灰的处理工艺
技术领域
本发明涉及烟气脱硫技术领域，尤其涉及脱硫副产物循环处理、SO2烟气超低排放的脱硫技术领域。
背景技术
半干法烧结烟气脱硫灰是使用半干法烧结烟气脱硫技术最终产生的一种固体废弃物，主要是烧结烟气中的含硫成分和钙基脱硫剂经过反应后，从除尘设备分离得到的脱硫副产物。烧结烟气脱硫灰一般呈碱性，容易自发凝结硬化，具有较低的渗透率和较细的粒径构成等特点，半干法烧结烟气中脱硫灰主要成分为CaSO3。从布袋除尘器中收集到的脱硫灰叫做脱硫布袋灰，一般呈干燥状态，特点是理化性质温度，不容易发生氧化和分解反应。然而，脱硫塔塔底温度低于水的露点温度，一般将塔底处于潮湿状态的脱硫灰称之为脱硫塔底灰，理化性质相比于脱硫布袋灰不稳定，容易在空气中发生氧化，部分生成性质稳定的、结构致密的，以硫酸钙为主要成分的氧化产物层。脱硫布袋灰由于其干燥粒径细的特征，部分循环回去制备成循环浆液使用，其余用吸排罐车运输，而后集中进行资源化处理。而半干法脱硫工艺还产生少部分脱硫塔底灰，脱硫塔底灰成分含量与脱硫灰区别不大，但是由于脱硫塔内湿度较大，导致部分塔底灰凝聚结块，不能用吸排罐车将脱硫灰与脱硫塔底灰同时运走，这不仅增加了运营成本，还导致脱硫塔底灰无法处理。因此，将脱硫塔底灰进行无害化、资源化处理是十分必要的。
为了解决这部分脱硫塔底灰的处理难题，本专利率先提出用脱硫塔底灰替代脱硫布袋灰制备循环浆液的新工艺，在保证烟气脱硫脱硝超低排放达标的前提下，尽可能处理脱硫塔底灰，使其循环利用，变废为宝。
发明内容
本本发明提供了一种基于SDA半干法脱硫塔底灰处理装置及工艺，主要利用脱硫塔底灰替代布袋灰制备成循环浆液，进行预脱硫与塔内脱硫，保证经处理后的烟气满足国家最新排放标准，且装置简单、占地面积小、投资费用少，运行维护成本低。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种基于SDA半干法脱硫塔底灰处理装置及工艺包括碾磨装置、储料槽制备循环浆液系统、循环浆液预脱硫系统、SDA半干法脱硫系统；碾磨装置包括左、右滚轮、电机、收料漏斗；储料槽制备循环浆液系统包括储料罐、搅拌器；所述循环浆液预脱硫系统包括管道、抽水泵、喷头；SDA半干法脱硫系统中塔顶设顶罐和SDA脱硫塔。脱硫塔出料口下方设有碾磨装置，碾磨装置出料口设有下料漏斗，下料漏斗下端与储料槽进料口通过管道连接，搅拌器在储料槽中间搅拌，储料槽出料口与循环浆液罐通过管道连接，储料槽出料口同时与烟气进气管道连接，循环浆液罐与脱硫塔通过管道与脱硫塔连接，进行脱硫。
进一步的，所述碾磨装置左、右滚轮表面最短距离在1-10mm，转速 5-30r/min。
进一步的，所述储料槽与循环灰浆液罐间管道设有滤网，滤网直径小于 1mm。
进一步的，所述预脱硫阶段插入烟道中的喷头数量3-6个，均匀分布。
一种基于SDA半干法脱硫塔底灰处理装置及工艺，主要利用脱硫塔底灰替代布袋灰制备成循环浆液，采用预脱硫与塔内脱硫相结合进行脱硫；具体包括如下步骤：
1)将脱硫塔底部的塔底灰卸灰阀门打开，塔底灰下落进入碾磨装置中，塔底灰被挤压破碎成粉末后进入下料漏斗，然后一起输送进入储料槽中；
2)向储料槽中加入水，开启搅拌器进行搅拌，一段时间后停止搅拌，再静置一段时间，然后用大功率水泵将上层澄清浆液抽入原循环浆液罐中；
3)向进入SDA脱硫塔前的烧结烟气烟道内安装雾状喷头，将少部分循环浆液用水泵以鼓入烟道中，与烟气中的SO2充分接触反应，预脱除部分 SO2；
4)与脱硫后的烟气进入SDA脱硫塔后，将制备好的循环浆液抽入SDA 脱硫塔顶罐，并通过自流进入旋转雾化轮装置，浆液从旋转雾化轮中雾化成小液滴喷入SDA脱硫塔内，脱硫剂与烟气中的SO2等酸性气体充分接触反应，将SO2以脱硫灰的形式固化。经SDA脱硫净化后的烟气中SO2浓度不超过钢铁企业超低排放限制35mg/m3；
5)定期清理储料槽沉淀下来的塔底灰，将其堆积起来，暴露在空气中，使其中的CaSO3氧化成CaSO4，然后可以作水泥缓释剂等用途使用或者少量塔底灰烘干后直接配入烧结原料中替代部分熔剂使用。
进一步的，所述储料槽中固液体积比保持在1：4至1：8:。
进一步的，所述储料槽中搅拌时间为0.5-2h，静置时间为0.5-2h。
进一步的，所述鼓入烟道中的部分循环灰浆液呈雾状喷出，雾化成直径 50-200μm小液滴，鼓入浆液量不超过总循环浆液量的10％。
进一步的，所述预脱硫阶段喷入的脱硫剂除循环浆液外，还可以加入包括但不仅限于NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2浆液的一种或几种，浆液碱度PH>10。
进一步的，所诉经过步骤4在SDA脱硫塔内脱硫后，外排的烟气中SO2浓度小于35mg/m3。
与现有技术先比，本申请具有如下有益效果：
(1)从塔底灰替代布袋灰制备循环浆液可以看出，在不改变原来SDA 脱硫工艺的基础上进行原料替换及工艺的改进，进而达到脱硫的超低排放。
(2)从该工艺依托原有SDA脱硫系统，仅增加碾磨和预脱硫系统可知，工艺简单，阻力小，维护、操作和运行方便，而且运行成本低，可以随时调节浆液脱硫效果，从而一直保持高脱硫效率。
(3)从塔底灰碾磨破碎制备循环浆液可以看出，充分利用自产的固体废弃物，循环利用，变废为宝。
(4)从脱硫剂浆液PH>10可以看出，脱硫过程中为酸碱中和反应，反应条件温和，且脱硫剂组分为碱性体系，对设备的腐蚀小。
(5)从顶罐中浆液大部分来自循环浆液，小部分来自新鲜浆液可以看出，脱硫所采用的脱硫剂浆液基本上都是Ca(OH)2浆液，不会出现在除尘器内 CaO粉末吸水放热，导致布袋除尘器的布袋烧糊或堵塞输灰。
(6)从不改变原来SDA脱硫操作规程可以看出，与原脱硫工艺相同，该工艺对不同条件下烧结烟气的工况有很强的适应性与可调节性。
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为本发明工艺流程图
图中：1：SDA脱硫塔；2：左、右滚轮；3：电机；4：下料漏斗；5：搅拌器；6：储料槽；7：脱硫剂；8：筛网；9：顶罐；10：烟气进口管道；11：喷头；12：抽水泵；13：烟气出口管道；14：旋转雾化轮；15：塔底灰浆液残渣。
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。
实施例1：一种基于SDA半干法脱硫塔底灰处理装置，包括碾磨系统、储料槽制备循环浆液系统、循环浆液预脱硫系统、SDA半干法脱硫系统；碾磨系统包括左、右滚轮、电机、收料漏斗；储料槽制备循环浆液系统包括储料罐、搅拌器；所述循环浆液预脱硫系统包括管道、抽水泵、喷头；SDA半干法脱硫系统中塔顶设顶罐和SDA脱硫塔。脱硫塔出料口下方设有碾磨装置，碾磨装置出料口设有下料漏斗，下料漏斗下端与储料槽进料口通过管道连接，搅拌器在储料槽中间搅拌，储料槽出料口与循环浆液罐通过管道连接，储料槽出料口同时与烟气进气管道连接，循环浆液罐与脱硫塔通过管道与脱硫塔连接，进行脱硫。
某工厂烧结烟气的烟气量为100万Nm3/h，其中SO2浓度为500mg/m3。将脱硫塔底部的塔底灰卸灰阀门打开，塔底灰下落进入碾磨装置中，被挤压破碎成粉末后进入下料漏斗，然后一起输送进入储料槽中，然后向储料槽中加入80％的水，开启搅拌器进行搅拌，半小时后停止搅拌，再静置半小时，然后用大功率水泵将上层澄清浆液抽入原循环浆液罐中。同时，在进SDA脱硫塔前的烟道上开口装3个雾状喷头，将5％循环浆液用水泵以雾滴状鼓入烟道中，与烟气中的SO2充分接触反应，脱除部分SO2；随后，烟气进入SDA脱硫塔中，同时，制备好的循环浆液进入SDA脱硫塔顶罐，并通过自流进入旋转雾化轮装置，浆液从旋转雾化轮中雾化成50μm左右的小液滴喷入SDA脱硫塔内，脱硫剂与烟气中的SO2等酸性气体充分接触反应，SO2浓度降低至 35mg/m3以下。经SDA脱硫后的烟气达到外排SO2含量标准。另外定期清理储料槽沉淀下来的塔底灰，将其堆积起来，暴露在空气中，使其中的CaSO3氧化成CaSO4，然后可以作水泥缓释剂或烧结原料等用途使用。塔底灰制备循环浆液脱硫效果与原工艺脱硫效果相同，均能将SO2浓度降低至35mg/m3以下。
实施例2：一种基于SDA半干法脱硫塔底灰处理装置，包括碾磨装置、储料槽制备循环浆液系统、循环浆液预脱硫系统、SDA半干法脱硫系统；碾磨装置包括左、右滚轮、电机、收料漏斗；储料槽制备循环浆液系统包括储料罐、搅拌器；所述循环浆液预脱硫系统包括管道、抽水泵、喷头；SDA半干法脱硫系统中塔顶设顶罐和SDA脱硫塔。脱硫塔出料口下方设有碾磨装置，碾磨装置出料口设有下料漏斗，下料漏斗下端与储料槽进料口通过管道连接，搅拌器在储料槽中间搅拌，储料槽出料口与循环浆液罐通过管道连接，储料槽出料口同时与烟气进气管道连接，循环浆液罐与脱硫塔通过管道与脱硫塔连接，进行脱硫。
某工厂烧结烟气的烟气量为100万Nm3/h，其中SO2浓度为1000mg/m3。将脱硫塔底部的塔底灰卸灰阀门打开，塔底灰下落进入碾磨装置中，被挤压破碎成粉末后进入下料漏斗，然后一起输送进入储料槽中，然后向储料槽中加入10wt％CaO以及70wt％水，开启搅拌器进行搅拌，半小时后停止搅拌，再静置半小时，然后用大功率水泵将上层澄清浆液抽入原循环浆液罐中。同时，在进SDA脱硫塔前的烟道上开口装雾状喷头，将8％循环浆液用水泵以雾滴状鼓入烟道中，与烟气中的SO2充分接触反应，脱除部分SO2；随后，烟气进入SDA脱硫塔中，同时，制备好的循环浆液进入SDA脱硫塔顶罐，并通过自流进入旋转雾化轮装置，浆液从旋转雾化轮中雾化成50μm左右的小液滴喷入SDA脱硫塔内，脱硫剂与烟气中的SO2等酸性气体充分接触反应，SO2浓度降低至35mg/m3以下。经SDA脱硫后的烟气达到外排SO2含量标准。另外定期清理储料槽沉淀下来的塔底灰，将其堆积起来，暴露在空气中，使其中的CaSO3氧化成CaSO4，然后可以作水泥缓释剂或烧结原料等用途使用。塔底灰制备循环浆液脱硫效果与原工艺脱硫效果相同，均能将SO2浓度降低至 35mg/m3以下。
实施例3：烧结烟气的烟气量为100万Nm3/h，其中SO2浓度为1500mg/m3。将脱硫塔底部的塔底灰卸灰阀门打开，塔底灰下落进入碾磨装置中，被挤压破碎成粉末后进入下料漏斗，然后一起输送进入储料槽中，然后向储料槽中加入10wt％NaHCO3以及70wt％水，开启搅拌器进行搅拌，半小时后停止搅拌，再静置半小时，然后用大功率水泵将上层澄清浆液抽入原循环浆液罐中。同时，在进SDA脱硫塔前的烟道上开口装雾状喷头，将10％循环浆液用水泵以雾滴状鼓入烟道中，与烟气中的SO2充分接触反应，脱除部分SO2；随后，烟气进入SDA脱硫塔中，同时，制备好的循环浆液进入SDA脱硫塔顶罐，并通过自流进入旋转雾化轮装置，浆液从旋转雾化轮中雾化成50μm左右的小液滴喷入SDA脱硫塔内，脱硫剂与烟气中的SO2等酸性气体充分接触反应，SO2浓度降低至35mg/m3以下。经SDA脱硫后的烟气达到外排SO2含量标准。另外定期清理储料槽沉淀下来的塔底灰，将其堆积起来，暴露在空气中，使其中的CaSO3氧化成CaSO4，然后可以作水泥缓释剂或烧结原料等用途使用。塔底灰制备循环浆液脱硫效果与原工艺脱硫效果相同，均能将SO2浓度降低至 35mg/m3以下。
以上仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于SDA半干法脱硫塔底灰处理装置及工艺，其特征在于，包括碾磨装置、储料槽制备循环浆液系统、循环浆液预脱硫系统、SDA半干法脱硫系统；所述碾磨装置包括左、右滚轮、电机、收料漏斗；储料槽制备循环浆液系统包括储料罐、搅拌器；所述循环浆液预脱硫系统包括管道、抽水泵、喷头；SDA半干法脱硫系统中塔顶设顶罐和SDA脱硫塔。脱硫塔出料口下方设有碾磨装置，碾磨装置出料口设有下料漏斗，下料漏斗下端与储料槽进料口通过管道连接，搅拌器在储料槽中间搅拌，储料槽出料口与循环浆液罐通过管道连接，储料槽出料口同时与烟气进气管道连接，循环浆液罐与脱硫塔通过管道与脱硫塔连接。
2.根据权利要求1所述装置的一种基于SDA半干法脱硫塔底灰处理装置，其特征在于，碾磨装置左、右滚轮表面最短距离在1-10mm，转速5-30r/min。
3.根据权利要求1所述装置的一种基于SDA半干法脱硫塔底灰处理装置，其特征在于，储料槽与循环灰浆液罐间管道设有滤网，滤网直径小于1mm。
4.根据权利要求1所述装置的一种基于SDA半干法脱硫塔底灰处理装置，其特征在于，预脱硫阶段插入烟道中的喷头数量3-6个，均匀分布。
5.一种基于SDA半干法脱硫塔底灰的处理装置及工艺，使用如权利要求1所述的一种基于SDA半干法脱硫塔底灰处理装置，其特征在于，包括如下步骤：
1)将脱硫塔底部的塔底灰卸灰阀门打开，塔底灰下落进入碾磨装置中，塔底灰被挤压破碎成粉末后进入下料漏斗，经管道输送进入储料槽中；
2)向储料槽中加入水，开启搅拌器进行搅拌，搅拌停止后静置，将储料槽上层澄清浆液抽入原循环浆液罐中；
3)在进入SDA脱硫塔前的烧结烟气烟道内安装雾状喷头，将循环浆液鼓入烟道中，与烟气中的SO2充分接触；
4)将脱硫后的烟气送入SDA脱硫塔后，将制备好的循环浆液抽入SDA脱硫塔顶罐，并通过自流进入旋转雾化轮装置，浆液从旋转雾化轮中雾化成小液滴喷入SDA脱硫塔内，脱硫剂与烟气中含SO2的酸性气体充分接触反应，将SO2以脱硫灰的形式固化；
5)定期清理储料槽沉淀下来的塔底灰，将其堆积暴露在空气中，使其中的CaSO3氧化成CaSO4，作水泥缓释剂使用，或烘干后替代部分熔剂配入烧结原料中使用。
6.根据权利要求5所述工艺的一种基于SDA半干法脱硫塔底灰处理工艺，其特征在于，步骤2中储料槽中固液体积比保持在1：4至1：8。
7.根据权利要求5所述工艺的一种基于SDA半干法脱硫塔底灰处理工艺，其特征在于，步骤2中储料槽中搅拌时间为0.5-2h，静置时间为0.5-2h。
8.根据权利要求5所述工艺的一种基于SDA半干法脱硫塔底灰处理工艺，其特征在于，步骤3中鼓入烟道中的部分循环灰浆液呈雾状喷出，雾化成直径50-200μm小液滴，鼓入浆液量不超过总循环浆液量的10％。
9.根据权利要求5所述工艺的一种基于SDA半干法脱硫塔底灰处理工艺，其特征在于，步骤3中预脱硫阶段喷入的脱硫剂除循环浆液外，还可以加入NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2浆液的一种或几种，浆液碱度PH>10。
10.根据权利要求5所述工艺的一种基于SDA半干法脱硫塔底灰处理工艺，其特征在于，经过步骤4塔内脱硫后，外排的烟气中SO2浓度小于35mg/m3。
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