CN114247281A - 一种湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，脱硫灰制浆后经旋流分离预处理得到溢流浆液和底流浆液；底流浆液单独或与既有石灰石浆液混合作为脱硫剂，进入既有湿法脱硫系统制备脱硫石膏；溢流浆液与湿法脱硫系统产生的脱硫废水进入脱硫废水处理单元处理后得到底泥和澄清液，底泥经浓缩脱水后得到水处理污泥，澄清液用于脱硫灰制浆。该方法将脱硫灰中的水溶性的氯离子、重金属元素及有机质、极细惰性颗粒等对浆液系统有害组分在源头去除，减少了湿法系统浆液溢流起泡、吸收塔浆液中毒、石膏浆液脱水和脱硫废水处理单元负荷波动等工艺故障隐患，为干法/半干法脱硫灰提供了一种安全妥善的处理途径，具有较好的经济效益和社会效益。

Description

一种湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法
技术领域
本发明涉及脱硫灰资源化利用领域，尤其涉及一种湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法。
背景技术
干法/半干法烟气脱硫工艺具有脱硫产物呈干粉状、工艺耗水低、无湿烟雾排放、腐蚀少、与中小燃煤机组适应性强等特点，近年来在烧结机、电厂、有色冶炼厂等烟气治理领域应用广泛；但是干法/半干法烟气脱硫工艺Ca/S高、脱硫剂利用率低、反应速度慢、循环次数多、工艺控制困难，导致脱硫灰化学成分波动大、不稳定成分(亚硫酸钙)含量高、重金属富集、氯离子含量高，加之颗粒极细，储运、利用和处置难度很大；目前国内外对于球团脱硫灰的处置方式以堆放和抛弃为主；此外还有一些探索性利用的途径比如用作水泥缓凝剂、混凝土掺和料、墙体材料、砂浆材料等，或工程填筑、级配材料、加固软地基等，多属于被动末端处理，存在用量少、附加值低等问题。
近年来，由于石灰石-石膏湿法脱硫工艺技术成熟、脱硫效率高、对烟气和脱硫剂适应性好，在大机组烟气脱硫工程中应用较多，其副产品脱硫石膏成分稳定、杂质含量少、纯度高，在水泥、建筑建材、石膏制品等工业中可大规模应用；因此部分专家学者尝试利用湿法脱硫系统协同处置干法/半干法脱硫灰，主要采用如下技术原理：在湿法吸收塔浆液池内，脱硫灰中CaSO3、CaCO3、f-CaO、Ca(OH)2等碱性组分与烟气中的SO2发生吸收、中和、氧化和结晶反应生成脱硫石膏，利用湿法脱硫吸收塔浆液池强大的缓冲消纳容量，实现脱硫灰的处理和消纳；比如申请号200910194833.5公开了一种脱硫灰的处理方法，采用脱硫灰替代部分石灰石粉制成浆液，通过吸收塔与烟气中SO2反应，再通过石膏旋流器浓缩、真空抽滤制得脱硫石膏，工艺中产生的废水进入工艺水收集箱，进行循环利用；又如申请号201710543844.4公开了一种在湿法烟气脱硫工艺下利用半干法脱硫灰的方法，通过向湿法脱硫工艺脱硫塔中加入脱硫灰浆液、石灰石浆液，所述脱硫灰浆液与所述石灰石浆液共同与所述脱硫塔中含有SO2的烟气反应生成硫酸钙；对所述硫酸钙进行压缩、脱水、烘干和打包，获得石膏。由于脱硫灰具有粒径细小(平均粒径在10μm以下)、成分复杂(除CaSO3、CaCO3、f-CaO、Ca(OH)2等碱性组分外，SiO2、Al2O3、Fe2O3等极细飞灰含量在3.5％～20％)、成分含量波动大、有害元素(氯离子、惰性杂质和重金属元素等)含量高等特点，按照上述方法协同处置方式，直接将脱硫灰用作脱硫剂的一部分代替石灰石粉时，会对原有的湿法系统带来负面影响，主要涉及以下几方面：(1)脱硫灰中含铁量较高，颜色较深，在吸收塔浆液系统内无法有效去除，导致石膏副产品颜色加深，给后续综合利用带来困难；(2)脱硫灰中的惰性杂质、有机杂质等对石灰石粉有包裹作用，会降低石灰石脱硫活性，引起反应闭塞，影响系统顺行；(3)脱硫灰中极细的颗粒漂浮在吸收塔浆液上层，成为表面气泡的载体，而绝大部分超细颗粒无法随着成熟的石膏浆液排出浆液池系统之外，造成浆液起泡溢流，随着富集程度加深，浆液起泡溢流现象会加剧，进而影响到工艺顺行；(4)浆液中氯离子和重金属离子富集较高，引起浆液中毒，降低脱硫效率；(5)脱硫灰中杂质组分全部进入脱硫废水和脱硫石膏脱水系统，增加了废水处理负荷和脱水污泥处理难度，降低了石膏品位；(6)脱硫灰配加比例过高时，原有湿法脱硫体系因氯离子、重金属元素、亚硫酸钙含量突然增加，造成负荷变化太大，浆液池氧化不彻底，导致石膏脱水困难、品位降低，甚至导致原有脱硫系统停运。
鉴于上述情况，亟待研发一种新的湿法脱硫系统协同处理工艺，在不影响现有湿法脱硫系统的情况下，能够将脱硫灰中有效钙基成分作为脱硫剂进行转化利用，绝大部分超细颗粒、氯离子、重金属元素、有机质等对浆液系统有害组分排出在脱硫系统之外，从而减少了因加入脱硫灰而导致的湿法系统浆液溢流起泡、吸收塔浆液中毒、浆液脱水和废水处理系统负荷波动等工艺故障隐患。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明目的是提供一种湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，通过对脱硫灰的旋流分离预处理，将绝大部分超细颗粒、氯离子、重金属元素、有机质等对浆液系统有害组分从源头去除，通过脱硫废水处理单元排除在脱硫系统之外，而脱硫灰中有效的钙基成分作为脱硫剂进行转化利用，从而减少了湿法系统浆液溢流起泡、吸收塔浆液中毒、浆液脱水和废水处理系统负荷波动等工艺故障隐患，显著提升了湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的配比量，为干法/半干法脱硫灰提供了一种安全妥善的处理途径，具有较好的经济效益和社会效益。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，脱硫灰制浆后经旋流分离预处理得到溢流浆液和底流浆液；所述底流浆液单独或与既有石灰石浆液混合作为脱硫剂，进入既有湿法脱硫系统制备脱硫石膏；所述溢流浆液与所述湿法脱硫系统产生的脱硫废水进入脱硫废水处理单元处理后得到底泥和澄清液，所述底泥经浓缩脱水后得到水处理污泥，所述澄清液用于脱硫灰制浆。
优选地，所述湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法具体包括以下步骤：
S1，脱硫灰制浆后得到脱硫灰浆液，所述脱硫灰浆液经旋流分离预处理后得到溢流浆液和底流浆液；
S2,所述底流浆液单独或与既有石灰石浆液混合作为脱硫剂，进入湿法脱硫吸收塔，与烟气中的SO2反应得到石膏浆液，所述石膏浆液进入石膏脱水系统后得到脱硫石膏；
S3，所述溢流浆液与所述步骤S2产生的脱硫废水进入脱硫废水处理单元，所述溢流浆液与所述脱硫废水发生中和反应后的混合液在絮凝剂作用下发生絮凝沉淀，经澄清后得到澄清液和底泥，所述底泥进入污泥浓缩脱水单元经浓缩脱水后得到水处理污泥，所述澄清液用于脱硫灰制浆。
优选地，所述步骤S1中，所述脱硫灰来自于干法/半干法烟气脱硫工艺中的副产物。所述脱硫灰中CaSO3·1/2H2O、CaCO3、f-CaO和Ca(OH)2四种成分的总质量分数为20～80wt％。
优选地，所述步骤S1中，所述脱硫灰浆液中固含量为2～40wt％。
优选地，所述底流浆液与所述溢流浆液中固相质量比为20～5：1。
优选地，所述步骤S2中，所述底流浆液中的固相物占所述脱硫剂中固相物总质量的1/10～1。
优选地，所述步骤S3中，所述溢流浆液与所述脱硫废水发生中和反应，至混合液的pH为9.5～10。
优选地，所述步骤S3中，所述絮凝剂选自阳离子聚丙烯酰胺PAM、硅酸钠、聚乙二醇、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硅酸、聚合硅酸铝、聚合硫酸铁中的一种或多种；
优选地，所述絮凝剂采用PAM和铁盐/铝盐。
优选地，所述铁盐/铝盐的添加量为所述混合液的0.05～1wt％，所述PAM的添加量为所述混合液的0.001～0.5wt％。
本发明的有益效果为：
本发明湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，工艺简单，实现容易，先对脱硫灰进行预处理，从源头将水溶性的氯离子、重金属元素及有机质、极细惰性颗粒等对浆液系统有害组分去除，再通过脱硫废水处理单元排出在脱硫系统之外，而脱硫灰中有效的钙基成分作为脱硫剂进行转化利用，从而减少了湿法系统浆液溢流起泡、吸收塔浆液中毒、浆液脱水和废水处理系统负荷波动等工艺故障隐患，显著提升了湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的配比量，为干法/半干法脱硫灰提供了一种安全妥善的处理途径，具有较好的经济效益和社会效益；
1.提升了回用水品质，缓解了吸收塔浆液气泡溢流状况：脱硫灰制浆后，先进行旋流分离预处理，将大部分水溶性的氯离子、重金属元素及有机质、极细惰性颗粒等分离出来，极大地缓解吸收塔浆液起泡溢流状况；
2.避免吸收塔浆液中毒：通过对脱硫灰制浆，单独预处理后，大部分重金属和氯离子得以去除，为浆液池协同消纳脱硫灰中的碱性组分，创造了更好的条件，避免了吸收塔浆液中毒；
3.显著提升了湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的配比量：脱硫灰制浆后预处理，有害元素大量削减，碱性物质价值凸显，可利用现有的湿法脱硫系统消纳处理更多的脱硫灰，更具有规模化推广价值；
4.对现有脱硫系统顺行影响更小：脱硫灰制浆后进行预处理，通过旋流器分两部分处理和利用，既有效取代了部分石灰石粉脱硫剂，降低了脱硫剂原料成本，又不因杂质富集影响原有脱硫工艺的顺行，对副产品石膏的质量也无任何影响；
5.与现有湿法脱硫系统相比协同性和经济性更好：在既有湿法脱硫系统前，增设脱硫灰制浆和旋流分离，底流浆液进入湿法脱硫系统，溢流浆液湿法脱硫系统的脱硫废水处理单元，合理利用现有系统进行配置，因此协同性和经济性更好。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
如图1所示，本发明所提供的一种湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，脱硫灰制浆后经旋流分离预处理得到溢流浆液和底流浆液；底流浆液单独或与既有石灰石浆液混合作为脱硫剂，进入既有湿法脱硫系统制备脱硫石膏；溢流浆液与湿法脱硫系统产生的脱硫废水进入脱硫废水处理单元处理后得到底泥和澄清液，底泥经浓缩脱水后得到水处理污泥，澄清液用于脱硫灰制浆；具体包括以下步骤：
S1，脱硫灰制浆后得到脱硫灰浆液，脱硫灰浆液经旋流分离预处理后得到溢流浆液和底流浆液；
具体过程如下：脱硫灰和来自脱硫废水处理单元的澄清液混合制浆得到固含量为2～40wt％的脱硫灰浆液，采用旋流器进行旋流分离预处理，将脱硫灰浆液浆液中的固体物质分配至底流浆液和溢流浆液中，底流浆液与溢流浆液中的固相质量比为20～5：1。
其中脱硫灰来自于循环流化床、旋转喷雾、气体悬浮吸收、烟道干式吸收剂喷射、炉内喷钙氧化钙活化、新型一体化和石灰石烟气净化干法/半干法烟气脱硫工艺中的一种或几种副产物；脱硫灰中CaSO3·1/2H2O、CaCO3、f-CaO和Ca(OH)2四种成分的总质量分数为20～80wt％。
脱硫灰制浆时，脱硫灰浆液中固含量过低，则氯离子、重金属元素和极细惰性颗粒去除效率较好，但溢流浆液量过大，增加了后续处理成本；固含量过高，则旋流分离效果不好；因此在优选方案中，脱硫灰浆液中固含量为10～25wt％；
旋流分离预处理时，采用行业通用的水力旋流器，根据需要，可设置一级或二级旋流，旋流器的综合分级效率为80～90％；脱硫灰浆液以较高速度由进料管沿切线方向进入水力旋流器，部分在底流口附近聚集成较浓的底流浆液，从底流口排出；部分成为较稀的溢流浆液，从溢流口排出；而脱硫灰浆液中的固相物质按照固相质量比为20～5：1的比例分配至底流浆液和溢流浆液，此时底流浆液脱除了脱硫灰中大部分氯离子、极细惰性颗粒、重金属元素、有机质等杂质，其主要成分为钙基碱性成分。
S2,底流浆液单独或与既有石灰石浆液混合作为脱硫剂，进入湿法脱硫吸收塔，与烟气中的SO2反应得到石膏浆液，石膏浆液进入石膏脱水系统后得到脱硫石膏；底流浆液中的固相物占脱硫剂中固相物总质量的1/10～1，在优选方案中，底流浆液中的固相物占脱硫剂中固相物总质量的1/4～1/2。
具体过程如下：步骤S1中的底流浆液可单独作为脱硫剂直接进入湿法脱硫吸收塔，也可与既有石灰石浆液混合后共同作为脱硫剂进入湿法脱硫吸收塔，在氧化风系统作用下与烟气中的SO2反应得到石膏浆液，石膏浆液从湿法脱硫吸收塔底部取出后进入石膏脱水系统后得到脱硫石膏，其中石膏脱水系统中大部分水分进入回用水单元，少部分作为脱硫废水进入脱硫废水处理单元；既有石灰石浆液中CaCO3的质量分数为10～25wt％。
S3，溢流浆液与步骤S2产生的脱硫废水进入脱硫废水处理单元，溢流浆液与脱硫废水发生中和反应后的混合液在絮凝剂的作用下发生絮凝沉淀，经澄清后得到澄清液和底泥，底泥进入污泥浓缩脱水单元经浓缩脱水后得到水处理污泥，澄清液用于脱硫灰制浆。
具体过程如下：溢流浆液与步骤S2产生的脱硫废水进入脱硫废水处理单元，在中和池中发生中和反应，至混合液的pH为9.5～10，必要时可加入硫酸调节混合液的pH至9.5～10；然后反应后的混合液进入絮凝池，加入絮凝剂，混合液在絮凝剂的作用下絮凝沉淀；然后进入澄清池静置后得到澄清液和底泥，底泥送入既有的污泥浓缩脱水单元浓缩脱水后形成水处理污泥，水处理污泥可单独利用，澄清液则可用于脱硫灰制浆。
其中絮凝剂选自PAM、硅酸钠、聚乙二醇、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硅酸、聚合硅酸铝、聚合硫酸铁中的一种或多种。絮凝剂采用PAM和铁盐/铝盐，铁盐/铝盐的添加量为混合液的0.05～1wt％，PAM的添加量为混合液的0.001～0.5wt％。
上述处理方法中，通过对脱硫灰的预处理，脱硫灰中有效钙基成分作为脱硫剂进入吸收塔进行转化和利用，50～90％以上的超细颗粒、氯离子、重金属元素、有机质等对浆液系统有害组分被源头脱除并引至脱硫系统之外，不再在吸收塔浆液内发生循环富集，从而对原有吸收系统造成持续影响。同时，既有湿法系统浆液系统的溢流起泡、吸收塔浆液中毒等现象基本消除，石膏浆液脱水系统和废水处理系统负荷波动很小，脱硫系统稳定顺行，原有湿法系统脱硫效率保持稳定，脱硫石膏的色泽和品质有显著提升。
下面结合具体的例子对本发明的湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法进一步介绍；
实施例1
本实施例中的球团脱硫灰来自于循环流化床干法烟气脱硫工艺，样品松散、呈浅红褐色，主要成分如下：CaSO3·1/2H2O：59.6％、CaSO4·2H2O：6.7％、f-CaO：14.3％、Ca(OH)2：9.5％、SiO2：6.2％、Al2O3：1.1％、MgO：0.5％、Fe2O3：0.4％、Cl：5％，Pb、Zn、Fe、Cr等金属质量分数合计约为2％，以重量百分数计；其中CaSO3·1/2H2O、CaCO3、f-CaO和Ca(OH)2四种成分的总质量分数为90.1％，90％颗粒的粒径小于10μm。
本实施例的湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，具体步骤如下：脱硫灰与来自脱硫废水处理单元的澄清液混合制浆，得到固含量为10wt％的脱硫灰浆液，采取一级旋流，水力旋流器的分级效率为80％。经过旋流分离后，脱硫灰浆液中的固相物质在底流浆液和溢流浆液中分配，底流浆液和溢流浆液的固相质量比为5：1。
旋流分离后的底流浆液，脱除了脱硫灰中80wt％的氯离子、50wt％极细惰性颗粒、60wt％重金属元素、55wt％有机质等杂质，作为脱硫剂的一部分与既有石灰石浆液进入湿法脱硫吸收塔，在氧化风系统下与烟气中SO2反应得到石膏浆液，石膏浆液从脱硫吸收塔取出后进入石膏脱水系统后得到脱硫石膏；其中底流浆液替代一部分既有石灰石浆液与既有石灰石浆液混合作为脱硫剂，底流浆液中的固相物占脱硫剂中固相物总质量的1/4；既有石灰石浆液中CaCO3的质量分数为10wt％。
旋流分离后的溢流浆液，在脱硫废水处理单元，依次经过中和、絮凝沉淀和澄清过程，去除其中氯离子、极细惰性颗粒、重金属元素、有机质等杂质。其中：(1)中和过程：溢流浆液与来自湿法脱硫系统排出的弱酸性的脱硫废水进行中和反应，至混合液的pH为9.5；(2)絮凝沉淀：混合液进入絮凝池在絮凝剂的作用下絮凝沉淀，絮凝剂采用阳离子聚丙烯酰胺(PAM)和聚合硫酸铁，PAM的添加量为混合液的0.001wt％，聚合硫酸铁的添加量为混合液的0.5wt％；(3)澄清过程：絮凝沉淀后的混合液静置后，澄清液回用于脱硫灰制浆过程，底泥送至既有湿法脱硫系统废水处理的污泥浓缩脱水单元，进行固液分离，所形成的水处理泥饼可单独综合利用。
步骤S2中制备的脱硫石膏为浅白色，经《GB/T 5484-2012石膏化学分析方法》检测，CaSO4·2H2O的含量为92.8wt％，CaSO3·1/2H2O的含量为0.24wt％，CaCO3的含量为0.82wt％，Ca(OH)2的含量小于0.01wt％，CaCl2的含量为0.1wt％，SiO2的含量为0.5wt％，Al2O3的含量为0.2wt％，Fe2O3的含量为0.3wt％，Pb、Zn、Cu、Cr等金属含量均小于0.05wt％，满足水泥、建筑建材、石膏制品等工业中大规模应用的要求。
上述处理过程中，通过对脱硫灰的预处理，脱硫灰中有效钙基成分作为脱硫剂进入吸收塔进行转化和利用，50～80wt％超细颗粒、氯离子、重金属元素、有机质等对浆液系统有害组分从源头脱除，并引至脱硫系统之外，不再在吸收塔浆液内发生循环富集，从而对原有吸收系统造成持续影响；同时，既有湿法系统浆液系统的溢流起泡、吸收塔浆液中毒等现象原来偶尔发生，现在彻底消除。石膏浆液脱水系统和废水处理系统负荷波动很小，脱硫系统稳定顺行，原有湿法系统脱硫效率保持稳定，说明湿法脱硫系统协同消纳脱硫灰的工艺可靠、协同力强；最后，脱硫石膏的色泽呈浅白色，其品质因杂质元素的源头去除而显著提升，由二级品提升至一级品。
实施例2
本实施例中的球团脱硫灰来自于循环流化床干法烟气脱硫工艺，样品松散、呈浅灰褐色，主要成分如下：CaSO3·1/2H2O：45.5％、CaSO4·2H2O：21.5％、f-CaO：10.4％、Ca(OH)2：8.5％、SiO2：3.1％、Al2O3：0.8％、MgO：0.2％、Fe2O3：0.1％、Cl：6％，Pb、Zn、Fe、Cr等金属质量分数合计约为4％，以重量百分数计；其中CaSO3·1/2H2O、CaCO3、f-CaO和Ca(OH)2四种成分的总质量分数为64.4％，85％颗粒的粒径小于10μm。
本实施例的湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，具体步骤如下：脱硫灰与脱硫废水处理单元的澄清液混合制浆得到固含量为20wt％的脱硫灰浆液，采取一级旋流，水力旋流器的分级效率为85％。经过旋流分离后，脱硫灰浆液中的固相物质在底流浆液和溢流浆液中分配，底流浆液和溢流浆液的固相质量比为10：1。
旋流分离后的底流浆液，脱除了脱硫灰中80wt％的氯离子、60wt％极细惰性颗粒、70wt％重金属元素、55wt％有机质等杂质，作为脱硫剂的一部分与既有石灰石浆液进入湿法脱硫吸收塔，在氧化风系统下与带有SO2的烟气反应得到石膏浆液，石膏浆液从脱硫吸收塔取出后进入石膏脱水系统后得到脱硫石膏；其中底流浆液替代一部分既有石灰石浆液与既有石灰石浆液混合作为脱硫剂，底流浆液中的固相物占脱硫剂中固相物总质量的1/2；既有石灰石浆液中CaCO3的质量分数为15wt％。
旋流分离后的溢流浆液，在脱硫废水处理单元，依次经过中和、絮凝沉淀和澄清过程，去除其中氯离子、极细惰性颗粒、重金属元素、有机质等杂质。其中：(1)中和过程：溢流浆液与来自湿法脱硫系统排出的弱酸性的脱硫废水进行中和反应，至混合液的pH为10；(2)絮凝沉淀：混合液进入絮凝池在絮凝剂的作用下絮凝沉淀，絮凝剂采用阳离子聚丙烯酰胺(PAM)和聚合硫酸铝，PAM的添加量为混合液的0.01wt％，聚合硫酸铝的添加量为混合液的0.25wt％；(3)澄清过程：絮凝沉淀后的混合液静置后，澄清液回用于脱硫灰制浆过程，底泥送至既有湿法脱硫系统废水处理的污泥浓缩脱水单元，进行固液分离，所形成的水处理泥饼可单独综合利用。
步骤S2中制备的脱硫石膏为浅白色，经《GB/T 5484-2012石膏化学分析方法》检测，CaSO4·2H2O的含量为91.2wt％，CaSO3·1/2H2O的含量为0.15wt％，CaCO3的含量为0.72wt％，Ca(OH)2的含量小于0.01wt％，CaCl2的含量为0.05wt％，SiO2的含量为0.4wt％，Al2O3的含量为0.1wt％，Fe2O3的含量为0.1wt％，Pb、Zn、Cu、Cr等金属含量均小于0.05wt％，满足水泥、建筑建材、石膏制品等工业中大规模应用的要求。
上述处理过程中，通过对脱硫灰的预处理，脱硫灰中有效钙基成分作为脱硫剂进入吸收塔进行转化和利用，50～80wt％超细颗粒、氯离子、重金属元素、有机质等对浆液系统有害组分从源头脱除，并引至脱硫系统之外，不再在吸收塔浆液内发生循环富集，从而对原有吸收系统造成持续影响；同时，既有湿法系统浆液系统的溢流起泡、吸收塔浆液中毒等现象原来偶尔发生，现在彻底消除。石膏浆液脱水系统和废水处理系统负荷波动很小，脱硫系统稳定顺行，原有湿法系统脱硫效率保持稳定，说明湿法脱硫系统协同消纳脱硫灰的工艺可靠、协同力强；最后，脱硫石膏的色泽呈浅白色，其品质因杂质元素的源头去除而显著提升，由二级品提升至一级品。
实施例3
本实施例中的球团脱硫灰来自球团矿制备过程的干法/半干法烟气脱硫装置，其烟气脱硫工艺为旋转喷雾，样品松散、呈浅红褐色，主要成分如下：CaSO3·1/2H2O：45.8％、CaSO4·2H2O：22.2％、f-CaO：8.5％、Ca(OH)2：9.5％、SiO2：3.1％、Al2O3：0.8％、MgO：0.2％、Fe2O3：0.1％、Cl：7％，Pb、Zn、Fe、Cr等金属质量分数合计约为6％，以重量百分数计；其中CaSO3·1/2H2O、CaCO3、f-CaO和Ca(OH)2四种成分的总质量分数为63.8％，95％颗粒的粒径小于10μm。
本实施例的湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，具体步骤如下：脱硫灰与脱硫废水处理单元的澄清液混合制浆得到固含量为25wt％的脱硫灰浆液，采取二级旋流，水力旋流器的分级效率为90％。经过旋流分离后，脱硫灰浆液中的固相物质在底流浆液和溢流浆液中分配，底流浆液和溢流浆液的固相质量比为20：1。
旋流分离后的底流浆液，脱除了脱硫灰中90wt％的氯离子、75wt％极细惰性颗粒、55wt％重金属元素、65wt％有机质等杂质，作为脱硫剂的一部分与既有石灰石浆液进入湿法脱硫吸收塔，在氧化风系统下与带有SO2的烟气反应得到石膏浆液，石膏浆液从脱硫吸收塔取出后进入石膏脱水系统后得到脱硫石膏；其中底流浆液替代一部分既有石灰石浆液与既有石灰石浆液混合作为脱硫剂，底流浆液中的固相物占脱硫剂中固相物总质量的1/2；既有石灰石浆液中CaCO3的质量分数为25wt％。
旋流分离后的溢流浆液，在脱硫废水处理单元，依次经过中和、絮凝沉淀和澄清过程，去除其中氯离子、极细惰性颗粒、重金属元素、有机质等杂质。其中：(1)中和过程：溢流浆液与来自湿法脱硫系统排出的弱酸性的脱硫废水进行中和反应，至混合液的pH为9.5～10.0；(2)絮凝沉淀：混合液进入絮凝池在絮凝剂的作用下絮凝沉淀，絮凝剂采用阳离子聚丙烯酰胺(PAM)和聚合硫酸铁，PAM的添加量为混合液的0.05wt％，聚合硫酸铁的添加量为混合液的0.5wt％；(3)澄清过程：絮凝沉淀后的混合液静置后，澄清液回用于脱硫灰制浆过程，底泥送至既有湿法脱硫系统废水处理的污泥浓缩脱水单元，进行固液分离，所形成的水处理泥饼可单独综合利用。
步骤S2中制备的脱硫石膏为浅白色，经《GB/T 5484-2012石膏化学分析方法》检测，CaSO4·2H2O的含量为94.5wt％，CaSO3·1/2H2O的含量为0.33wt％，CaCO3的含量为0.51wt％，Ca(OH)2的含量小于0.01wt％，CaCl2的含量为0.12wt％，SiO2的含量为0.4wt％，Al2O3的含量为0.3wt％，Fe2O3的含量为0.2wt％，Pb、Zn、Cu、Cr等金属含量均小于0.05wt％，满足水泥、建筑建材、石膏制品等工业中大规模应用的要求。
上述处理过程中，通过对脱硫灰的预处理，脱硫灰中有效钙基成分作为脱硫剂进入吸收塔进行转化和利用，50～90wt％超细颗粒、氯离子、重金属元素、有机质等对浆液系统有害组分从源头脱除，并引至脱硫系统之外，不再在吸收塔浆液内发生循环富集，从而对原有吸收系统造成持续影响；同时，既有湿法系统浆液系统的溢流起泡、吸收塔浆液中毒等现象原来偶尔发生，现在彻底消除。石膏浆液脱水系统和废水处理系统负荷波动很小，脱硫系统稳定顺行，原有湿法系统脱硫效率保持稳定，说明湿法脱硫系统协同消纳脱硫灰的工艺可靠、协同力强；最后，脱硫石膏的色泽呈浅白色，其品质因杂质元素的源头去除而显著提升，由二级品提升至一级品。
结合实施例1～3，本发明的湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，工艺简单，实现容易，通过湿法脱硫系统的协同处理，脱硫灰中有效钙基成分作为脱硫剂转化和利用，杂质成分在源头得以去除，减少了湿法系统浆液溢流起泡、吸收塔浆液中毒、浆液脱水和废水处理系统负荷波动等工艺故障隐患，为干法/半干法脱硫灰提供了一种安全妥善的处理途径，具有较好的经济效益和社会效益。
综上所述，上述实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，其特征在于，脱硫灰制浆后经旋流分离预处理得到溢流浆液和底流浆液；所述底流浆液单独或与既有石灰石浆液混合作为脱硫剂，进入既有湿法脱硫系统制备脱硫石膏；所述溢流浆液与所述湿法脱硫系统产生的脱硫废水进入脱硫废水处理单元处理后得到底泥和澄清液，所述底泥经浓缩脱水后得到水处理污泥，所述澄清液用于脱硫灰制浆。
2.如权利要求1所述的湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，其特征在于，所述湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法具体包括以下步骤：
S1，脱硫灰制浆后得到脱硫灰浆液，所述脱硫灰浆液经旋流分离预处理后得到溢流浆液和底流浆液；
S2,所述底流浆液单独或与既有石灰石浆液混合作为脱硫剂，进入湿法脱硫吸收塔，与烟气中的SO2反应得到石膏浆液，所述石膏浆液进入石膏脱水系统后得到脱硫石膏；
S3，所述溢流浆液与所述步骤S2产生的脱硫废水进入脱硫废水处理单元，所述溢流浆液与所述脱硫废水发生中和反应后的混合液在絮凝剂作用下发生絮凝沉淀，经澄清后得到澄清液和底泥，所述底泥进入污泥浓缩脱水单元经浓缩脱水后得到水处理污泥，所述澄清液用于脱硫灰制浆。
3.如权利要求2所述的湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述脱硫灰来自于干法/半干法烟气脱硫工艺中的副产物。所述脱硫灰中CaSO3·1/2H2O、CaCO3、f-CaO和Ca(OH)2四种成分的总质量分数为20～80wt％。
4.如权利要求2所述的湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述脱硫灰浆液中固含量为2～40wt％。
5.如权利要求2所述的湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，其特征在于，所述底流浆液与所述溢流浆液中固相质量比为20～5：1。
6.如权利要求2所述的湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述底流浆液中的固相物占所述脱硫剂中固相物总质量的1/10～1。
7.如权利要求2所述的湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述溢流浆液与所述脱硫废水发生中和反应，至混合液的pH为9.5～10。
8.如权利要求2所述的湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述絮凝剂选自阳离子聚丙烯酰胺PAM、硅酸钠、聚乙二醇、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硅酸、聚合硅酸铝、聚合硫酸铁中的一种或多种。
9.如权利要求8所述的湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，其特征在于，所述絮凝剂采用PAM和铁盐/铝盐。
10.如权利要求9所述的湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的方法，其特征在于，所述铁盐/铝盐的添加量为所述混合液的0.05～1wt％，所述PAM的添加量为所述混合液的0.001～0.5wt％。
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