CN1727296A - 石灰石—石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理方法及系统 - Google Patents

石灰石—石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理方法及系统 Download PDF

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本发明公开了一种石灰石—石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理方法和系统。在烟气排放厂内将石灰石—石膏湿法脱硫产生的含游离水10％以下的脱硫石膏，利用锅炉或燃煤设备产生的余热作为脱水设备的热源进行加热脱水，获得含游离水4％以下的可直接应用的作为水泥缓凝剂的二水石膏或作为建筑等用途的半水石膏或无水石膏。是将脱硫石膏资源化应用处理技术、节能技术与湿法烟气脱硫系统工艺相结合，实现湿法烟气脱硫系统和脱硫石膏资源化应用处理工艺一体化，是湿法烟气脱硫工艺中的石膏脱水系统的进一步延伸和完善，从而达到湿法烟气脱硫的副产品——脱硫石膏直接使用的效果和资源化应用，发展循环经济。

Description

石灰石-石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理方法及系统
技术领域
本发明涉及烟气脱硫及脱硫副产物脱硫石膏的资源再生，是将脱硫石膏资源化处理技术、节能技术与湿法烟气脱硫(FGD)工艺相结合，实现湿法烟气脱硫系统和脱硫石膏资源化处理工艺一体化，是湿法烟气脱硫工艺中的石膏脱水系统的进一步延伸和完善，从而达到湿法烟气脱硫的副产品——脱硫石膏直接使用的效果和资源化应用，发展循环经济。
背景技术
发电厂、热电厂或其它工业企业用的锅炉或反应炉等设备以燃煤作为能源，在生产过程中燃煤燃烧产生含硫有害烟气，主要是SO2。目前，在我国大规模开展的减少大气污染、创造碧水蓝天的环境保护工程中，许多SO2的排放大户正在实施烟气脱硫项目，尤其以燃煤火电厂烟气脱硫尤为突出。无论是新建还是改、扩建的电厂及其它燃煤的SO2排放企业，在所实施的烟气脱硫项目中，以采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的较为普遍。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，其整个生产过程如图1所示，锅炉或其它燃煤设备1产生的烟气，在烟道旁路挡板门关闭后，进入湿法烟气脱硫系统。在湿法烟气脱硫系统内，烟气经过脱硫增压风机2以及烟气换热器3降温后，进入吸收塔5，烟气与石灰石/石灰浆液接触混合，烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及加入的进行强制氧化的空气进行化学反应，最后生成二水硫配钙(CaSO4·2H2O)即石膏浆液。脱硫后的净烟气依次经过除雾器除去水滴，再经过烟气换热器3加热升温后，通过烟囱4排入大气。脱硫过程中在吸收塔5内产生的石膏浆液通过水力石膏旋流器6浓缩处理后成为含游离水50％左右的脱硫石膏浆液，再经石膏浆液泵送至真空皮带脱水机7脱水成含水率(游离水)10％以下的脱硫石膏(二水石膏)，然后进入脱硫石膏储库。当烟气脱硫系统停运时，旁路挡板门打开，烟气从旁路烟道通过烟囱4直接排入大气。
在强制氧化脱硫条件下，烟气脱硫产生的脱硫石膏中石膏纯度很高，可以作为水泥缓凝剂或其它石膏产品的原料使用。然而烟气脱硫工艺过程中产生的含游离水的脱硫石膏中游离水含量一般在8～10％这一范围内，仍然无法直接使用的，需解决再脱水的技术问题，最后使脱硫石膏转变成游离水含水率为3-4％的产品，这样可用做水泥缓凝剂，或者进一步煅烧除去部分或全部结合水，成为建筑等用的半水石膏或者无水石膏，才能够被直接再利用，达到湿法脱硫的副产品资源化再利用的要求。
解决最后的这一脱水过程就需要一个系统——脱硫石膏资源化处理系统来完成。目前，由于不同的下游用户对石膏的含水率要求不同，所以这一系统不是安装在产生SO2的企业的厂内，而是脱硫石膏用户将脱硫石膏从厂内运至厂外在用户厂内完成上述转化过程的。
目前这种石灰石-石膏湿法烟气脱硫-异地脱水工艺存在如下问题：
(1)SO2产生企业为了能存储一段时间排放的含水脱硫石膏，必须建设脱硫石膏储库，一般的脱硫石膏储库的容积都有几千立方米，为了与其相适应，湿法脱硫系统中真空皮带脱水机要有较高的安装高度，这会给企业造成工程投资较高的压力。
(2)由于最后进行异地脱水的脱硫石膏资源化处理过程需要热源，所以厂外处理除需要新建厂房外，还要建热源设施，既增加了工程投入，处理过程中又耗费较多的能源，使脱硫石膏的处理费用和管理费用增加，另外如果采用小型锅炉又会造成异地污染问题。
(3)这种异地处理方式对一些小的石膏用户则由于不具备这种能力，而使得脱硫石膏资源化应用受到一定的限制，也使得这些产生SO2的企业的脱硫副产品的处理成为问题，也造成了环境压力。
(4)通常发电厂、热电厂等这些产生SO2的企业，生产过程中会产生大量的高温废气(汽)或富余的气(汽)，例如锅炉或其它燃煤设备产生的助燃用的热空气通常在320℃、烟气通常为120-150℃、以及0.3Mpa的饱和蒸汽。这些高温废气(或汽)向环境排入热量，同样会对环境造成热污染的压力。
(5)在从脱硫石膏产生企业到石膏用户的运输过程中以及再脱水过程中同样存在造成二次环境污染的可能。
发明内容
针对现有的湿法烟气脱硫-异地脱水工艺存在的上述问题，本发明的目的在于是提供一种新型的烟气脱硫过程中石膏浆处理方法，是一种石灰石-石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理一体化方法，通过在烟气排放厂内对湿法烟气脱硫系统产生的副产品脱硫石膏直接进行资源化处理，减少粉状脱硫石膏在运输和再处理过程中形成的二次污染，并减少投资，同时达到SO2产生企业余热再利用的效果，以节约能源。
本发明采用如下技术方案：在烟气排放厂内将石灰石-石膏湿法脱硫产生的含游离水10％以下的脱硫石膏，利用锅炉或燃煤设备产生的余热作为脱水设备的热源进行加热脱水处理，获得含游离水4％以下的可直接应用的作为水泥缓凝剂的二水石膏或作为建筑等用途的半水石膏或无水石膏。
所述的余热可以为锅炉或燃煤设备产生的烟气、蒸汽或助燃用的热空气。
所述的加热脱水处理过程可以为干燥脱水过程或干燥脱水与煅烧脱水结合的过程，还可以为蒸压脱水与干燥脱水结合的过程。
在脱硫石膏进行加热脱水之前或之后还可以将脱硫石膏压制成球，以获得球状产品，便于运输。
所述的脱水设备优先采用干燥煅烧机，这种干燥煅烧一体设备通过调节加热温度可以实现生产水泥缓凝剂、β半水石膏、无水石膏多种产品，以适应不同用户的需求且减少设备投资。生产α半水石膏时则还可在所述的干燥煅烧机上游增设蒸压釜以对脱硫石膏蒸压加热。也可以用普通干燥设备只生产水泥缓凝剂一种产品，或通过对水泥缓凝剂再进一步煅烧或蒸压干燥获得半水石膏或无水石膏。
本发明还提供了一种石灰石-石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理系统，包括锅炉或其它燃煤设备以及石灰石-石膏湿法脱硫系统，其特征在于：还包括干燥煅烧机及包装机，所述石灰石-石膏湿法脱硫系统中真空皮带脱水机出来的含游离水10％以下的石膏经干燥煅烧机干燥脱水成合格产品送包装机包装，所述的锅炉或其它燃煤设备产生的热空气或烟气、蒸汽经过调节温度后达作为干燥煅烧机的热源使用，用于干燥煅烧机干燥煅烧加热。
在所述的干燥煅烧机上游或下游位置(按工艺流程前后区分上游或下游位置)还可以增加成球设备，对干燥煅烧前或后的脱硫石膏加工成球状水泥缓凝剂。
在所述的干燥煅烧机上游还可增加蒸压釜，对石灰石-石膏湿法脱硫系统中真空皮带脱水机脱水后的含游离水的石膏蒸压脱去部分结合水再送干燥煅烧机干燥成α半水石膏，所述的锅炉或燃煤设备产生的蒸汽输送至蒸压釜用于蒸压处理。
所述的热空气经过干燥煅烧机后可以经烟囱直接排走。
所述的烟气经过干燥煅烧机后再回至所述的石灰石-石膏湿法脱硫系统进行脱硫处理。
还可包括气力输送机，将产品气力输送至用户，或用车输送至用户。
本发明的石灰石-石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理方法及系统，将石灰石-石膏湿法脱硫系统与脱硫石膏资源化处理过程有机结合为一体，充分利用SO2排放企业的锅炉或其它燃煤设备产生的余热、余气(汽)作为再脱水热源，将石灰石-石膏湿法脱硫系统产生的含游离水的石膏就地直接再进行脱水干燥，直接加工成可以供下游企业直接应用的水泥缓凝剂或半水石膏、无水石膏，能够直接作为商品出售，这种方法及处理系统同传统的工艺相比有如下优点：
(1)将SO2排放企业产生的余热、余气(汽)作为再脱水的热源，同湿法烟气脱硫系统相结合，对脱硫石膏进行改性资源化处理，使这些SO2排放企业脱硫副产品能够直接出售和使用，节约了能源，减少了再脱水成本。
(2)SO2排放企业脱硫副产品可以直接被下游企业使用，不但降低了下游企业的工程、生产成本和管理压力，而且使得小型企业和用户也可以利用这些副产品，提高了其利用率，也降低了污染压力。
(3)SO2排放企业所需真空皮带脱水机的安装高度可以降低，而且石膏储存库的容积可以减少，降低了工程造价。
(4)可以直接加以利用的石膏成品相对于以前的含游离水的石膏来说更加便于运输，因此减少了二次环境污染。
附图说明
图1为现有的石灰石-石膏湿法脱硫系统工艺流程图。
图2为本发明的一种石灰石-石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理系统工艺流程图。
图3为本发明的另一种石灰石-石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理系统的工艺流程图。
图4为实施例3中的石灰石-石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理系统的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的石灰石-石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理系统及处理方法作进一步说明，以助于理解本
发明的内容。
实施例1
如图2所示，是一种石灰石-石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理系统的工艺流程图。该系统包括燃煤锅炉1及石灰石-石膏湿法脱硫系统以及脱硫石膏资源化处理系统。石灰石-石膏湿法脱硫系统包括脱硫增加风机2、烟气换热器3、烟囱4、吸收塔5、水力石膏浆液旋流器6及真空皮带脱水机7。锅炉1的温度为120～150℃的含硫烟气经过脱硫增压风机2增压并经烟气换热器3换热降温后进入吸收塔5，与钙基吸收剂在强制氧化条件下反应生成二水硫酸钙达到烟气脱硫目的，脱硫后的烟气经过烟气换热器3加热后由烟囱4排放到大气中；吸收塔5排出的二水石膏浆液经过一级水力石膏浆液旋流器6脱水至含游离水50％左右，再经过真空皮带脱水机7真空脱水至含游离水8～10％。脱硫石膏资源化处理系统的核心设备为干燥煅烧机，真空皮带脱水机脱水处理后含游离水8～10％的石膏被输送到干燥煅烧机内，锅炉1产生的温度为120～150℃的烟气的一部分或全部经过调节温度80～90℃后送向干燥煅烧机作为热源，在干燥煅烧机内对含8～10％游离水的二水石膏加热干燥，成为含游离水3～4％的石膏产品，能够直接作为水泥缓凝剂使用，经过包装机包装后储存。通过调节干烟气的温度至120～170℃所需的煅烧温度，还用干燥煅烧机进行干燥煅烧处理，脱除游离水和部分结合水获得β半水石膏。使用后的烟气则返回烟气系统进入吸收塔同原烟气一起脱硫处理后经烟囱排放。
通常，干燥煅烧机加工生产水泥缓凝剂所需干燥温度约为80℃，生产半水石膏或无水石膏用的煅烧温度在快速干燥条件下不高于300℃，而慢速干燥在120～170℃，因此将烟气需要经过温度调节系统调节至所需温度，如果烟气温度高于干燥煅烧机所需温度，需要先降温后使用，如果低于所需温度则可通过电加热器升温后使用。本实施例中以烟气作为干燥煅烧机热源用于生产水泥缓凝剂及β半水石膏，正是考虑到烟气的温度易于调节成干燥煅烧机所需的工作温度。
根据需要还可在干燥煅烧机工艺上游位置，即在真空皮带脱水工序与干燥煅烧工序之间增加圆盘成球机9，利用石膏中含游离水易成球的优势先形成球后再经干燥煅烧机干燥，得球形产品；或者是在干燥煅烧机下游位置之后增加圆盘成球机10，将经过干燥煅烧机8干燥煅烧后的β半水石膏和一定比例的含游离水10％以下的脱硫石膏制成球状，经自然通风干燥，成为含游离水3～4％或更低的球状水泥缓凝剂，便于运输和用户使用。
本实施例中的石灰石-石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理方法为：在烟气排放厂内将石灰石-石膏湿法脱硫产生的含游离水10％以下的脱硫石膏，利用锅炉产生的温度为120～150℃的烟气作为脱水设备的热源，经过调节温度后在干燥煅烧机内对脱硫石膏进行加热脱水处理，获得含游离水4％以下的可直接应用的作为水泥缓凝剂的二水石膏或建筑等用途的β半水石膏，使用后的烟气送烟气系统经脱硫后排放。
实施例2
如图3所示，本实施例中是针对的一种生产无水石膏产品的工艺流程。本实施例中石灰石-石膏湿法脱硫系统与实施例1中相同，包括脱硫增加风机2、烟气换热器3、烟囱4、吸收塔5、水力石膏浆液旋流器6及真空皮带脱水机7。脱硫石膏资源化处理系统的主要设备同样为干燥煅烧机8，其不同之处在于采用锅炉1中助燃用的取自空气预热器的预热后的温度为320℃左右的热空气作为脱水干燥过程中干燥煅烧机8的热源，经过电加热器或冷风口温度调节后对粉状脱硫石膏进行干燥煅烧，以脱除游离水和全部结合水得到无水石膏产品。使用后的热空气因不含硫或硫化物则直接排入烟囱4。
本实施例针对生产无水石膏所需煅烧温度高的特点，将与煅烧温度比较接近的锅炉助燃用的预热的热空气用于干燥煅烧热源，同样达到就近利用能源而不需要新建热源的目的，以节约工程成本。
本实施例中的石灰石-石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理方法为：在烟气排放厂内将石灰石-石膏湿法脱硫产生的含游离水10％以下的脱硫石膏，利用锅炉所用的温度在320℃左右的预热热空气作为脱水设备的热源，经过调节温度后在干燥煅烧机内对脱硫石膏进行干燥、煅烧处理，获得无水石膏产品，使用后的热空气送烟囱直接排放。
实施例3
如图4所示，本实施例中是针对的一种生产α半水石膏产品的工艺流程。本实施例中石灰石-石膏湿法脱硫系统与实施例1中相同，包括脱硫增加风机2、烟气换热器3、烟囱4、吸收塔5、水力石膏浆液旋流器6及真空皮带脱水机7。脱硫石膏资源化处理系统的主要设备同样为干燥煅烧机8，其不同之处在于在干燥煅烧机9工艺的上游位置，还设置有蒸压釜11，蒸压釜11所需热源为锅炉1产生的0.3Mpa的饱和蒸汽，干燥煅烧机所用的热源则为脱硫增压机2增压后、烟气换热器降温前的温度为120～150℃的烟气。
本实施例针对生产α半水石膏的特点，利用锅炉产生的0.3Mpa的饱和蒸汽在蒸压釜内先蒸压脱除石膏中部分结合水，再利用烟气余热在干燥煅烧机内进行干燥以脱除游离水得到α半水石膏产品，也同样达到就近利用能源而不需要新建热源的目的，以节约工程成本。
本实施例中的石灰石-石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理方法为：在烟气排放厂内将石灰石-石膏湿法脱硫产生的含游离水10％以下的脱硫石膏，利用锅炉产生的饱和蒸汽在蒸压釜内蒸压处理，蒸汽放热后的凝结水进入吸收塔5；蒸压处理后的石膏在具有干燥功能的干燥煅烧机内经过调节温度后的锅炉烟气加热干燥，脱除游离水后得到α半水石膏产品，使用后的烟气送烟气系统经脱硫后排放。

Claims (10)

1、一种石灰石—石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理方法，其特征在于：在烟气排放厂内将石灰石—石膏湿法脱硫产生的含游离水10％以下的脱硫石膏，利用锅炉或燃煤设备产生的余热作为脱水设备的热源进行加热脱水，获得含游离水4％以下的可直接应用的作为水泥缓凝剂的二水石膏或作为建筑用途的半水石膏或无水石膏。
2、如权利要求1所述的石灰石—石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理方法，其特征在于：所述的余热为锅炉或燃煤设备产生的烟气、蒸汽或助燃用的热空气。
3、如权利要求1或2所述的石灰石—石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理方法，其特征在于：加热脱水处理过程为干燥脱水过程或干燥脱水与煅烧脱水结合的过程，或者蒸压脱水与干燥脱水结合的过程。
4、如权利要求1或2所述的石灰石—石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理方法，其特征在于：在进行加热脱水之前或之后将脱硫石膏压制成球。
5、如权利要求1或2所述的石灰石—石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理方法，其特征在于：所述的脱水设备为干燥煅烧机，或蒸压釜及干燥煅烧机。
6、一种石灰石—石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理系统，包括锅炉或其它燃煤设备以及石灰石—石膏湿法脱硫系统，其特征在于：还包括干燥煅烧机及包装机，所述石灰石—石膏湿法脱硫系统中真空皮带脱水机出来的含游离水10％以下的石膏经干燥煅烧机干燥脱水成合格产品送包装机包装，所述的锅炉或其它燃煤设备产生的热空气或烟气、蒸汽经过调节温度后作为干燥煅烧机的热源使用，用于干燥煅烧机干燥煅烧加热。
7、如权利要求6所述的石灰石—石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理系统，其特征在于：在所述的干燥煅烧机上游或下游位置还设置有成球设备，对干燥煅烧前或后的脱硫石膏加工成球状水泥缓凝剂。
8、如权利要求6所述的石灰石—石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理系统，其特征在于：在所述的干燥煅烧机上游位置还增加蒸压釜，对真空皮带脱水机脱水后的含游离水的石膏蒸压脱去部分结合水再送干燥煅烧机干燥成α半水石膏，所述的锅炉或燃煤设备产生的蒸汽输送至蒸压釜用于蒸压处理，冷凝水送所述的石灰石—石膏湿法脱硫系统中的吸收塔。
9、如权利要求6所述的石灰石—石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理系统，其特征在于：热空气经过干燥煅烧机后经烟囱直接排走。
10、如权利要求6所述的石灰石—石膏湿法脱硫与脱硫石膏资源化处理系统，其特征在于：所述的烟气经过干燥煅烧机后再回所述的石灰石—石膏湿法脱硫系统进行脱硫处理。
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