CN201329253Y - 移动床煅烧脱硫塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种移动床煅烧脱硫塔，包括进料装置、烟气出口装置、塔体和钢支架，塔体上方是烟气出口装置，烟气出口装置上方是进料装置，钢支架位于塔体下方，塔体分为三部分，上、下部均为圆柱体，下部直径略大，中部为圆台体，圆台体上端外侧设置有围绕圆台体的环形烟道，其上均布有数个下倾的喷嘴，其穿过圆台体插入到塔体的内部。石灰石颗粒通过进料装置从移动床煅烧脱硫塔顶部落入塔内，缓慢下移到塔底，高温烟气通过环形烟道及其喷嘴进入塔体，逆向上升到达塔顶，两者在塔体内发生换热与化学反应，同时达到了石灰石煅烧和烟气脱硫的效果。本实用新型可取代专用石灰石煅烧炉和烟气脱硫装置，实现余热回收，污染治理和污染物的循环利用，有较好的经济和环境效益。

Description

移动床煅烧脱硫塔

技术领域

本实用新型涉及一种脱硫塔，尤其涉及在铜冶炼过程中，采取阳极炉烟气余热利用和脱硫工艺的移动床煅烧脱硫塔。

背景技术

随着我国经济的高速发展，对铜的需求也日益扩大，但我国铜资源相对缺乏，依赖进口的现状已制约了我国铜工业的发展。因此，国务院最近发布实施的《全国矿产资源规划》将铜列为鼓励开采的资源。然而，占主导地位的火法炼铜过程伴随着烟气排放污染，因而受到环境保护越来越大的压力。虽然经过多年努力，已有较成熟的废热回收和脱硫除尘工艺，但其流程长，工艺复杂，能耗高，特别是阳极炉回收的蒸汽热量，用于发电嫌少，用于供热又多于自身需要。因此，有必要寻求更适合铜生产的新工艺。

目前，炼铜厂的阳极炉多采用余热锅炉回收烟气热量，用石灰浆喷雾半干法脱硫，再用布袋除尘，其工艺流程见图1。

阳极炉产生的高温烟气(约1100-1200℃)进入二次燃烧室，向二次燃烧室供应油和热空气，使烟气中的残碳继续进行燃烧，生成的高温烟气(约1200℃)进入余热锅炉；余热锅炉回收高温烟气的热量，产生的蒸汽用于发电和供热；从余热锅炉出来的烟气(约400℃)进入空气预热器，将冷空气加热到300℃左右，回用于阳极炉的煤气燃烧；从空气预热器出来的烟气(约130℃)进入脱硫塔，脱硫塔采用半干法喷浆脱硫，利用Ca(OH)₂浆液对烟气进行脱硫，生成CaSO₃和CaSO4的混合脱硫产物；脱硫后的烟气温度约为60-70℃，且含湿较高，须经过蒸汽或热空气面式烟气干燥器加热到80℃以上，方可进入布袋除尘器除尘。

由于采用石灰浆液喷雾法脱硫，不但系统复杂，运行成本高，而且经发生常堵塞和腐蚀，可靠性较差。此外，精铜矿冶炼工艺要用石灰作熔剂，需配置专门的石灰煅烧窑，花费其它能源将石灰石煅烧成石灰。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种移动床煅烧脱硫塔，其可以利用阳极炉的高温烟气来煅烧石灰石，同时，烟气中的SO₂在与烧成的石灰接触时，发生化学反应，达到脱硫的目的。

本实用新型可由以下技术方案完成：

一种移动床煅烧脱硫塔，包括双钟罩式密封进料装置、烟气出口装置、塔体和钢支架，塔体的上方是烟气出口装置，烟气出口装置的上方是双钟罩式密封进料装置，钢支架位于塔体的下方，塔体分为三部分，上、下部均为圆柱体，下部直径略大，中部为圆台体，中部圆台体的上端外侧设置有围绕中部圆台体的环形烟道，其上均布有数个下倾的喷嘴，其穿过圆台体插入到塔体的内部。

本实用新型的有益效果在于：

a.可取代专用的石灰煅烧窑，为铜精炼炉提供所需的熔剂-石灰；

b.实现有害废弃物的资源化循环利用。本实用新型的脱硫产物是硫酸盐(硫酸钙和亚硫酸钙)，它们与烧成的石灰一同作为熔剂送入精铜矿熔炼炉，硫酸盐在高温作用下分解出SO₂与铜矿石(主要为硫化铜)中氧化出的SO₂，将在后续的双转双吸工艺中制成硫酸产品；

c.缩短工艺流程，简化设备，提高系统的可靠性。取消了石灰浆液制备系统，喷雾脱硫系统及烟气干燥系统，并避免堵塞和腐蚀的弊端；

d.实现良好的经济和环保效益。

附图说明

图1为现有技术中余热回收和喷雾半干法脱硫的工艺流程图。

图2为本实用新型的移动床煅烧脱硫炉的工艺流程图。

图3为本实用新型的移动床煅烧脱硫炉的示意图。

其中，1为双钟罩式密封进料装置、2为烟气出口装置、3为塔体、4为环形烟道、5为水冷锥形螺旋出料装置、6为钢支架、7为喷嘴。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作详细说明。

图2为本实用新型的移动床煅烧脱硫塔的工艺流程图。阳极炉产生的烟气(约1100-1200℃)进入二次燃烧室；向二次燃烧室喷油和热空气，使烟气中的残碳在二次燃烧室内继续燃烧，生成的高温烟气(约1200℃)进入移动床煅烧脱硫塔；高温烟气在移动床煅烧脱硫塔中完成石灰石的煅烧和脱硫后，进入空气预热器；烟气在空气预热器中将冷空气加热到300℃左右，送到阳极炉与煤气混合助燃，而烟气温度则从400℃降到130℃左右；从空气预热器出来的烟气最后通过布袋除尘器和引风机，从烟囱排入大气。石灰石从塔顶部加入，在其缓慢下移过程中，历经预热带，脱硫焙烧带和冷却带，完成石灰石的煅烧和烟气脱硫，最后经锥形螺旋出料机排出。使颗粒物在移动过程完成工艺要求(化学和/或物理反应)的装置称为移动床反应器，简称移动床。

向移动床煅烧脱硫塔加入石灰石，其产品为煅烧石灰石生成的石灰和脱硫生成的硫酸盐(硫酸钙和亚硫酸钙)，这种混合物正好可作为熔剂用于精铜矿冶炼，并且，在高温精铜矿的中，硫酸盐分解出的SO₂与铜矿石分解出的SO₂共同在后续的双转双吸工艺中形成硫酸产品。这样，就将冶炼炉烟气中的有害SO₂转化为有用的硫酸，实现废弃物循环利用，变废为宝。

石灰石(CaCO₃)在高温下发生分解反应形成石灰(CaO)，其分解化学反应如下：

CaCO₃----CaO+CO₂

石灰石转化为石灰的煅烧温度范围是900～1200℃，温度过低反应十分缓慢，且内部残留未分解的石灰石--称之为”欠烧”；温度过高则会破坏原有结晶结构，使石灰失去活性-称之为“过烧”。而进入煅烧脱硫塔的烟气温度最高为1200℃，正好满足煅烧要求。

烟气中的SO₂遇到石灰，会发生两种固硫化学反应：

CaO+SO₂----CaSO₃

CaO+SO₂+0.5O₂----CaSO₄

此反应的最佳温度为800-950℃。本塔的进出口温度为400-1200℃，通过优化塔形设计以及控制石灰石粒度和下料速度，可保障在800-950℃温度范围内有足够的反应停留时间。

图3为本实用新型的移动床煅烧脱硫塔的示意图。移动床煅烧脱硫塔包括双钟罩式密封进料装置1、烟气出口装置2、塔体3和钢支架。移动床煅烧脱硫炉的塔体3分为三部分，上、下部均为圆柱体，下部直径略大，中部为圆台体，其连接上、下部圆柱体而形成煅烧脱硫炉的主体结构。

塔体3的上部圆柱体分为两个部分，一个部分为预热带，约占上部圆柱体的上2/3部分，这里的温度约为400～750℃，另一个部分为脱硫煅烧带，约占上部圆柱体的下1/3部分，这里的温度约为750～1100℃。

塔体3的中部圆台体的上端外侧设置有围绕中部圆台体的环形烟道4，其与主烟道连接，环形烟道4上均布有数个下倾的喷嘴7，喷嘴7穿过圆台体插入到塔体3的内部，喷嘴水平向下的倾角范围在40-50度之间，喷嘴7的出口接近圆台体的下端。

塔体3的下部圆柱体为冷却带部分，其采用水冷夹套冷却，夹套内设置有水冷锥形螺旋出料装置5。

塔体3的上方是烟气出口装置2，烟气出口装置2的上方是双钟罩式密封进料装置1。原料石灰石颗粒通过双钟罩密封进料装置1从移动床煅烧脱硫炉顶部落入塔内，依次下行通过预热带、脱硫煅烧带和冷却带，经水冷锥形螺旋出料装置5排到塔底。高温烟气从主烟道通过环形烟道4及其喷嘴7进入充满石灰石的塔体3，依次上升通过煅烧脱硫带和预热带，与从进料装置1中下落的石灰石发生反应后，进入烟气出口装置2，通向下游的空气预热器、除尘器、引风机，最后由烟囱排出。

钢支架6位于塔体3的下方，煅烧生成的石灰经出料装置5落到钢支架6形成的空间中。

塔体3是由钢制外壳、内衬耐火材料和外加保温层组成。环形烟道4为耐热钢管，其内衬耐火材料、外敷保温材料。喷嘴7由耐热合金制成。

移动床煅烧脱硫塔的设计是根据石灰石粒度，烟气温度和体积流量，塔内径向和轴向温度分布，以及烟气上升和石灰石下移速度等因素优化确定的，用以保障石灰石煅烧和烟气脱硫所需时间。

尽管上文对本实用新型的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本实用新型的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1、一种移动床煅烧脱硫塔，包括双钟罩式密封进料装置(1)、烟气出口装置(2)、塔体(3)和钢支架(6)，塔体(3)的上方是烟气出口装置(2)，烟气出口装置(2)的上方是双钟罩式密封进料装置(1)，钢支架(6)位于塔体(3)的下方，其特征在于，塔体(3)分为三部分，上、下部均为圆柱体，下部直径略大，中部为圆台体，中部圆台体的上端外侧设置有围绕中部圆台体的环形烟道(4)，其上均布有数个下倾的喷嘴(7)，其穿过圆台体插入到塔体(3)的内部。

2、如权利要求1所述的移动床煅烧脱硫塔，其特征在于，塔体(3)的上部圆柱体分为两个部分，一个部分为预热带，约占上部圆柱体的上2/3部分，另一个部分为脱硫煅烧带，约占上部圆柱体的下1/3部分，下部圆柱体为冷却带部分。

3、如权利要求2所述的移动床煅烧脱硫塔，其特征在于，冷却带部分采用水冷夹套冷却，夹套内设置有水冷锥形螺旋出料装置(5)。

4、如权利要求1所述的移动床煅烧脱硫塔，其特征在于，喷嘴(7)下倾角范围在40-50度之间，其出口接近塔体(3)的圆台体的下端。

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