CN208786156U - 一种煅烧烟气脱硫除尘辅助干燥电石渣的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了煅烧烟气脱硫除尘辅助干燥电石渣系统，包括一级余热锅炉，所述一级余热锅炉用于热量回收利用；进气口与一级余热锅炉出气口相连的电石渣干燥系统，所述电石渣干燥系统设置有湿电石渣进料口；所述电石渣干燥系统用于一级脱硫反应和湿电石渣干燥；进料口与电石渣干燥系统出口连接的沉降反应系统；所述沉降反应系统设置有干燥电石渣外排口；所述沉降反应系统用于二级脱硫反应和电石渣沉降；进料口与沉降反应系统出口连接的布袋除尘器；所述布袋除尘器设置有第二干燥电石渣外排口；所述布袋除尘器用于三级脱硫反应和脱除粉尘。本实用新型实现了脱硫除尘一体化控制，及煅烧烟气余热的利用，高效脱除SO_X，无废水(渣)二次污染产生。

Description

一种煅烧烟气脱硫除尘辅助干燥电石渣的系统

技术领域

本实用新型涉及石油焦或煤煅烧技术领域，尤其涉及一种煅烧烟气脱硫除尘辅助干燥电石渣的系统。

背景技术

煅烧是将各种固体碳质原料(如石油焦或无烟煤等)进行高温热处理的过程。通过煅烧达到排除石油焦中水分及挥发分，加速硫分变化的目的，获得具有更大密度、强度及更好导电性能、抗氧化性能的煅后焦，作为生阳极的原料。目前国内外炭阳极用石油焦煅烧炉窑主要有回转窑、罐式煅烧炉两种。煅烧烟气中均含大量二氧化硫、氮氧化物和烟尘等。

其中，煅烧烟气中的SO₂是由石油焦中单体硫的气化及含硫化合物的分解燃烧产生，烟气中的二氧化硫浓度高达1500～7000mg/Nm³，如此高浓度的二氧化硫要达到超低排放，吸收剂的运行费用将是很大的消耗。

目前，煅烧炉烟气治理的技术着重点都是采用大量的吸收剂去反应脱除二氧化硫，同时为了满足脱硫的条件，需要配套多级的冷却器，造成系统的庞大复杂，运行费用极高，同时还产生大量的脱硫副产物及脱硫废水，很难处理。

同时，现有电石渣烘干技术，大部分采用天然气燃烧作为高温热源，电石渣烘干系统的运行成本高，生成的脱硫吸收剂的成本高。

例如，申请号201611244410.6公开了一种煅烧烟气脱硫除尘工艺，在煅烧炉烟气出口喷入脱硝剂，与烟气充分混合，进行脱硝处理，脱硝后气体经过冷却，进入除尘器，除去粉尘，除去粉尘后烟气进入超重力旋转脱硫塔，与超重力旋转脱硫塔内的脱硫剂进行吸附反应，进行除硫，除硫后的烟气进行排放。此实用新型未能充分的利用煅烧炉烟气的余热，吸收剂的耗量高，而且投资和运行费用也较高，系统较为复杂庞大，设备繁多，占地面积大，且存在着对超细粉尘(包括SO₃气溶胶)脱除效率有限，很难满足烟尘控制在5mg/m³以下，系统腐蚀严重，产生废水、废渣等二次污染问题。

授权公告号CN204987785U公开了一种电石渣烘干装置，该装置包括烘干机、加热机构，除尘机构、加料仓和存储仓，整个工艺复杂、设备繁多、运行操作繁琐，特别需要设置热风炉，消耗大量的能源，产生热烟气用于电石渣的烘干，能源利用率底，整体系统阻力大，运行费用高，且设备投资大，实际运用受到限制。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种煅烧烟气脱硫除尘辅助干燥电石渣的系统，实现了脱硫、除尘并辅助电石渣干燥的一体化控制。

为解决以上技术问题，本实用新型提供了一种煅烧烟气脱硫除尘辅助干燥电石渣的系统，包括：

一级余热锅炉，所述一级余热锅炉用于热量回收利用；

进气口与一级余热锅炉出气口相连的电石渣干燥系统，所述电石渣干燥系统设置有湿电石渣进料口；所述电石渣干燥系统用于一级脱硫反应和湿电石渣干燥；

进料口与电石渣干燥系统出口连接的沉降反应系统；所述沉降反应系统设置有干燥电石渣外排口；所述沉降反应系统用于二级脱硫反应和电石渣沉降；

进料口与沉降反应系统出口连接的布袋除尘器；所述布袋除尘器设置有第二干燥电石渣外排口；所述布袋除尘器用于三级脱硫反应和脱除粉尘。

优选的，所述布袋除尘器连接引风机，将净化的烟气排至烟囱。

优选的，所述一级余热锅炉和电石渣干燥系统由烟道连接，所述烟道靠近电石渣干燥系统进气口一端设置有气流均布装置。

本实用新型提供了一种煅烧烟气脱硫除尘辅助干燥电石渣的方法，包括以下步骤：

A)煅烧烟气经过一级余热锅炉，进行热量回收利用，得到低温烟气；

B)低温烟气进入电石渣干燥系统，进行一级脱硫，得到携带干电石渣的一级脱硫后的烟气；

C)携带干电石渣的一级脱硫后的烟气进入沉降反应系统，进行二级脱硫及大粒径干电石渣的沉降，得到携带细颗粒干电石渣的二级脱硫后的烟气及大粒径干电石渣；

D)携带细颗粒干电石渣的二级脱硫后的烟气进入布袋除尘器，进行三级脱硫及除尘，得到净化后的烟气及细颗粒干电石渣；

所述大粒径干电石渣的粒径为15～50μm；

所述细颗粒干电石渣的粒径为小于15μm。

优选的，所述低温烟气温度为300～450℃。

优选的，所述电石渣干燥系统中设置有湿电石渣，所述湿电石渣含水率为小于40％，Ca(OH)₂含量为小于60％。

优选的，所述电石渣干燥系统中，Ca/S比为100以上。

优选的，所述沉降反应系统中，Ca/S比为100以上。

优选的，所述一级脱硫后的烟气温度为70～160℃，含湿度为30％以上，所述干电石渣的粒径为小于50μm；所述二级脱硫后的烟气温度为70～160℃，含湿度为30％以上，携带的细颗粒干电石渣浓度为200～50g/Nm³。

优选的，所述净化后的烟气SO₂含量为35mg/m³以下，烟尘含量为5mg/m³以下。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种煅烧烟气脱硫除尘辅助干燥电石渣的系统，包括：一级余热锅炉，所述一级余热锅炉用于热量回收利用；进气口与一级余热锅炉出气口相连的电石渣干燥系统，所述电石渣干燥系统设置有湿电石渣进料口；所述电石渣干燥系统用于一级脱硫反应和湿电石渣干燥；进料口与电石渣干燥系统出口连接的沉降反应系统；所述沉降反应系统设置有干燥电石渣外排口；所述沉降反应系统用于二级脱硫反应和电石渣沉降；进料口与沉降反应系统出口连接的布袋除尘器；所述布袋除尘器设置有第二干燥电石渣外排口；所述布袋除尘器用于三级脱硫反应和脱除粉尘。本实用新型实现了脱硫除尘一体化控制，同时实现了煅烧烟气余热的利用进行湿电石渣的干燥，工艺流程简单，操作简便，运行稳定，节水，可协同高效脱除SO₃，且无废水(渣)二次污染产生、无需防腐处理。

附图说明

图1为本实用新型提供的煅烧烟气脱硫除尘辅助干燥电石渣的系统的示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种煅烧烟气脱硫除尘辅助干燥电石渣的系统，包括：

一级余热锅炉，所述一级余热锅炉用于热量回收利用；

进气口与一级余热锅炉出气口相连的电石渣干燥系统，所述电石渣干燥系统设置有湿电石渣进料口；所述电石渣干燥系统用于一级脱硫反应和湿电石渣干燥；

进料口与电石渣干燥系统出口连接的沉降反应系统；所述沉降反应系统设置有干燥电石渣外排口；所述沉降反应系统用于二级脱硫反应和电石渣沉降；

进料口与沉降反应系统出口连接的布袋除尘器；所述布袋除尘器设置有第二干燥电石渣外排口；所述布袋除尘器用于三级脱硫反应和脱除粉尘。

本实用新型以较低的投资和运行成本，实现了煅烧烟气余热的利用及烟气的治理，使得烟气中的SO₂控制在35mg/m³以下，烟尘控制在5mg/m³以下，满足国家环保排放标准，实现大气污染物的超低排放，并生产干电石渣。

所述煅烧烟气为石油焦或无烟煤等的煅烧烟气，其温度为1100～1200℃。优选的，烟气中含水量为5％～20％，含氧量≤18％，SO₂浓度为1000～10000mg/Nm³，优选为1500～7000mg/Nm³。

其中，一级余热锅炉用于热量回收，经过一级余热锅炉后，煅烧烟气温度降至300～450℃。回收的热量可回用。

经一级余热锅炉热量回收利用后，烟气从一级余热锅炉的出气口排出，从进气口进入电石渣干燥系统，所述电石渣干燥系统设置有湿电石渣进料口，系统中设置有湿电石渣。所述湿电石渣优选含水率为小于40％，Ca(OH)₂含量为小于60％。

本实用新型通过控制湿电石渣的加入量，调节控制换热后烟气的温度为70～160℃，并控制Ca/S比为100以上，优选为120以上。

在电石渣干燥系统中完成湿电石渣与热烟气的换热，以及烟气的一级脱硫。

具体的，大量湿电石渣颗粒与烟气激烈湍动混合，充分接触，电石渣干燥系统内的Ca/S比高达100以上，极大地强化了气固间的传质与传热；同时，在湿电石渣颗粒与烟气换热过程中，产生了大量的水汽，通过水汽作为介质，在电石渣干燥系统中实现了一级脱硫，换热后烟气的温度降至70～160℃，且完成第一级脱硫反应。

优选的，所述电石渣干燥系统前端烟道上，即一级余热锅炉和电石渣干燥系统由烟道连接，所述烟道靠近电石渣干燥系统进气口一端设置有气流均布装置，使进入电石渣干燥系统的烟气流速均匀，保证烟气与湿电石渣进行充分混合接触反应。

脱硫反应方程式如下：

Ca(OH)₂+SO₂＝CaSO₃·1/2H₂O+1/2H₂O

Ca(OH)₂+SO₃＝CaSO₄·1/2H₂O+1/2H₂O

CaSO₃·1/2H₂O+1/2O₂＝CaSO₄·1/2H₂O

一级脱硫反应中，脱硫效率占总脱硫效率的70％～85％。

然后携带了大量的干电石渣及含湿度高达30％以上的湿烟气，经进料口进入沉降反应系统，在沉降反应系统内，大粒径的电石渣沉降下来，同时烟气中的SO₂在沉降室中与电石渣反应实现二级脱硫。沉降反应系统内Ca/S比为100以上。

反应方程式如下：

Ca(OH)₂+SO₂＝CaSO₃·1/2H₂O+1/2H₂O

CaSO₃·1/2H₂O+1/2O₂＝CaSO₄·1/2H₂O

二级脱硫反应中，脱硫效率占总脱硫效率的10％～20％。

通过调节沉降率的大小，可以控制进入布袋除尘器的电石渣的浓度为200～50g/Nm³。

最后携带了细颗粒电石渣的烟气经进料口进入布袋除尘器，滤袋上的粉饼层物料中含有大量细颗粒的电石渣，布袋除尘器可以在脱除烟气粉尘的同时进一步吸收脱除烟气中的SOx，例如SO₂，实现三级脱硫。

反应方程式如下：

Ca(OH)₂+SO₂＝CaSO₃·1/2H₂O+1/2H₂O

CaSO₃·1/2H₂O+1/2O₂＝CaSO₄·1/2H₂O

三级脱硫反应中，脱硫效率占总脱硫效率的0～15％。满足SO₂排放小于35mg/m³。同时，布袋除尘器将干燥细颗粒的电石渣收集，满足粉尘排放小于5mg/m³。

本实用新型优选的，所述沉降反应系统包括干燥电石渣外排系统。所述布袋除尘器的灰斗处连接有第二干燥电石渣外排系统。用于干燥后的电石渣外排外卖。干燥完成的电石渣可以外排至电石渣储仓通过密封罐车运走外卖。制备出来的电石渣干粉粒径≤0.05mm，含水率≤1.5％，Ca(OH)₂含量≥60％。

优选的，所述布袋除尘器连接引风机，将净化的烟气排至烟囱直接排放。

本实用新型还提供了一种煅烧烟气脱硫除尘辅助干燥电石渣的方法，包括以下步骤：

A)煅烧烟气经过一级余热锅炉，进行热量回收利用，得到低温烟气；

B)低温烟气进入电石渣干燥系统，进行一级脱硫，得到携带了干电石渣的一级脱硫后的烟气；

C)携带了干电石渣的一级脱硫后的烟气进入沉降反应系统，进行二级脱硫及大粒径干电石渣的沉降，得到携带了细颗粒干电石渣二级脱硫后的烟气及大粒径干电石渣；

D)携带了细颗粒干电石渣的二级脱硫后的烟气进入布袋除尘器，进行三级脱硫及除尘，得到净化后的烟气及细颗粒干电石渣；

所述大粒径干电石渣的粒径为15～50μm；

所述细颗粒干电石渣的粒径为小于15μm。

所述煅烧烟气温度为1100～1200℃。优选的，烟气中含水量为5％～20％，含氧量≤18％，SO₂浓度为1000～10000mg/Nm³。

所述低温烟气温度为300～450℃。

所述一级脱硫后的烟气温度为70～160℃，并携带有干电石渣，所述干电石渣粒径为小于50μm，一级脱硫后的烟气含湿度为30％以上。

二级脱硫过程中，将大粒径的干电石渣与细颗粒干电石渣分开，并从沉降反应系统的干燥电石渣外排口排出，其粒径为15～50μm。

得到的二级脱硫后的烟气温度为70～160℃，并携带有细颗粒干电石渣，所述细颗粒干电石渣浓度为200～50g/Nm³，所述细颗粒干电石渣粒径为小于15μm，二级脱硫后的烟气含湿度为30％以上。

在布袋除尘器中，将细颗粒干电石渣与烟气分开，并从布袋除尘器设置的第二干燥电石渣外排口排出，其粒径小于15μm。

得到的净化后的烟气中的SO₂控制在35mg/m³以下，烟尘控制在5mg/m³以下，实现大气污染物的“超低排放”，同时用较低的成本生成了干燥的电石渣。

为了进一步说明本实用新型，下面结合实施例对本实用新型提供的煅烧烟气脱硫除尘辅助干燥电石渣的系统及方法进行详细描述。

实施例1

某碳素企业，6台煅烧炉使用本实用新型所述的煅烧烟气脱硫除尘辅助干燥电石渣方法及装置，烟气量为220000Nm³/h(干标)，烟气中含氧量为≤18％，烟气中含水量为9％；电石渣干燥系统入口(一级余热锅炉出口)烟气温度约360～450℃。原烟气SO₂浓度约为1600-3500mg/Nm³。湿电石渣处理量75t/h，含水率38％，Ca(OH)₂含量55％。

煅烧炉产生的烟气(1100～1200℃)经一级余热锅炉热量回收利用后，烟气温度降低至360～450℃，一级余热锅炉出口的热烟气通过烟道首先进入电石渣干燥室，烟气通过气流均布装置与湿电石渣进行充分混合接触反应，在电石渣干燥室内实现一级脱硫，出口SO₂浓度约为332-728mg/Nm³，脱硫效率约占总脱硫效率的80％；电石渣干燥系统出口排出的烟气为携带了大量的电石渣干粉、含湿度高达30％以上及温度约为75～85℃的湿烟气，进入沉降反应室，在沉降反应室内，大颗粒的电石渣沉降下来，细颗粒的电石渣随烟气进入布袋除尘器，同时烟气中的SO₂在沉降室中与电石渣反应，实现二级脱硫，出口SO₂浓度约为95.2-208mg/Nm³，脱硫效率约占总脱硫效率的15％；最后携带了大量细颗粒电石渣、含湿度高达30％以上及温度约为75～85℃的湿烟气进入布袋除尘器，滤袋上的粉饼层物料中含有大量细颗粒的电石渣，布袋除尘器可以在脱除烟气粉尘的同时进一步吸收脱除烟气中的SO₂，实现三级脱硫，出口SO₂浓度约为16-35mg/Nm³，脱硫效率约占总脱硫效率的5％；最终净化后的烟气通过引风机排至烟囱。在沉降反应室及布袋除尘器灰斗处都设置了外排装置，干燥完成的电石渣可以外排外卖。

此实用新型装置脱硫效率最高可达99％以上，SO₂排放为35mg/m³以下，烟尘排放为3mg/m³以下。电石渣干粉含水率为0.9％，颗粒粒径≤0.045mm，Ca(OH)₂含量66.5％，CaSO₃含量1.0％。

实施例2

某碳素企业，8台煅烧炉使用本实用新型所述的煅烧烟气脱硫除尘辅助干燥电石渣方法及装置，烟气量为150000Nm³/h(干标)，烟气中含氧量为9～10％，烟气中含水量为15～18％；电石渣干燥系统入口(一级余热锅炉出口)烟气温度约320～400℃。原烟气SO₂浓度约为3500-6000mg/Nm³。湿电石渣处理量45t/h，含水率32％，Ca(OH)₂含量51％。

煅烧炉产生的烟气(1100～1200℃)经一级余热锅炉热量回收利用后，烟气温度降低至320～400℃，一级余热锅炉出口的热烟气通过烟道首先进入电石渣干燥室，烟气通过气流均布装置与湿电石渣进行充分混合接触反应，在电石渣干燥室内实现一级脱硫，出口SO₂浓度约为540-925mg/Nm³，脱硫效率约占总脱硫效率的85％；电石渣干燥系统出口排出的烟气为携带了大量的电石渣干粉、含湿度高达32％以上及温度约为130～140℃的湿烟气，进入沉降反应室，在沉降反应室内，大颗粒的电石渣沉降下来，细颗粒的电石渣随烟气进入布袋除尘器，同时烟气中的SO₂在沉降室中与电石渣反应，实现二级脱硫，出口SO₂浓度约为122-209mg/Nm³，脱硫效率约占总脱硫效率的12％；最后携带了大量细颗粒电石渣、含湿度高达30％以上及温度约为130～140℃的湿烟气进入布袋除尘器，滤袋上的粉饼层物料中含有大量细颗粒的电石渣，布袋除尘器可以在脱除烟气粉尘的同时进一步吸收脱除烟气中的SO₂，实现三级脱硫，出口SO₂浓度约为18-35mg/Nm³，脱硫效率约占总脱硫效率的3％；最终净化后的烟气通过引风机排至烟囱。在沉降反应室及布袋除尘器灰斗处都设置了外排装置，干燥完成的电石渣可以外排外卖。

此实用新型装置脱硫效率最高可达99％以上，SO₂排放为35mg/m³以下，烟尘排放为4mg/m³以下。电石渣干粉含水率为1.0％，颗粒粒径≤0.048mm，Ca(OH)₂含量63.4％，CaSO₃含量1.3％。

由上述实施例可知，本实用新型提供的煅烧烟气脱硫除尘辅助干燥电石渣系统，实现了脱硫、除尘并辅助电石渣干燥的一体化控制，且SO_x具有较高的吸收脱除效率。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种煅烧烟气脱硫除尘辅助干燥电石渣的系统，其特征在于，包括：

一级余热锅炉，所述一级余热锅炉用于热量回收利用；

进气口与一级余热锅炉出气口相连的电石渣干燥系统，所述电石渣干燥系统设置有湿电石渣进料口；所述电石渣干燥系统用于一级脱硫反应和湿电石渣干燥；

进料口与电石渣干燥系统出口连接的沉降反应系统；所述沉降反应系统设置有干燥电石渣外排口；所述沉降反应系统用于二级脱硫反应和电石渣沉降；

进料口与沉降反应系统出口连接的布袋除尘器；所述布袋除尘器设置有第二干燥电石渣外排口；所述布袋除尘器用于三级脱硫反应和脱除粉尘；

所述电石渣干燥系统中设置有湿电石渣。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述布袋除尘器连接引风机，将净化的烟气排至烟囱。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一级余热锅炉和电石渣干燥系统由烟道连接，所述烟道靠近电石渣干燥系统进气口一端设置有气流均布装置。