一种回收氧化钙的加热分解炉制造技术

本发明专利技术涉及一种回收氧化钙的加热分解炉。包括：炉体，所述炉体为壳管式结构，炉体内设置有多组加热管；所述加热管与炉体之间的空腔中还设置有多组导气装置，所述导气装置为中空壳体，其上部设置有多组集料槽，集料槽的底部与下料管相连，所述集料槽的横截面为倒梯形，相邻两个集料槽的侧壁与集料槽底面所在的平面围成一个三角形空腔，所述导气装置的侧壁上设置有与炉壳侧壁相通的气体出口。本发明专利技术根据脱硫石膏所需要的分解温度提供一种分段式的回收氧化钙的加热分解炉，并同时产生高浓度的SO2可用于制备硫酸和单质硫磺，实现硫的资源化利用，不会对生态环境造成二次污染，且实现了烟气脱硫剂的循环利用。

A Heating Decomposition Furnace for Recovering Calcium Oxide

The invention relates to a heating decomposition furnace for recovering calcium oxide. Including: furnace body, the furnace body is shell-and-tube structure, the furnace body is provided with a number of groups of heating tubes; the cavity between the heating tube and the furnace body is also provided with a number of groups of air guiding devices, the air guiding device is a hollow shell, the upper part is provided with a number of groups of aggregate grooves, the bottom of the aggregate groove is connected with the discharge pipe, the cross section of the aggregate groove is inverted trapezoidal, and the side walls of the two adjacent aggregate grooves are connected with the discharge pipe. The plane on which the bottom surface of the aggregate groove is located is surrounded by a triangular cavity, and the side wall of the air guiding device is provided with a gas outlet connected with the side wall of the furnace shell. According to the decomposition temperature required by desulfurization gypsum, the invention provides a sectional heating decomposition furnace for recovering calcium oxide, and simultaneously produces high concentration SO2 which can be used to prepare sulfuric acid and elemental sulfur, realizes the resource utilization of sulfur, does not cause secondary pollution to the ecological environment, and realizes the recycling of flue gas desulfurizer.

【技术实现步骤摘要】
一种回收氧化钙的加热分解炉
本专利技术属于固体废弃物资源化利用领域，特别涉及一种回收氧化钙的加热分解炉。
技术介绍
对于烟气中SO2的排放标准达到35mg/Nm3，史称电厂排放达到“超净水平”；目前电厂燃煤机组对于SO2的烟气净化方式是利用石灰石-石膏湿法脱硫技术，利用CaCO3和H2O的作用下，将SO2以硫酸盐(CaSO4*2H2O石膏)的形式固定在固体废弃物中，目前该技术大约占全国约95％的份额。利用该技术虽然可以使SO2达到国家最严的环保标准，但是长期大量使用石灰石，造成石灰石开采业泛滥，大量的山体被挖空，山上植被和所生存的人类与动物的生态环境遭到严重破坏，且利用石灰石-石膏湿法脱硫技术每年产生劣质的石膏约2.15亿吨；该石膏性质较差，含有大量的杂质及重金属无法分离出，因此很少被利用起来，造成大量的废弃脱硫石膏堆积，污染地下水以及侵占大量的土地。因此，专利技术人发现：石灰石-石膏湿法脱硫技术虽然满足了电厂烟气净化的要求，但是也造成了生态环境的二次污染等问题。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有电厂烟气石灰石-石膏湿法脱硫技术存在的对生态环境造成二次污染的问题，提出一种回收氧化钙的加热分解炉。本专利技术根据脱硫石膏所需要的分解温度提供一种分段式的回收氧化钙的加热分解炉，并同时产生高浓度的SO2可用于制备硫酸和单质硫磺，实现硫的资源化利用，不会对生态环境造成二次污染，且实现了烟气脱硫剂的循环利用。本专利技术实现脱硫剂的循环利用，并且通过合理的工艺布置方式，实现脱硫剂的循环利用和SO2资源化。为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种回收氧化钙的加热分解炉，包括：炉体，所述炉体为壳管式结构，炉体内设置有多组加热管、流化装置以及排气孔；所述加热管与炉体之间的空腔中还设置有多组导气装置，所述导气装置为中空壳体，其上部设置有多组集料槽，集料槽的底部与下料管相连，所述集料槽的横截面为倒梯形，相邻两个集料槽的侧壁与集料槽底面所在的平面围成一个三角形空腔，所述导气装置的侧壁上设置有与炉壳侧壁相通的气体出口。本专利技术研究发现：二水石膏(CaSO4*2H2O)制备氧化钙的过程中，一般经过脱水、预热、高温还原三个阶段，因此，需要硫酸钙预热器、分解炉、高温分离器、冷凝器等多件装置的共同完成上述操作，但上述设计不仅整体装置复杂，而且原料、能量利用率低。为此，本专利技术设计了一种回收氧化钙的加热分解炉，将分解炉由上到下分为低温预热段、高温分解段和低温冷却段，实现了脱硫剂(CaO)的循环利用和高浓度SO2的资源化利用。另一方面，由于硫酸钙高温反应过程中会生成高浓度SO2气体和水蒸气，为了有效地将上述气体导出，实现资源化利用，同时避免影响后续的反应速率。本申请设计了一种导气装置，利用上部集料槽之间形成的三角形空腔与下部下料管之间矩形腔之间的压力差，有效地实现了高浓度SO2气体在集料槽下方的富集和快速导出。由于集料槽设置为倒梯形，在硫酸钙加入量较大时，会对集料槽产生较大的下压力，为此，在一些实施例中，本专利技术在集料槽的侧壁上还设置有支撑板或支撑杆，以提高集料槽的稳定性，同时，若将支撑板或支撑杆在两个集料槽间并行设置多组，还能形成文氏效应，进一步加快高浓度SO2气体富集和导出。若支撑板或支撑杆安装位置过高，空间狭小，不利于安装，且对集料槽的支撑作用较小。因此，在一些实施例中，本专利技术的支撑板或支撑杆位于集料槽底面所在的平面，利于安装的同时，对集料槽的支撑效果明显。在一些实施例中，所述下料管的内径等于集料槽横截面的底边的长度，以保证集料槽之间形成的三角形空腔与下部下料管之间矩形腔之间的压力差，促进高浓度SO2气体富集和导出。在一些实施例中，所述下料管竖直设置，下料管之间的区域为矩形空腔。在一些实施例中，所述气体出口位于集料槽下方，气体出口位于三角空腔区域，更利于高浓度SO2气体的快速输送，保证绝大部分的高浓度SO2气体都能被排除。在一些实施例中，集料槽可以为纸杯状、类纸杯状(底面为圆形、顶面为四边形)、或长凹槽状，如图3、4、5所示。在一些实施例中，所述高温分解区的底部还设置有流化装置，所述流化装置为中空管道，所述中空管道的侧壁上设置有多个喷嘴，所述喷嘴成排成一条直线。在一些实施例中，在中空管道的同一位置并排放两喷嘴，如图7所示；所述中空管道通过分解炉侧壁上的法兰盘(该法兰盘位于高温分阶段的底部)伸入到分解炉内，喷嘴方向向下，以使通入还原性气体与硫酸钙充分反应。在一些实施例中，所述分解炉分为三段，由上到下依次为低温预热段、高温分解段和低温冷却段。脱硫石膏进入加热分解炉后在自身重力的作用下先经过低温预热段，利用烟气余热加热至350～450℃，首先脱除脱硫石膏的外部水分和分子结合水分，产生的水蒸气通过加热分解炉内的导气装置导出；其次无水硫酸钙进入高温分解段，硫酸钙被加热至800～1200℃，同时在底部布置流化装置，将还原性气体(CO/H2/CH4等)或者工业含硫乏气通入高温分解段，根据目前相关研究表明，在焦炭、硫等还原性物质存在的情况下，能显著降低硫酸钙的分解温度，从1350℃降低到1100℃左右。本专利技术还提供了一种回收氧化钙的系统，包括：任一上述的分解炉。本专利技术还提供了一种回收氧化钙的方法，包括：将二水石膏预热至350～450℃，形成无水石膏；将所述无水石膏加热至800～1200℃，形成高温硫酸钙；将高温硫酸钙在与固体碳材料、还原性气体在800℃-1200℃下接触反应，分别收集氧化钙、高浓度SO2气体以及部分过量的还原性气体。在一些实施例中，所述碳材料，粒径60μm-3mm，为煤粉、活性焦、活性半焦、活性炭、炭化料或石墨中的至少一种；在一些实施例中，所述还原性气体，温度1200℃-1500℃，主要成分为N2、CO、H2、CH4、CO2。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术提出一种回收氧化钙的加热分解炉。根据脱硫石膏的性质及物质组成合理布置分解炉的温度区间，在不同的温度区间内实现脱硫石膏的脱水和分解反应，实现脱硫剂(CaO)的循环利用和高浓度SO2的资源化利用。具有广阔的应用前景。(2)本申请的操作方法简单、成本低、具有普适性，易于规模化生产。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为实施例1的硫酸钙加热分解炉结构示意图；其中，①硫酸钙储仓、②加热分解炉、③过滤装置；图2为实施例1的导气装置的平面图，其中，1.集料槽、2.支撑板、3.下料管、4硫酸钙粉末、5气体出口。图3为实施例1的导气装置的立体图Ⅰ；图4为实施例1的导气装置的立体图Ⅱ；图5为实施例1的导气装置的立体图Ⅲ；图6实施例2的分流装置图，其中，6.法兰盘、7.中空管道、8.喷嘴。图7实施例3并排设置的喷嘴结构。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回收氧化钙的加热分解炉，其特征在于，包括：炉体，所述炉体为壳管式结构，炉体内设置有多组加热管、流化装置以及排气孔；所述加热管与炉体之间的空腔中还设置有多组导气装置，所述导气装置为中空壳体，其上部设置有多组集料槽，集料槽的底部与下料管相连，所述集料槽的横截面为倒梯形，相邻两个集料槽的侧壁与集料槽底面所在的平面围成一个三角形空腔，所述导气装置的侧壁上设置有与炉壳侧壁相通的气体出口。

【技术特征摘要】
1.一种回收氧化钙的加热分解炉，其特征在于，包括：炉体，所述炉体为壳管式结构，炉体内设置有多组加热管、流化装置以及排气孔；所述加热管与炉体之间的空腔中还设置有多组导气装置，所述导气装置为中空壳体，其上部设置有多组集料槽，集料槽的底部与下料管相连，所述集料槽的横截面为倒梯形，相邻两个集料槽的侧壁与集料槽底面所在的平面围成一个三角形空腔，所述导气装置的侧壁上设置有与炉壳侧壁相通的气体出口。2.如权利要求1所述的分解炉，其特征在于，所述集料槽的侧壁上还设置有支撑板或支撑杆。3.如权利要求2所述的分解炉，其特征在于，所述支撑板或支撑杆位于集料槽底面所在的平面。4.如权利要求1所述的分解炉，其特征在于，所述下料管的内径等于集料槽横截面的底边的长度。5.如权利要求1所述的分解炉，其特征在于，所述下料管竖直设置，下料管之间的区域为矩形空腔。6.如权利要求1所述的分解炉，其特征在于，所述气体出口位于集料槽下方。7.如权利要求1所述的分解炉，其特征在于，所述分解炉分为三段，由...

【专利技术属性】
技术研发人员：马春元，李军，张立强，崔琳，夏霄，王涛，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37