利用白泥对水泥窑炉烟气进行脱硫的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用白泥对水泥窑炉烟气进行脱硫的方法，属于水泥窑炉烟气脱硫技术领域。本发明专利技术的方法包括如下步骤：将白泥、高碳粉煤灰、碳酸氢铵按一定比例混合，经烘干打散后，利用水泥窑炉自身高温三次风加热，使之分解，生成疏松多孔的复合粉体，然后将复合粉体导入水泥窑炉的第二级旋风预热器至第一级旋风预热器的上升管道中，与烟气混合反应，完成水泥窑炉烟气的脱硫。本发明专利技术的方法实现了白泥、高碳粉煤灰的资源化利用，同时，简化了脱硫系统，提高了脱硫效率，降低水泥企业脱硫成本。

Method and device of desulfuration of cement kiln flue gas with white mud

【技术实现步骤摘要】
利用白泥对水泥窑炉烟气进行脱硫的方法及其装置
本专利技术属于水泥窑炉烟气脱硫
，具体涉及利用利用白泥对水泥窑炉烟气进行脱硫的方法及其装置。
技术介绍
水泥企业SO2的排放源自两个地方：原料和燃料，主要由原料和燃料中的无机硫和有机硫氧化生成。原料中的黄铁矿和白铁矿(FeS2)或一些硫化物(FeS)，在第1、2级旋风预热器中被氧化成SO2气体，这些SO2气体一部分被碱性物料吸收，另一部分经过增湿塔或生料立磨后进入窑尾烟囱排放；而燃料中的SO2，绝大多数能够与高温的碱性热生料(富含CaO)和O2发生反应生成硫酸盐。因此窑尾烟气中的SO2主要由原料分解产生。我国水泥企业每年SO2排污费用平均高达数百万元，SO2减排任务非常艰巨。目前应用于工程实践的有如下几种脱硫方法：(1)干反应剂喷注法是指将熟石灰喷入预热器系统的适当位置，脱硫效率在50～70％，但因需要增加购置熟石灰的费用，脱硫成本每吨熟料预计增加1～3元。(2)喷雾干燥脱硫法可以通过对水泥厂增湿塔进行改造来实现，投资低于湿法脱硫。脱硫效率70～80％，但存在管路堵塞、检修维护的工作量大等问题。(3)湿式脱硫法，效果最好，脱硫效率可以达到80～95％，堵塞和维修问题较少，但成本高昂，日产5000吨生产线改造成本高达8000万左右人民币，预计运行成本每吨熟料增加4元左右。(4)热生料脱硫，利用分解炉中的热生料含有的大量活性CaO以及部分K2O、Na2O与SO2在高温下反应生成硫酸盐。现有技术利用热生料直接喷洒第2级旋风预热器或者增湿塔，脱硫效率为30～40％。白泥是纸浆造纸企业在回收纯碱过程中的固体废渣，每生产一吨纸或一吨浆，平均要产生0.8～1吨白泥，全国每年产生白泥300多万吨。白泥的主要成分是CaCO3，含量高达80～90％，呈碱性，pH在9～12之间，有较强的腐蚀性。因为白泥中含有钠、镁等离子，大大增加了白泥中CaCO3的溶解度和溶出速率。若利用白泥的强碱性，制备脱硫剂使用，不仅将节省天然石灰石资源的过度利用，并且大大减少企业的脱硫成本。我国的煤炭消耗量巨大，其中电厂占总耗煤的35％左右，粉煤灰年排放量近2亿吨，但其中25％为高碳粉煤灰。高碳粉煤灰主要化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和残碳，其主要特点是含碳量高(15-30％)、火山灰活性低，直接用作水泥或混凝土矿物掺合料受到一定限制，基本未能得到广泛应用。为了充分利用白泥中的高碱性物质，国内公开了一些专利技术。如中国专利CN102553427A公开了一种以电石渣或白泥作脱硫剂的烟气湿法脱硫工艺及装置。该技术设计了一套独立的脱硫装置，可用于电厂以及大多数有脱硫需求的工厂。CN106925250A中，公开了一种以白泥制备干式脱硫催化剂的方法。该技术以白泥为原料，以硝酸饰和钛酸四丁酯为反应前驱物，通过浸渍、干燥和煅烧，制备负载型高效干式脱硫催化剂CaMgOx-CeO2/TiO2。该专利技术提供了一种生产高效脱硫催化剂的方法，同时又能将白泥固废综合利用，具有显著的经济效益和环境效益。以上专利以及公开的其他一些专利技术提供了白泥制备脱硫剂来脱硫的多种方法，但是工艺流程较为复杂，成本较高，并且没有涉及应用到水泥厂。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种利用白泥对水泥窑炉烟气进行脱硫的方法，本专利技术是对水泥行业的烟气系统进行改进，不仅能够对白泥进行处理进而脱除烟气中的硫，并且简化了脱硫系统，降低水泥企业脱硫成本。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：利用白泥对水泥窑炉烟气进行脱硫的方法，将白泥与高碳粉煤灰进行混合，得到的混合物倒入第一储料仓中，第一储料仓通过输送机运送混合物到打散分级机中，打散分级机对混合物进行打散烘干得到混合粉末，并存入第二储料仓中；所述第二储料仓利用斗式提升机将混合粉末运送至高温送风管中，所述高温送风管连接泥窑炉系统的三次风管内高温三次风，高温三次风将高温送风管内的混合粉末进行悬浮加热使之分解，生成疏松多孔的复合脱硫剂，并在高温三次风推动下送入水泥窑炉五级旋风预热器的第二级旋风预热器至第一级旋风预热器之间上升管道中，使得复合脱硫剂与上升管道中烟气接触反应并完成脱硫处理。进一步的，所述高碳粉煤灰中的碳含量为20～30％；所述白泥含水量为30～40％；所述白泥与高碳粉煤灰的质量比为2：1～4：1；所述第二储料仓向高温送风管输送的混合粉末的输送量为水泥生料重量的2～5％。进一步的，所述混合粉末的粒径≤10μm。进一步的，所述高温三次风的温度为900～1000℃。进一步的，所述第一级旋风预热器的排气管分流取风作为打散分级机内混合物的烘干热源，经过换热后的气体通过管线输送回第一级旋风预热器的排气管中，再经风机输送往水泥生料制备系统作余热回收利用。进一步的，在白泥与高碳粉煤灰混匀1-2h后再加入碳酸氢铵溶液，混合均匀，得到的混合物输送至打散分级机后，烘干温度控制为100～110℃。进一步的，所述碳酸氢铵溶液的质量分数为5～15％，所述碳酸氢铵溶液的加入量为白泥重量的2～10％。本专利技术在白泥的预处理过程中加入碳酸氢铵溶液或者碳酸氢铵溶液对白泥进行造孔。在白泥中先加入的是高碳粉煤灰，高碳粉煤灰的多孔特性能够吸附白泥中的水分，使高碳粉煤灰近饱和而白泥失去一部分水，然后再将碳酸氢铵溶液或碳酸氢铵溶液加入白泥中，就能使碳酸氢铵溶液或碳酸氢铵溶液更好的溶入白泥中。将混合物输送至打散分级机时，烘干温度设置为100-110℃，在此温度下碳酸氢铵或碳酸氢铵在白泥内部能较剧烈的分解，二氧化碳等气体逸出崩解就能在白泥内部造孔。通过对白泥进行内部造孔，能够增大白泥的比表面积，从而增加白泥在高温送风管内分解后与烟气中二氧化硫的接触面积，进而达到提高脱硫的效果。进一步的，所述碳酸氢铵溶液的质量分数为5～15％，所述碳酸氢铵溶液的加入量为白泥重量的2～10％。本专利技术利用高碳粉煤灰对白泥进行改性，原理如下：本专利技术使用白泥对烟气进行脱硫，白泥是需要不断的输送及消耗的，所以在各管道中白泥需要实现快速分解、分解产物需要快速与烟气接触反应。因白泥需进入到高温送风管进行分解，再进入C2至C1的上升管道中进行脱硫，期间白泥经过的管道很长，而且空间狭窄，外加由于高温送风管是直接从三次风管引风然后输送至上升管道中，三次风的温度高达900-1000℃，而白泥因需要经管道输送及在管道内进行反应，所以在使用前需制备成超细粉体(粒径≤10μm)，那么超细白泥粉体在长管道+窄空间+高温度的条件下，会发生严重的团聚现象甚至团聚后会粘附在管壁上，白泥不断输送消耗，则会不断累积。本专利技术针对以上出现的问题，在白泥的预处理过程中加入了高碳粉煤灰，一方面利用高碳粉煤灰的多孔特性吸附白泥的水分，利于白泥的初步分散；另一方面即使进入管道后的白泥粉体出现团聚，那么团聚后会把高碳粉煤灰裹在里面，高碳粉煤灰因含碳量适宜，在管道内可燃烧，在燃烧时白泥就可均匀分散在管道中，顺利分解成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用白泥对水泥窑炉烟气进行脱硫的方法，其特征在于：将白泥与高碳粉煤灰进行混合，得到的混合物倒入第一储料仓中，第一储料仓通过输送机运送混合物到打散分级机中，打散分级机对混合物进行打散烘干得到混合粉末，并存入第二储料仓中；/n所述第二储料仓利用斗式提升机将混合粉末运送至高温送风管中，所述高温送风管连接泥窑炉系统的三次风管内高温三次风，高温三次风将高温送风管内的混合粉末进行悬浮加热使之分解，生成疏松多孔的复合脱硫剂，并在高温三次风推动下送入水泥窑炉五级旋风预热器的第二级旋风预热器至第一级旋风预热器之间上升管道中，使得复合脱硫剂与上升管道中烟气接触反应并完成脱硫处理。/n

【技术特征摘要】
1.利用白泥对水泥窑炉烟气进行脱硫的方法，其特征在于：将白泥与高碳粉煤灰进行混合，得到的混合物倒入第一储料仓中，第一储料仓通过输送机运送混合物到打散分级机中，打散分级机对混合物进行打散烘干得到混合粉末，并存入第二储料仓中；
所述第二储料仓利用斗式提升机将混合粉末运送至高温送风管中，所述高温送风管连接泥窑炉系统的三次风管内高温三次风，高温三次风将高温送风管内的混合粉末进行悬浮加热使之分解，生成疏松多孔的复合脱硫剂，并在高温三次风推动下送入水泥窑炉五级旋风预热器的第二级旋风预热器至第一级旋风预热器之间上升管道中，使得复合脱硫剂与上升管道中烟气接触反应并完成脱硫处理。


2.如权利要求1所述的利用白泥对水泥窑炉烟气进行脱硫的方法，其特征在于：
所述高碳粉煤灰中的碳含量为20～30％；
所述白泥含水量为30～40％；
所述白泥与高碳粉煤灰的质量比为2：1～4：1；
所述第二储料仓向高温送风管输送的混合粉末的输送量为水泥生料重量的2～5％。


3.如权利要求1所述的利用白泥对水泥窑炉烟气进行脱硫的方法，其特征在于：所述混合粉末的粒径≤10μm。


4.如权利要求1所述的利用白泥对水泥窑炉烟气进行脱硫的方法，其特征在于：所述高温三次风的温度为900～1000℃。


5.如权利要求1所述的利用白泥对水泥窑炉烟气进行脱硫的方法，其特征在于：所述第一级旋风预热器的排气管分流取风作为打散分级机内混合物的烘干热源，经过换热后的气体通过管线输送回第一级旋风预热器的排气管中，再经风机输送往水泥生料制备系统作余热回收利用。


6.如权利要求1所述的利用白泥对水泥窑炉烟气进行脱硫的方法，其特征在于：在白泥与高碳粉煤灰混匀1-2h后再加入碳酸氢铵溶液，混合均匀，得到的混合物输送至打散分级机后，烘干温度控制为100～110℃。


7.如权利要求6所述的利用白泥对水泥窑炉烟气进行脱硫的方法，其特征在于：所述碳酸氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐迅，季军荣，武双磊，谢卫东，刘信超，周洲，帅祖义，
申请(专利权)人：崇左南方水泥有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45