一种水泥熟料生产线钙循环半干法脱硫系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种水泥熟料生产线钙循环半干法脱硫系统，属于烟气脱硫技术领域，该系统包括分解单元、脱硫单元和收尘单元；还包括连接分解单元和脱硫单元的脱硫剂制备单元，脱硫剂制备单元包括与分解单元出料口连接的冷却单元，与冷却单元出料口连接的消化单元；消化单元出料口与脱硫单元进料口连接，脱硫单元出料口与收尘单元进料口连接，收尘单元出料口通过脱硫渣输送单元连接分解炉。该系统采用自制活性热生料经冷却单元冷却、消化单元消化制备脱硫剂，再喂入脱硫单元脱硫，生成的脱硫渣返回分解炉进入回转窑煅烧。本实用新型专利技术实现脱硫剂自给自足，解决烟气SO

A semi dry desulfurization system with calcium circulation in cement clinker production line

【技术实现步骤摘要】
一种水泥熟料生产线钙循环半干法脱硫系统
本技术涉及烟气脱硫
，特别是涉及一种水泥熟料生产线钙循环半干法脱硫系统。
技术介绍
水泥原料主要由钙质原料、硅铝质原料、铁质原料等组成，其中以钙质原料为主，一般占80％左右。水泥熟料生产过程中，当原料中含有较多的有机硫或硫化物等低价态硫时，低价态硫在预热器内高温氧化会释放产生SO2气体，造成烟气中SO2浓度超标，需进行脱硫处理才能达到环保排放指标。现有的水泥窑烟气脱硫方法主要有干法脱硫、湿法脱硫等，脱硫剂主要为外部采购。干法脱硫采用的脱硫剂为氢氧化钙或小苏打等，将脱硫剂喂到窑尾预热器风管等部位，脱硫剂与烟气中二氧化硫发生反应进行脱硫，但脱硫效率往往较低，不适用于二氧化硫本底浓度高的水泥生产线。水泥窑烟气也可采用湿法脱硫工艺，湿法脱硫中最常见的是石灰/石膏法，即采用石灰石为脱硫剂，与水混合后制成浆液，喷入脱硫塔内，石灰浆液吸收烟气中的二氧化硫，反应生成石膏。湿法脱硫有白烟、石膏雨、烟囱腐蚀等问题，且耗水量大，废水需要进行处理，整体处置成本较高。烟气半干法脱硫技术相对湿法脱硫具有烟迹干净无白烟、无石膏雨、耗水量低且无废水处理、对烟囱腐蚀性小等多项优点，是国内外烟气脱硫技术的发展方向。现有半干法脱硫技术需要外购脱硫剂(生石灰或熟石灰)，脱硫剂成本较高，且脱硫渣处置比较困难，在水泥行业尚无工程应用。半干法脱硫的技术原理为：烟气中的SO2与循环流化床脱硫塔内的脱硫剂和水发生离子态化学反应，生成亚硫酸钙等脱硫产物。脱硫剂在收尘器外循环系统下高倍富集，实现烟气中SO2的高效脱除。其主要反应式为：CaO+H2O→Ca(OH)2Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O烟气半干法脱硫技术产生大量脱硫副产物(亦称为脱硫灰渣)，因组分复杂且含有大量的亚硫酸钙而难以综合利用。脱硫灰渣的特点是有大量未氧化的CaSO3(主要存在形式为CaSO3·1/2H2O)。目前，半干法脱硫灰渣的处理方式一种是将脱硫灰渣中CaSO3氧化为CaSO4，提高脱硫灰渣的活性，从而用于水泥缓凝剂或混合材。现有将半干法脱硫灰渣氧化的方法主要采用有高温空气氧化和低温湿法催化氧化。高温空气氧化法对应的氧化温度一般高于500℃，处置过程能耗高，处置成本高；低温湿法催化氧化法不但会增加氧化过程的成本，而且如果调控不好会有SO2二次逸出的隐患。另一种半干法脱硫灰渣处置方式为堆放或抛弃处置，既浪费土地资源和硫资源，又会产生二次污染。综上所述，现有技术存在的问题是：(1)水泥窑烟气脱硫采用干法脱硫或湿法脱硫存在缺点，前者脱硫效率低，后者有石膏雨、冒白烟、耗水量、废水处理等问题。(2)水泥窑烟气脱硫采用半干法脱硫技术，需外购生石灰或熟石灰脱硫剂，在运输和储存的过程中会发生碳化，石灰转化为碳酸钙，降低脱硫剂的活性。(3)水泥窑烟气脱硫采用半干法脱硫技术，采用生石灰或熟石灰为烟气脱硫的脱硫剂均需要外购，脱硫系统运行成本高，同时石灰窑制备石灰的过程也消耗能源，产生大气污染，消耗石灰石矿物资源。(4)水泥窑烟气脱硫采用半干法脱硫技术，产生的脱硫渣的主要成分为亚硫酸钙，难以资源化利用，处置困难。解决上述技术问题的难度和意义：半干法脱硫技术因脱硫效率高且无白烟、石膏雨等问题，是烟气脱硫技术的发展方向。水泥窑烟气采用半干法脱硫技术在国内尚无先例，并存在需外购脱硫剂、脱硫渣难处理的问题，为此提出一种水泥熟料生产线钙循环半干法脱硫系统，为半干法脱硫系统提供生产线自身制备的脱硫剂，并协同处置脱硫渣，对于水泥窑烟气高效、低成本、无废渣脱硫技术推广应用具有重要意义。
技术实现思路
本技术的目的之一在于提供水泥熟料生产线钙循环半干法脱硫系统，该系统将经分解炉分解的热生料，经过相应冷却、消化后喂入烟气半干法脱硫单元内，吸收水泥窑熟料生产过程中产生的二氧化硫，脱硫效率高，节省外购脱硫剂的成本，降低石灰矿资源消耗。同时将脱硫渣返回窑系统进行资源化利用，解决了半干法脱硫渣的处置难题。本技术是这样实现的，一种水泥熟料生产线钙循环半干法脱硫系统，包括将生料分解制成活性热生料的分解单元、吸收烟气中SO2的脱硫单元和收集脱硫渣的收尘单元，所述分解单元包括数级窑尾预热器和分解炉；还包括连接分解单元和脱硫单元的脱硫剂制备单元，所述脱硫剂制备单元包括与分解单元出料口连接的冷却单元，与冷却单元出料口连接的消化单元；所述消化单元的出料口与脱硫单元进料口连接，所述脱硫单元出料口与收尘单元进料口连接，所述收尘单元出料口通过脱硫渣输送单元连接分解炉。优选的，所述冷却单元为两级悬浮冷却；所述冷却单元包括第一级旋风筒和第二级旋风筒，所述第一级旋风筒出口风管与第二级旋风筒进口连接，所述第二级旋风筒下料管与第一级旋风筒进口连接，第一级旋风筒进口通入冷却空气，所述第二级旋风筒出口风管通过风机连接废气处理系统。进一步优选的，所述冷却单元通过取料单元与末级窑尾预热器的旋风筒下料管连接，所述取料单元包括分料管、设置于分料管上的高温闸板阀一和高温回转卸料器，所述分料管一端与末级窑尾预热器的旋风筒下料管连接，另一端与第一级旋风筒出口风管连接。所述第二级旋风筒下料管还与位于高温闸板阀一上部的分料管连接，所述第二级旋风筒下料管在分支处设置分料阀。进一步优选的，所述冷却单元通过取料单元与分解炉出口风管连接；所述取料单元包括取料旋风筒，所述取料旋风筒的进口管道上设置有高温闸板阀二，取料旋风筒的出口风管上设置有高温闸板阀三；所述取料旋风筒进口管道与分解炉出口风管连接，所述取料旋风筒出口风管与末级或倒数第二级窑尾预热器出口风管连接，所述取料旋风筒下料管与第一级旋风筒出口风管连接。进一步优选的，所述第一级旋风筒的下料口连接有集料仓，所述集料仓出料口设置有闸板阀一和带计量器的螺旋给料机，所述带计量器的螺旋给料机出口连接消化单元。优选的，所述消化单元的消化方式为干法消化，所述消化单元的排气口通过冷却单元的风管连接水泥窑烟气废气处理系统。所述消化单元还设置有生石灰加料口。优选的，所述脱硫单元包括设于脱硫单元下部的进气管道，设于脱硫单元上部的吸收塔，和位于进气管道与吸收塔之间且与两者相连的文丘里管；所述吸收塔内设有喷水装置；所述消化单元的出料口与脱硫单元的进气管道或吸收塔连接。所述脱硫单元还设置有熟石灰加料口。优选的，所述脱硫渣输送单元包括通过输送管道依次相连的罗茨风机、加热器和储料仓，所述储料仓出料口设置有闸板阀二和锁风构件，所述锁风构件卸出的脱硫渣喂入分解炉的三次风管上方柱段部分，所述储料仓上方设置有收尘器。所述收尘单元与脱硫渣输送单元之间设置有脱硫渣仓，所述脱硫渣仓出料口设置有闸板阀三和旋转给料机，所述旋转给料机的出口连接加热器和储料仓之间的输送管道。进一步优选的，所述脱硫渣输送单元的输送管道和储料仓均设外保温层。优选的，所述收尘单元出料口与脱硫单元的进气管道连接；所述收尘单元还设置有外排处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥熟料生产线钙循环半干法脱硫系统，包括将生料分解制成活性热生料的分解单元(10)、吸收烟气中SO

【技术特征摘要】
1.一种水泥熟料生产线钙循环半干法脱硫系统，包括将生料分解制成活性热生料的分解单元(10)、吸收烟气中SO2的脱硫单元(40)和收集脱硫渣的收尘单元(50)，所述分解单元(10)包括数级窑尾预热器和分解炉(101)；其特征在于，还包括连接分解单元(10)和脱硫单元(40)的脱硫剂制备单元，所述脱硫剂制备单元包括与分解单元(10)出料口连接的冷却单元(20)，与冷却单元(20)出料口连接的消化单元(30)；所述消化单元(30)的出料口与脱硫单元(40)进料口连接，所述脱硫单元(40)出料口与收尘单元(50)进料口连接，所述收尘单元(50)出料口通过脱硫渣输送单元(80)连接分解炉(101)。


2.如权利要求1所述的水泥熟料生产线钙循环半干法脱硫系统，其特征在于，所述冷却单元为两级悬浮冷却；所述冷却单元(20)包括第一级旋风筒(201)和第二级旋风筒(202)，所述第一级旋风筒(201)出口风管与第二级旋风筒(202)进口连接，所述第二级旋风筒(202)下料管与第一级旋风筒(201)进口连接，第一级旋风筒(201)进口通入冷却空气，所述第二级旋风筒(202)出口风管通过风机(203)连接废气处理系统(204)。


3.如权利要求2所述的水泥熟料生产线钙循环半干法脱硫系统，其特征在于，所述冷却单元(20)通过取料单元与末级窑尾预热器的旋风筒(102)下料管连接；所述取料单元包括分料管(601)、设置于分料管上的高温闸板阀一(602)和高温回转卸料器(603)，所述分料管(601)一端与末级窑尾预热器的旋风筒(102)下料管连接，另一端与第一级旋风筒(201)出口风管连接；所述第二级旋风筒(202)下料管还与位于高温闸板阀一(602)上部的分料管连接，所述第二级旋风筒(202)下料管在分支处设置分料阀(205)。


4.如权利要求2所述的水泥熟料生产线钙循环半干法脱硫系统，其特征在于，所述冷却单元(20)通过取料单元与分解炉(101)出口风管连接；所述取料单元包括取料旋风筒(604)，所述取料旋风筒(604)的进口管道上设置有高温闸板阀二(605)，取料旋风筒(604)的出口风管上设置有高温闸板阀三(606)；所述取料旋风筒(604)进口管道与分解炉(101)出口风管连接，所述取料旋风筒(604)出口风管与末级或倒数第二级窑尾预热器出口风管连接，所述取料旋风筒(604)下料管与第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：何小龙，胡芝娟，彭学平，陈昌华，马娇媚，武晓萍，赵亮，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12