一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统及方法，系统包括洗涤塔、洗涤泵、氧化风机、石膏泵、脱水机、滤液箱、溢流箱、溢流泵、压滤机、滤液泵、制浆池、供浆泵、清水泵、清水箱及连接管路；洗涤塔底部为洗涤浆池，侧壁设有烟气入口，顶部设有烟气出口；洗涤塔内，由下向上依次设置石膏浆液排出口、搅拌器、洗涤液排出口、布气管网、布气孔板、溢流口、湍流管栅层、洗涤喷淋层、供浆喷淋层、除雾器层、除雾器清洗层。本发明专利技术将半干法脱硫灰作为湿法脱硫装置的脱硫剂，利用湿法脱硫系统将半干法脱硫灰中氧化钙和亚硫酸钙转化为石膏，在减少湿法脱硫装置脱硫剂运行成本的同时，实现半干法脱硫灰的无害化处理及资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统及方法
本专利技术涉及资源与环境领域，尤其涉及一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统及方法。
技术介绍
半干法相比湿法脱硫工艺投资少、占地面积小、节水节能，没有废水废酸污染，因此深受中小电厂、冶金烧结、供暖供热、化工建材等行业欢迎。目前，半干法烟气脱硫应较为广泛的主要包括循环流化床法(CFB)、旋转喷雾干燥吸收法(SDA)、炉内喷钙尾部增湿活化法(LIFAC)，高性能烧结废气净化法(MEROS)、新型一体化脱硫法(NID)等。半干法脱硫装置运行过程中，携带大量粉尘颗粒物的高温原烟气与雾化后的脱硫剂浆液细小雾滴接触，烟气中的SOX、HCl、HF等酸性气体与碱性浆液雾滴快速反应换热，完成酸性气体脱除，同时脱硫剂浆液雾滴被烟气蒸干后随烟气中粉尘颗粒被除尘器捕集形成半干法脱硫副产物—脱硫灰。半干法脱硫灰成分复杂，含有亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙、氢氧化钙、少量氯化钙、氟化钙及粉尘，还含有Zn、Cu、Cd、Mo、Cr、Mn和Ni等微量重金属。CaSO3是影响脱硫灰应用的主要因素之一。如何用经济、高效、方便、实用的方法将脱硫灰中的亚硫酸钙氧化成为硫酸钙是解决半干法脱硫灰应用问题的关键。对亚硫酸钙强制氧化技术进行的理论研究表明，加入一定量的催化剂对亚硫酸钙的转化有一定的促进作用，一般催化剂加入量在2％左右，如果催化剂加入量过少，则反应将进行得十分缓慢。如果不加入催化剂，则需要在较高的温度(约400摄氏度～450摄氏度)下反应1个小时，才能达到80％以上的氧化率。以目前的研究看来，不论是加入氧化剂还是高温处理，成本都很高，国内外实际应用的实例很少。灰分等杂质是影响脱硫灰应用的又一主要因素。脱硫灰中杂质含量较高，如硅、铝、镁、铁等化合物含量可达50％。以脱硫灰作为湿法脱硫装置的脱硫剂，夹杂其中的杂质也进入脱硫系统，不仅影响脱硫剂的利用率，尤其影响石膏的品质。如何利用方便、快捷、实用的方式将脱硫灰或者脱硫浆液中的灰分杂质去除掉是解决半干法脱硫灰作为湿法烟气脱硫剂再利用的问题关键点。脱硫灰中的飞灰杂质主要来源为烟尘，因此可以考虑从源头上降低飞灰的含量，降低进入半干法脱硫系统的烟气中粉尘含量，进而降低脱硫灰中飞灰含量。另外，在湿法脱硫过程中，可以采取有效手段降低脱硫浆液中的飞灰含量，提高脱硫石膏的品质。因此，要实现脱硫灰资源化利用的关键在于以下几点：1、必须首先把脱硫灰中的CaSO3转化成友好的可利用的物质。大量试验证明，CaSO3在适合的温度、时间、氧含量条件下，可以迅速转化为CaSO4；2、降低脱硫灰中原烟气粉尘的质量比，提高脱硫灰中CaSO3、CaO、CaCl2的质量比，降低脱硫灰中有效组分的转化难度；3、提高脱硫灰中有用组分的转化率，增加副产物资源化利用附加值。
技术实现思路
本专利技术提供了一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统及方法，利用半干法脱硫灰中的残余碱份(氧化钙)，将半干法脱硫灰作为湿法脱硫装置的脱硫剂，利用湿法脱硫系统将半干法脱硫灰中的氧化钙和亚硫酸钙转化为可资源化利用的石膏，在减少湿法脱硫装置脱硫剂运行成本的同时，实现半干法脱硫灰的无害化处理及资源化利用。本专利技术的技术方案如下：一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统，包括洗涤塔、洗涤泵、氧化风机、石膏泵、脱水机、滤液箱、溢流箱、溢流泵、压滤机、滤液泵、制浆池、供浆泵、清水泵、清水箱及连接管路；所述的洗涤塔底部为洗涤浆池，侧壁设有烟气入口，顶部设有烟气出口；所述的洗涤塔内，烟气入口与烟气出口之间由下向上依次设置湍流管栅层、洗涤喷淋层、供浆喷淋层、除雾器层、除雾器清洗层；烟气入口下方的洗涤浆池内由下向上依次设置石膏浆液排出口、搅拌器、洗涤液排出口、布气管网、布气孔板和溢流口；所述的洗涤泵的入液口通过管路与洗涤液排出口连通，洗涤泵的出液口通过管路与洗涤喷淋层的入液口连通；所述的氧化风机的出气口通过管路与布气管网的进气口连通；所述的石膏泵的入液口通过管路与石膏浆液排出口连通，石膏泵的出液口通过管路与石膏脱水机的入液口连通；石膏脱水机的滤液出口通过管路与滤液箱连通；所述的溢流口通过管路与溢流箱连通，溢流泵的入液口通过管路与溢流箱连通；溢流泵的出液口通过管路与压滤机的入液口连通，压滤机的出液口通过管路与滤液箱连通；所述的滤液泵的入液口通过管路与滤液箱连通，滤液泵的出液口通过管路与制浆池的入液口连通；所述的供浆泵的入液口通过管路与制浆池的出液口连通，供浆泵的出液口通过管路与供浆喷淋层的入液口连通；所述的清水泵的入液口通过管路与清水箱连通，清水泵的出液口通过管路分别与除雾器清洗层的入液口和制浆池的入液口连通。本专利技术还提供了一种利用上述系统实现的半干法脱硫灰制备高纯石膏的方法，包括以下步骤：(1)将含有大量亚硫酸钙包裹氧化钙颗粒物的半干法脱硫灰输送至制浆池进行制浆，在制浆过程中，部分被亚硫酸钙包裹的氧化钙溶解生成氢氧化钙；经过初步溶解的半干法脱硫灰浆液经供浆泵送至供浆喷淋层进行雾化；洗涤浆池中的浆液由洗涤泵送至洗涤喷淋层进行雾化；(2)将含有二氧化硫和烟尘的烟气由洗涤塔的烟气入口进入洗涤塔向上流动，依次穿过湍流管栅层、洗涤喷淋层、供浆喷淋层，烟气中的二氧化硫和烟尘被雾化浆液捕集净化，完成净化后的烟气经除雾器除雾后由洗涤塔的烟气出口排出；雾化浆液中的氢氧化钙与二氧化硫反应生成亚硫酸钙，在重力作用下落入洗涤浆池；(3)氧化风机将环境空气送入布气管网内，经布气孔均匀送入洗涤浆池内，在布气孔板的作用下，氧化空气与落入浆池中的亚硫酸钙反应，生成二水硫酸钙颗粒(石膏)，并促进半干法脱硫灰中氧化钙的溶解；(4)在重力作用下，密度较高的二水硫酸钙颗粒(石膏)和完成溶解的氧化钙颗粒穿过布气孔板及布气管网，进入洗涤浆池下方；半干法脱硫灰中的杂质和烟气中的细小粉尘在布气孔板上方处于悬浮状态，形成灰分悬浮层；(5)进入洗涤浆池底部的二水硫酸钙颗粒(石膏)和完成溶解的氧化钙颗粒在洗涤浆池搅拌器的作用下进一步分层，密度更大的二水硫酸钙颗粒(石膏)在洗涤浆池底部沉积，并处于悬浮状态继续结晶长大，形成石膏悬浮层；氧化钙颗粒物则悬浮在石膏悬浮层上方，形成脱硫剂悬浮层；(6)脱硫剂悬浮层中的浆液经洗涤泵送至脱硫喷淋层净化烟气中的二氧化硫，石膏悬浮层中的浆液经石膏泵送至脱水机脱水后制备高纯石膏；灰分悬浮层浆液经溢流口送至溢流箱，经溢流泵送至压滤机脱水干燥；(7)脱水机和压滤机的滤液经管路送至滤液箱，经滤液泵送至制浆池用于制浆。优选的，所述的石膏浆液排出口与洗涤塔底部的距离为30cm-80cm。优选的，所述的洗涤液排出口位于搅拌器上方、布气管网下方；进一步优选的，所述的洗涤液排出口的中心与布气管网的下端距离为50cm-150cm。所述的布气管网由若干根等间距水平排列的布气管组成，每根布气管向下等间距开有若干布气孔；每根布气管的一端封闭，另一端与布气管网的总进气口连通。所述的布气管优选金属材质。优选的，布气孔的孔径为10mm-20m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统，其特征在于，包括洗涤塔、洗涤泵、氧化风机、石膏泵、脱水机、滤液箱、溢流箱、溢流泵、压滤机、滤液泵、制浆池、供浆泵、清水泵、清水箱及连接管路；/n所述的洗涤塔底部为洗涤浆池，侧壁设有烟气入口，顶部设有烟气出口；所述的洗涤塔内，烟气入口与烟气出口之间由下向上依次设置湍流管栅层、洗涤喷淋层、供浆喷淋层、除雾器层、除雾器清洗层；烟气入口下方的洗涤浆池内由下向上依次设置石膏浆液排出口、搅拌器、洗涤液排出口、布气管网、布气孔板和溢流口；/n所述的洗涤泵的入液口通过管路与洗涤液排出口连通，洗涤泵的出液口通过管路与洗涤喷淋层的入液口连通；/n所述的氧化风机的出气口通过管路与布气管网的进气口连通；/n所述的石膏泵的入液口通过管路与石膏浆液排出口连通，石膏泵的出液口通过管路与石膏脱水机的入液口连通；石膏脱水机的滤液出口通过管路与滤液箱连通；/n所述的溢流口通过管路与溢流箱连通，溢流泵的入液口通过管路与溢流箱连通；溢流泵的出液口通过管路与压滤机的入液口连通，压滤机的出液口通过管路与滤液箱连通；/n所述的滤液泵的入液口通过管路与滤液箱连通，滤液泵的出液口通过管路与制浆池的入液口连通；/n所述的供浆泵的入液口通过管路与制浆池的出液口连通，供浆泵的出液口通过管路与供浆喷淋层的入液口连通；/n所述的清水泵的入液口通过管路与清水箱连通，清水泵的出液口通过管路分别与除雾器清洗层的入液口和制浆池的入液口连通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统，其特征在于，包括洗涤塔、洗涤泵、氧化风机、石膏泵、脱水机、滤液箱、溢流箱、溢流泵、压滤机、滤液泵、制浆池、供浆泵、清水泵、清水箱及连接管路；
所述的洗涤塔底部为洗涤浆池，侧壁设有烟气入口，顶部设有烟气出口；所述的洗涤塔内，烟气入口与烟气出口之间由下向上依次设置湍流管栅层、洗涤喷淋层、供浆喷淋层、除雾器层、除雾器清洗层；烟气入口下方的洗涤浆池内由下向上依次设置石膏浆液排出口、搅拌器、洗涤液排出口、布气管网、布气孔板和溢流口；
所述的洗涤泵的入液口通过管路与洗涤液排出口连通，洗涤泵的出液口通过管路与洗涤喷淋层的入液口连通；
所述的氧化风机的出气口通过管路与布气管网的进气口连通；
所述的石膏泵的入液口通过管路与石膏浆液排出口连通，石膏泵的出液口通过管路与石膏脱水机的入液口连通；石膏脱水机的滤液出口通过管路与滤液箱连通；
所述的溢流口通过管路与溢流箱连通，溢流泵的入液口通过管路与溢流箱连通；溢流泵的出液口通过管路与压滤机的入液口连通，压滤机的出液口通过管路与滤液箱连通；
所述的滤液泵的入液口通过管路与滤液箱连通，滤液泵的出液口通过管路与制浆池的入液口连通；
所述的供浆泵的入液口通过管路与制浆池的出液口连通，供浆泵的出液口通过管路与供浆喷淋层的入液口连通；
所述的清水泵的入液口通过管路与清水箱连通，清水泵的出液口通过管路分别与除雾器清洗层的入液口和制浆池的入液口连通。


2.根据权利要求1所述的一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统，其特征在于，所述的石膏浆液排出口与洗涤塔底部的距离为30cm-80cm。


3.根据权利要求1所述的一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统，其特征在于，所述的洗涤液排出口的中心与布气管网的下端距离为50cm-150cm。


4.根据权利要求1所述的一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统，其特征在于，所述的布气管网由若干根等间距水平排列的布气管组成，每根布气管向下等间距开有若干布气孔；每根布气管的一端封闭，另一端与布气管网的总进气口连通。


5.根据权利要求4所述的一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统，其特征在于，布气孔的孔径为10mm-20mm，同一布气管上相邻布气孔间距为8cm-25cm；布气孔穿孔气速为6m/s-15m/s。


6.根据权利要求1所述的一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统，其特征在于，所述的布气孔板为多孔金属板；布气孔板与布气管网顶端的距离为50cm-90cm；布气孔板的开孔率为23％-37％...

【专利技术属性】
技术研发人员：程常杰，张荣，冯永峰，黄水，童俊，
申请(专利权)人：杭州蕴泽环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33