一种基于高炉煤气加热改性脱硫灰的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于高炉煤气加热改性脱硫灰的装置与方法，装置包括预处理装置、碳酸化氧化装置和热量交换装置，针对干法、半干法脱硫灰性能不稳定，生产建材强度较低，难以资源化利用的难题，通过在本发明专利技术方法中既高温氧化也进行高温碳酸化法，从而不仅将脱硫灰中的亚硫酸钙氧化为硫酸钙，还将脱硫灰中游离氧化钙碳酸化为碳酸钙，消除氧化钙的不安定性影响，从而使得处理后的脱硫灰性能更加稳定，同时利用脱硫灰中游离氧化钙固化二氧化碳，减少二氧化碳的排放量，同时采用高温烟气直接加热脱硫灰，实现了换热效率高，设备结构简单等技术效果，大大提高了本发明专利技术方法的适用范围。大大提高了本发明专利技术方法的适用范围。大大提高了本发明专利技术方法的适用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高炉煤气加热改性脱硫灰的装置与方法


[0001]本专利技术属于工业固废综合治理领域，主要涉及钢铁企业干法/半干法钙基脱硫灰处理方法，具体涉及一种基于高炉煤气加热改性脱硫灰的装置与方法。

技术介绍

[0002]烟气脱硫工艺主要分为湿法、半干法、干法三类，半干法脱硫工艺深受钢铁企业的欢迎，也由此产生了大量的半干法脱硫灰。半干法脱硫灰的不安定性限制其在建材领域的应用，影响脱硫灰安定性的因素主要是亚硫酸钙和游离氧化钙。脱硫灰中亚硫酸钙含量高达20％～40％，亚硫酸钙水化反应慢，不能很快凝结硬化，造成掺有脱硫灰的水泥或建筑材料产生缓凝；在潮湿环境下亚硫酸钙易被氧化成硫酸钙，导致掺有脱硫灰的水泥制品或用混凝土浇筑的建筑产生微量膨胀，破坏混凝土或建筑材料的强度；亚硫酸钙在遇高温或酸性条件时会重新分解释放SO2，造成二次污染。脱硫灰中游离氧化钙含量高达5％～30％，游离氧化钙在长期水化过程中不断生成Ca(OH)2，体积持续膨胀，产生应力集中，从而破坏结构强度，另外，游离氧化钙水化生成Ca(OH)2过程中，放出大量的热量。基于脱硫灰中亚硫酸钙和游离氧化钙的不安定性影响，使得脱硫灰不能直接用于建材领域实现资源化利用。目前，半干法脱硫灰的资源化综合利用水平相对较低。
[0003]中国技术公开文本CN210438429U公开了一种半干法脱硫废灰中亚硫酸钙氧化改性的系统，该专利是利用预热窑、氧化窑和冷却窑三段式的系统，针对脱硫灰中亚硫酸钙含量高，易膨胀、缓凝的缺点进行氧化改性处理，该系统具有能耗高、氧化率高、处理能力大等优点。是该系统仅解决了脱硫灰中亚硫酸钙的不安定性影响，适合氧化处理高亚硫酸钙、低游离氧化钙的半干法脱硫灰，对于游离氧化钙含量高的脱硫灰，游离氧化钙依然是限制其资源化利用的不安定性影响因素。
[0004]中国专利技术专利公开文本CN104150520A公开了一种干法、半干法脱硫灰富氧外加氧化工艺及装置，该工艺通入窑内的空气热量来自加热炉烟气换热，换热效率低，物料预热效果差，能耗偏高。成品余热采用换热器间接换热回收，换热效率低，不能有效回收产品余热。
[0005]目前一些大专院校、科研机构及相关企业也在积极研究和探索实现脱硫灰资源化利用的技术和装备，其中主要的研究重点都放在脱硫灰中亚硫酸钙高效氧化转化的技术和装备上，如催化氧化法、高温氧化法以及电化学氧化法，而忽略了脱硫灰中游离氧化钙的不安定性影响。

技术实现思路

[0006]基于以上现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种基于高炉煤气加热改性脱硫灰的装置与方法。
[0007]具体通过如下技术方案实现：
[0008]一种基于高炉煤气加热改性脱硫灰的装置，包括预处理装置、碳酸化氧化装置和热量交换装置。
[0009]所述预处理装置包括原料缓冲仓、计量输送部件、除尘装置和预热窑。
[0010]所述原料缓冲仓用于暂存外部系统输送来的脱硫灰原料。
[0011]所述计量输送部件包括给料机和计量螺旋输送机，所述给料机一端连通原料缓冲仓，另一端连通计量螺旋输送机，所述给料机用于将脱硫灰原料输送至计量螺旋输送机，所述计量螺旋输送机用于将给料机输送来的脱硫灰原料输送至预热窑并计量脱硫灰的质量。
[0012]所述除尘装置用于收集预热窑排出的废烟气中的脱硫灰粉尘，收集的粉尘返回送入到原料缓冲仓中；所述除尘装置包括除尘废气入口、粉尘排出口和除尘烟气排出口，所述粉尘排出口与所述原料缓冲仓连通。
[0013]所述预热窑包括预热物料入口、预热烟气入口、预热腔本体、预热物料排出口和预热烟气排出口；所述预热物料入口与所述计量螺旋输送机相连通，所述预热烟气排出口与除尘废气入口连通。
[0014]所述碳酸化氧化装置包括氧化窑本体、氧化进料部件、氧化排料部件、氧化进气口和氧化排气口；所述氧化进料部件与所述预热物料排出口相连通，所述氧化排气口与所述预热烟气入口相连通，所述氧化窑本体用于对进入到氧化窑本体内的脱硫灰固体物料和烟气进行混合和反应。
[0015]所述热量交换装置包括热风装置、冷却腔本体、冷却进料部件、冷却排料部件、冷却第一进气口、冷却第二进气口、冷却第一排气口和冷却第二排气口；所述热风装置包括热风炉本体、热风炉第一进风口、热风炉第二进风口和热风炉排风口；所述冷却腔本体包括本体内腔和冷却夹套，所述冷却夹套套设于本体内腔的外部，所述冷却第二进气口和冷却第二排气口均开设于冷却夹套的外壁上，所述冷却第一进气口和冷却排料部件均设置于本体内腔的一端壁上，所述冷却进料部件和冷却第一排气口均设置于本体内腔的另一端壁上，所述冷却进料部件与所述氧化排料部件相连通，所述冷却排料部件与外设的成品仓相连通，所述冷却第一进气口用于排入氧化空气，所述冷却第二进气口用于排入高炉煤气和助燃空气；所述热风炉第一进风口设置于热风炉的侧部，所述热风炉第一进风口与所述冷却第一排气口连通，所述热风炉第二进风口设置于热风炉的底部，所述热风炉第二进风口与所述冷却第二排气口连通，所述热风炉排风口与所述氧化进气口连通。
[0016]作为优选，所述原料缓冲仓为圆柱状钢制结构，所述原料缓冲仓包括原料缓冲仓入口、振打器(现有已知的用于防止和排除各种料仓由于物料的内摩擦、潮解、带电、成分偏析等原因引起的“堵塞”、“塔拱”现象的装置)、仓顶除尘器和原料缓冲仓出口。所述仓顶除尘器设置于原料缓冲仓的顶部，用于避免将原料中的浮尘物料排出，为市购商品。
[0017]作为优选，所述给料机包括电机、料斗和减震装置，所述计量螺旋输送机包括螺旋输送机本体、螺旋输送机进料口、螺旋输送机出料口以及驱动装置。所述螺旋机输送本体为现有已知的双螺旋或三螺旋的旋输送机本体，驱动装置为电机以及与其配合的减速机等部件。
[0018]作为优选，所述除尘装置的所述粉尘排出口与所述原料缓冲仓通过原料缓冲仓入口连通；所述预热物料入口为溜槽，所述预热物料入口与所述计量螺旋输送机通过螺旋输送机出料口相连通。
[0019]所述碳酸化氧化装置的氧化窑本体为钢滚筒结构，钢滚筒的内衬为耐火砖，内置扬料板，钢滚筒的外部采用硅酸铝保温棉进行外部保温。
[0020]作为优选，在所述冷却腔本体的冷却夹套内设置有热电偶。
[0021]作为优选，在热风炉排风口布置热电偶。
[0022]一种基于高炉煤气加热改性脱硫灰的方法，其特征在于，使用上述的基于高炉煤气加热改性脱硫灰的装置，包括如下步骤：
[0023](1)将高炉煤气和助燃空气的混合气体持续通过冷却第二进气口通入到冷却夹套内，将氧化空气持续通过冷却第一进气口通入到本体内腔内，高炉煤气和助燃空气混合气体通过冷却第二排气口排出，然后通过热风炉第二进风口排入到热风炉内，氧化空气通过冷却第一排气口排出，然后通过热风炉第一进风口排入到热风炉内，热风炉烟气通过热风炉排风口排出，然后通过氧化进气口排入到氧化窑本体内，继而形成的反应处理气体通过氧化排气口排出，然后通过预热烟气入口排入到预热腔本体内，继而形成的带尘预热烟气通过预热烟气排出口排出，然后通过除尘废气入口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高炉煤气加热改性脱硫灰的装置，其特征在于，包括预处理装置、碳酸化氧化装置和热量交换装置；所述预处理装置包括原料缓冲仓、计量输送部件、除尘装置和预热窑；所述原料缓冲仓用于暂存外部系统输送来的脱硫灰原料；所述计量输送部件包括给料机和计量螺旋输送机，所述给料机的一端连通原料缓冲仓，另一端连通计量螺旋输送机，所述给料机用于将脱硫灰原料输送至计量螺旋输送机，所述计量螺旋输送机用于将给料机输送来的脱硫灰原料输送至预热窑并计量脱硫灰的质量；所述除尘装置用于收集预热窑排出的废烟气中的脱硫灰粉尘，收集的粉尘返回送入到原料缓冲仓中；所述除尘装置包括除尘废气入口、粉尘排出口和除尘烟气排出口，所述粉尘排出口与所述原料缓冲仓连通；所述预热窑包括预热物料入口、预热烟气入口、预热腔本体、预热物料排出口和预热烟气排出口；所述预热物料入口与所述计量螺旋输送机相连通，所述预热烟气排出口与除尘废气入口连通；所述碳酸化氧化装置包括氧化窑本体、氧化进料部件、氧化排料部件、氧化进气口和氧化排气口；所述氧化进料部件与所述预热物料排出口相连通，所述氧化排气口与所述预热烟气入口相连通，所述氧化窑本体用于对进入到氧化窑本体内的脱硫灰固体物料和烟气进行混合和反应；所述热量交换装置包括热风装置、冷却腔本体、冷却进料部件、冷却排料部件、冷却第一进气口、冷却第二进气口、冷却第一排气口和冷却第二排气口；所述热风装置包括热风炉本体、热风炉第一进风口、热风炉第二进风口和热风炉排风口；所述冷却腔本体包括本体内腔和冷却夹套，所述冷却夹套套设于本体内腔的外部，所述冷却第二进气口和冷却第二排气口均开设于冷却夹套的外壁上，所述冷却第一进气口和冷却排料部件均设置于本体内腔的一端壁上，所述冷却进料部件和冷却第一排气口均设置于本体内腔的另一端壁上，所述冷却进料部件与所述氧化排料部件相连通，所述冷却排料部件与外设的成品仓相连通，所述冷却第一进气口用于排入氧化空气，所述冷却第二进气口用于排入高炉煤气和助燃空气；所述热风炉第一进风口设置于热风炉的侧部，所述热风炉第一进风口与所述冷却第一排气口连通，所述热风炉第二进风口设置于热风炉的底部，所述热风炉第二进风口与所述冷却第二排气口连通，所述热风炉排风口与所述氧化进气口连通。2.根据权利要求1所述的基于高炉煤气加热改性脱硫灰的装置，其特征在于，所述原料缓冲仓为圆柱状钢制结构，所述原料缓冲仓包括原料缓冲仓入口、振打器、仓顶除尘器和原料缓冲仓出口。3.根据权利要求1所述的基于高炉煤气加热改性脱硫灰的装置，其特征在于，所述给料机包括电机、料斗和减震装置，所述计量螺旋输送机包括螺旋输送机本体、螺旋输送机进料口、螺旋输送机出料口以及驱动装置。4.根据权利要求1所述的基于高炉煤气加热改性脱硫灰的装置，其特征在于，所述除尘装置的所述粉尘排出口与所述原料缓冲仓通过原料缓冲仓入口连通；所述预热物料入口为溜槽，所述预热物料入口与所述计量螺旋输送机通过螺旋输送机出料口相连通；所述碳酸化氧化装置氧化窑本体为钢滚筒结构，滚筒内衬耐火砖和扬料板，滚筒外采用硅酸铝保温棉进行外部保温。
5.根据权利要求1所述的基于高炉煤气加热改性脱硫灰的装置，其特征在于，在所述冷却腔本体的冷却夹套内设置有热电偶。6.根据权利要求1所述的基于高炉煤气加热改性脱硫灰的装置，其特征在于，在热风炉排风口布置热电偶。7.一种基于高炉煤气加热改性脱硫灰的方法，其特征在于，使用权利要求1
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6任一项所述的基于高炉煤气加热改性脱硫灰的装置，包括如下步骤：(1)将高炉煤气和助燃空气的混合气体持续通过冷却第二进气口通入到冷却夹套内，将氧化空气持续通过冷却第一进气口通入到本体内腔内，高炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷廷双，马兆军，张秋林，彭建明，郁健，陈秀丽，
申请(专利权)人：北京北科环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：