[發明專利]干法、半干法脫硫灰兩段回轉富氧外加熱氧化工藝及裝置

有效

• 申請號: 201410380659.4
• 申請日: 2014-08-04
• 公開（公告）號: CN104150520A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 孟昭全;楊曉波;孟妍;楊雪;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 遼寧能源環境工程技術有限公司;孟昭全;楊曉波
• 主分類號: C01F11/46
• 分類號: C01F11/46
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及干法、半干法煙氣脫硫副產物綜合利用技術領域，尤其涉及一種干法、半干法脫硫灰中的CaCO₃氧化處理工藝及裝置。

背景技術

我國是煤炭生產和消費大國，也是SO₂排放大國。全國工業SO₂排放50％來自燃煤電廠，11％來自鋼鐵行業，其中鋼鐵行業排放的70％又來自礦石燒結，因此，控制電廠和燒結煙氣脫硫環節對SO₂減排具有重要意義。

目前，我國煙氣脫硫主要采用濕法、干法和半干法工藝，其中干法、半干法包括旋轉噴霧干燥吸收法(SDA)、循環流化床法(CFB)、爐內噴鈣爐后煙氣增濕活化法(LIFAC)、及MEROS法、NID法等。干法、半干法脫硫以CaCO₃或Ca(OH)₂為脫硫劑，產生的副產物為淺白色干粉狀物質—脫硫灰。

由于干法、半干法脫硫投資少、占地面積小、節水節能、無廢水廢酸排放等優點，在老電廠改造、新建中小電廠，特別是在鐵礦燒結機煙氣脫硫中被廣泛采用。目前，我國約有30％的燃煤機組和90％以上的鐵礦燒結機采用干法、半干法脫硫。但這種工藝存在一個嚴重的缺點，那就是脫硫副產物利用困難，原因是脫硫灰中含有大量亞硫酸鈣(CaSO₃)，這種物質一是水化反應慢，不能直接凝結產生強度；二是穩定性差，在空氣中會慢慢膨脹；三是遇高溫SO₂會重新釋放，造成二次污染。因此，不能直接大摻量用于生產水泥和摻拌混凝土等建筑材料。目前，全國脫硫灰年排放量已超過2000萬噸，絕大部分只能用于回填或露天堆放，不僅占用大量土地，而且對環境和水源造成嚴重污染。

要實現脫硫灰資源化綜合利用就必須首先把其中的CaSO₃轉化成友好的可利用的物質。試驗證明，脫硫灰中的CaSO₃在適合的溫度、時間、濕度、氧氣條件下可以氧化成CaSO₄，并代替天然石膏廣泛用于建材、建筑和裝修等領域。一些大專院校、科研機構和相關企業也積極探索和研究能夠實現CaSO₃氧化的技術和裝備，其中絕大部分采用催化氧化法，即在常溫條件下把高錳酸鉀、乙酸、錳鐵合金渣、硫鐵礦渣、硫酸、硫酸鹽等做為催化劑與脫硫灰攪拌混合，以促進脫硫灰氧化。這種辦法的缺點是氧化時間長，生產效率低，占地面積大，因此，不適合工業化、連續化生產。還有的采用高溫氧化法，中國專利也公開了有關高溫氧化脫硫灰中CaSO₃的內容，如CN102319714A專利提到“利用液態鋼渣余熱氧化鈣基干法或半干法煙氣脫硫渣”；CN102701618A專利提到“將亞硫酸鈣型脫硫石膏放入沸騰爐中在溫度為480～500℃的條件下進行炒制20～40min后將其主要成分亞硫酸鈣氧化制成Ⅱ型無水石膏”；CN102010146A專利提到“將經過微細化處理后的脫硫灰放置于溫度為450～700℃的密閉容器中，在密閉容器中鼓入氧氣或者空氣，反應20～60分鐘”；CN103055687A專利提到“一種亞硫酸鈣氧化反應的模擬裝置及方法，裝置包括：恒溫水浴鍋；置于恒溫水浴鍋中的反應槽及位于反應槽內的第一攪拌器”；以上方法和裝置雖然能夠實現脫硫灰中CaSO3的氧化，但由于技術、工藝和設備等原因，很難保證溫度、時間、氧氣氛圍等氧化條件的穩定和均衡，而且由于能耗高、成本高，都不具備工業化生產的條件，更談不上大規模推廣。據查詢和了解，目前國內外脫硫灰中的CaSO₃氧化技術均處于理論研究和實驗室試驗階段，還沒有技術成熟、經濟適用，特別是能轉化為工業化生產的先例。因此，急需一種生產成本低并適合工業化生產的技術和裝備，以推動脫硫灰氧化和資源化綜合利用。

發明內容

本發明克服現有技術中干法、半干法脫硫灰中CaSO₃氧化存在氧化時間長、效率低、能耗及成本高，難以進行工業化、規模化生產的不足，提供了一種低能耗、低成本、適合工業化大規模生產的干法、半干法脫硫灰兩段回轉富氧外加熱氧化工藝及配套裝置。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

干法、半干法脫硫灰兩段回轉富氧外加熱氧化工藝，包括如下步驟：

1)脫硫灰儲倉中的脫硫灰由底部螺旋給料機送入兩段式回轉氧化窯，在預熱段由熱空氣進行預熱，并在窯體的回轉作用下向加熱段移動；

2)氧氣儲罐中的氧氣通過氧氣輸送管輸送到窯頭鼓風機前端，隨熱風同時進入氧化窯，氧化窯內氧含量保持在20％～25％；