[實用新型]一種煙氣脫硫灰的改性工藝系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920963438.8
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN210103477U
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊柳春;尹詩詩;朱旻俊;盧佳艷
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學
• 主分類號: C01F11/46
• 分類號: C01F11/46;C04B11/26;C04B11/032;C04B11/036
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 宋向紅

本實用新型公開了一種煙氣脫硫灰的改性工藝系統(tǒng)。其技術(shù)要點是，灰倉和酸槽的出口通過管路與漿液槽連通，強制流態(tài)反應(yīng)器底部出口與漿液池連通，漿液槽出口和漿液池底部回流出口通過漿液泵及管路與強制流態(tài)反應(yīng)器的液相入口連通；漿液池和漿液槽的底部分別通過管路與風機一連接；漿液池的出口與固液分離器的進口通過管路連接，固液分離器的固體出口與脫水反應(yīng)器的物料入口相連通，固液分離器的液相出口通過管路與漿液槽連通；脫水反應(yīng)器頂部排氣口通過風機二及管路與強制流態(tài)反應(yīng)器的進氣口連通，脫水反應(yīng)器連接有通入空氣或水蒸汽的管路。本實用新型整個改性工藝系統(tǒng)緊湊高效，調(diào)控靈活，節(jié)能環(huán)保，市場需求適應(yīng)性很強。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于環(huán)境保護和無機礦物材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種將鈣基干法或半干法煙氣脫硫副產(chǎn)物改性轉(zhuǎn)化成多種高純度石膏粉體產(chǎn)品、實現(xiàn)資源化利用的煙氣脫硫灰的改性工藝系統(tǒng)。

背景技術(shù)

燃煤火電廠、鋼鐵、冶煉和工業(yè)窯爐排放的煙氣中的二氧化硫是造成酸雨、硫酸煙霧和大氣灰霾污染的重要成分，有效的控制辦法是全面實施煙氣脫硫。在眾多的煙氣脫硫工藝中，半干法或干法煙氣脫硫工藝具有流程短、設(shè)備少、占地面積小且無工藝廢水等優(yōu)點，特別適合在缺水地區(qū)的煙氣脫硫工程中應(yīng)用。其中，以石灰為吸收劑的鈣基半干法或干法煙氣脫硫工藝因成本較低，占有較大的市場比例。但是，脫硫副產(chǎn)物的經(jīng)濟合理處置成為這類工藝推廣應(yīng)用的一大難題。

鈣基干法或半干法脫硫灰的主要成分為亞硫酸鈣，并含有部分未反應(yīng)完全的CaO或Ca(OH)₂，此外還有碳酸鈣和飛灰等雜質(zhì)。脫硫灰的粒徑很小，一般多在3～20μm，很多脫硫工程產(chǎn)出的脫硫灰以10μm以下尺寸的顆粒為主。已有較多實驗研究表明，均相亞硫酸鹽的氧化較容易實現(xiàn)，但干態(tài)的脫硫灰處理起來要困難得多。直接用空氣干式氧化一般需要將溫度控制在400～700℃，耗時4～6h氧化率才能達到80％以上，且產(chǎn)物為含雜質(zhì)較多的無水硫酸鈣。氣液固三相濕式氧化一般也需要長時間曝氣，才能將脫硫灰轉(zhuǎn)化成二水硫酸鈣為主的產(chǎn)物，過量曝氣能耗相當大。有研究嘗試采用雙氧水、臭氧等強氧化劑輔助氧化，或者采用額外的催化劑促進氧化過程，但成本過高，應(yīng)用受到限制。因此，常規(guī)脫硫灰改性工藝方法都是將脫硫灰轉(zhuǎn)化成雜質(zhì)較多的二水石膏或無水石膏，雖然基本能夠解決穩(wěn)定性的問題，但需付出較高的成本，并且僅僅得到低價值混合產(chǎn)物，脫硫灰綜合利用難度大、經(jīng)濟效益不好。

研究表明，鈣基脫硫灰是石灰粉與煙氣中的SO₂經(jīng)歷氣液固三相反應(yīng)(半干法)或氣固兩相反應(yīng)(干法)的產(chǎn)物：在極短的時間內(nèi)，煙氣中的SO₂跟石灰反應(yīng)生成亞硫酸鈣晶體，同時吸收劑顆粒表面水分很快蒸發(fā)，形成致密的產(chǎn)物層包裹在新鮮石灰粉粒表面。這種產(chǎn)物層外殼阻止了進一步的氣固脫硫反應(yīng)，使得內(nèi)部的新鮮石灰未能暴露并參與反應(yīng)被消耗，因而殘留量較大。同時，粒徑極細小的脫硫灰還夾雜著其他煤灰成分，呈現(xiàn)不規(guī)則的形貌和微觀結(jié)構(gòu)。通過深入研究發(fā)現(xiàn)，這種干態(tài)的細顆粒外表面還被一層氣膜所包覆，由于氣膜具有很強的致密性，脫硫灰顆粒在配漿時難以潤濕，溶解反應(yīng)阻力增大，反應(yīng)速率受到限制。所以，僅靠常規(guī)的曝氣很難獲得高效的氧化效果，也不能有效去除雜質(zhì)、提高產(chǎn)物純度。我們從有效破除顆粒外裹氣膜和硬質(zhì)產(chǎn)物殼層雙重障礙入手，采用多種協(xié)同強化措施，將脫硫灰高效反應(yīng)穩(wěn)定化的同時，清除產(chǎn)物各種雜質(zhì)以提高純度，并且進一步集成脫水改性單元，從而在一條工藝生產(chǎn)線上獲得有較高價值的多種石膏產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于針對常規(guī)脫硫灰改性工藝方法存在的能耗與成本高且產(chǎn)物雜質(zhì)多附加值低、難利用的問題，提供一種煙氣脫硫灰的改性工藝系統(tǒng)。