在湿法烟气脱硫工艺下利用半干法脱硫灰的方法与流程

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种在湿法烟气脱硫工艺下利用半干法脱硫灰的方法。

背景技术：

传统的电力、烧结生产过程中产生大量含so2烟气，对环境造成严重污染。按脱硫过程是否加水及脱硫后副产物形态的不同，烟气脱硫技术可分为干法、半干法和湿法。干法脱硫效率低，湿法脱硫效率高但腐蚀问题突出，半干法则兼具无腐蚀、无废水和脱硫效率相对较高的优点。然而，随着半干法脱硫技术的推广，其副产物脱硫灰难以利用的问题逐渐暴露出来。

为解决脱硫灰再利用的问题，现有技术中出现了多种方式。例如利用脱硫灰的碱性，将脱硫灰用于治理轧钢工序的酸性废水，利用脱硫灰中的亚硫酸钙及硫酸钙，将将脱硫灰用作水泥的缓凝剂，或者将脱硫灰与钙质废石灰混合，进而制备陶瓷制品等。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：上述多种现有技术属于末端治理，故而存在运输距离远和副加值低的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种在湿法烟气脱硫工艺下利用半干法脱硫灰的方法，用于解决现有再利用脱硫灰技术存在的运输距离远和副加值低的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种在湿法烟气脱硫工艺下利用半干法脱硫灰的方法，包括：

向湿法脱硫工艺脱硫塔中加入脱硫灰浆液；

向所述脱硫塔中加入石灰石浆液，所述脱硫灰浆液与所述石灰石浆液共同与所述脱硫塔中含有二氧化硫的烟气反应生成硫酸钙；

对所述硫酸钙进行压缩、脱水、烘干和打包，获得石膏。

可选的，所述脱硫灰与所述石灰石的质量比大于0:1小于等于0.5:1。

可选的，在向湿法脱硫工艺脱硫塔中加入脱硫灰浆液之前，还包括：

向所述脱硫灰浆液中加入消泡剂。

可选的，所述方法还包括：

通过氧化风机向所述脱硫塔充入氧气。

可选的，通过如下公式确定充入氧气量：

其中，q烟气表示所述脱硫塔内的烟气量，cso2表示烟气所含的二氧化硫浓度，η表示所述湿法脱硫工艺的脱硫效率，m脱硫灰量表示所述脱硫灰的质量，x表示亚硫酸钙的含量。

可选的，所述方法还包括：

控制所述脱硫塔内的浆液ph为4～6，温度为40～60℃，以及浆液排出时间为5～10小时。

可选的，所述脱硫灰的粒径小于200目。

可选的，所述石灰石的碳酸钙含量大于90％。

可选的，所述消泡剂具体为分散剂。

可选的，所述分散剂具体为醇类物质。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

在本发明实施例的技术方案中，将石灰石的浆液以及半干法脱硫副产物，即脱硫灰制成的浆液一并加入湿法脱硫工艺脱硫塔中，使脱硫灰浆液与石灰石浆液共同与塔内含有二氧化硫的烟气反应生成硫酸钙，并进一步对硫酸钙进行压缩、脱水、烘干和打包，最终获得石膏。所以，在脱硫灰生成的源头就将脱硫灰导入湿法脱硫工艺，由此避免了远距离运输脱硫灰。同时，本申请再利用脱硫灰生成石膏，提高了脱硫灰的副加值。

附图说明

图1为本发明实施例中在湿法烟气脱硫工艺下利用半干法脱硫灰的方法流程图；

图2为一种可能的湿法脱硫工艺的设备结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种在湿法烟气脱硫工艺下利用半干法脱硫灰的方法，用于解决现有再利用脱硫灰技术存在的运输距离远和副加值低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案总体思路如下：

在本发明实施例的技术方案中，将石灰石的浆液以及半干法脱硫副产物，即脱硫灰制成的浆液一并加入湿法脱硫工艺脱硫塔中，使脱硫灰浆液与石灰石浆液共同与塔内含有二氧化硫的烟气反应生成硫酸钙，并进一步对硫酸钙进行压缩、脱水、烘干和打包，最终获得石膏。所以，在脱硫灰生成的源头就将脱硫灰导入湿法脱硫工艺，由此避免了远距离运输脱硫灰。同时，本申请再利用脱硫灰生成石膏，提高了脱硫灰的副加值。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明提供了一种在湿法烟气脱硫工艺下利用半干法脱硫灰的方法，请参考图1，为在湿法烟气脱硫工艺下利用半干法脱硫灰的方法流程图。该方法包括：

s101：向湿法脱硫工艺脱硫塔中加入脱硫灰浆液；

s102：向所述脱硫塔中加入石灰石浆液，所述脱硫灰浆液与所述石灰石浆液共同与所述脱硫塔中含有二氧化硫的烟气反应生成石膏；

s103：对所述石膏进行压缩、脱水、烘干和打包，获得石膏产品。

为了方便介绍本发明实施例中的技术方案，首先对应用本发明的湿法脱硫工艺设备进行介绍。请参考图2，为一种可能的湿法脱硫工艺的设备结构示意图。

如图2所示，含有二氧化硫的烟气由抽风机2抽送入脱硫塔4中。在脱硫塔4中，通过喷淋层15将烟气喷淋至脱硫塔4内。石灰石制浆槽11和脱硫灰制浆槽12均与脱硫塔4连接。进一步，脱硫灰制浆槽12还与消泡槽13连接。在石灰石制浆槽11中将固态石灰石加水制成石灰石浆液，在脱硫灰制浆槽12中将固态脱硫灰加水制成脱硫灰浆液，再将石灰石浆液和脱硫灰浆液输入脱硫塔4与烟气中的二氧化硫反应。脱硫灰的主要成份为硫酸钙、亚硫酸钙、碳酸钙和氢氧化钙，石灰石的主要成分为碳酸钙，石灰石与脱硫灰与烟气中的二氧化硫反应，主要产物包括硫酸钙、亚硫酸钙和碳酸钙。脱硫后的烟气通过除雾层14和烟囱16排出。进一步，通过氧化风机3向脱硫塔4充入氧气氧化亚硫酸钙。最后，通过一级旋流器5、二级旋流器6、离心机7、干燥机8、过滤液槽9和包装机10将硫酸钙、亚硫酸钙和碳酸钙等包装为石膏产品。

下面对在湿法烟气脱硫工艺下利用半干法脱硫灰的方法进行介绍。

首先，在石灰石制浆槽中向石灰石加水制成石灰石浆液，以及在脱硫灰制浆槽中向脱硫灰加水制成脱硫灰浆液。其中，本发明实施例中的脱硫灰指的是半干法烟气脱硫工艺副产物脱硫灰。进一步，半干法脱硫工艺包括但不限于旋转喷雾脱硫工艺、新型一体化脱硫工艺、循环流化床脱硫工艺、密相干塔工艺及meros脱硫工艺等，本发明所属领域的普通技术人员可以根据实际进行选择，本发明不做具体限制。在具体实现过程中，在半干法脱硫工艺产出脱硫灰后，通过管路或短途运输工具等在脱硫灰产出的源地将脱硫灰导入脱硫灰制浆槽即可。由此，解决了现有技术利用脱硫灰存在的运输距离远的技术问题。同时，还解决了脱硫灰的大量堆存问题，消除脱硫灰堆存带来的环境污染。

接下来，在s101中向脱硫塔中加入脱硫灰浆液，以及在s102向脱硫塔中加入石灰石浆液。在具体实现过程中，可以先执行s101再执行s102，即先加入脱硫灰浆液再加入石灰石浆液，或者也可以先执行s102再执行s101，即先加入石灰石浆液再加入脱硫灰浆液，或者也可以同时执行s101和s102，即同时加入脱硫灰浆液和石灰石浆液。在具体实现过程中，本发明所属领域的普通技术人员可以根据实际进行设置，本发明不做具体限制。

加入脱硫塔的脱硫灰浆液与石灰石浆液共同与塔内烟气的二氧化硫反应生成石膏。具体来讲，脱硫灰中氢氧化钙与碳酸钙与烟气中酸性气体，如二氧化硫和盐酸等反应，生成硫酸钙和亚硫酸钙。石灰石中的碳酸钙与二氧化硫反应生成亚硫酸钙和硫酸钙。

最后，在s103中，通过一级旋流器、二级旋流器、离心机、干燥机、过滤液槽和包装机对硫酸钙、亚硫酸钙和碳酸钙等进行压缩、脱水、烘干和打包，最终获得石膏产品。可见，通过上述过程就将脱硫灰转化成了可以使用或出售的石膏，故而提高了脱硫灰的副加值。

可选的，在本发明实施例中，脱硫灰与石灰石的质量比大于0:1小于等于0.5:1。在具体实现过程中，可以选择脱硫灰与石灰石的质量比为0.10:1、0.15:1、0.20:1、0.25:1、0.30:1、0.35:1、0.40:1、0.45:1或0.50:1等，本发明所属领域的普通技术人员可以根据实际进行设置，本发明不做具体限制。

可选的，为了防止脱硫灰加水后形成的浆液起泡，在s101之前，还包括：

向所述脱硫灰浆液中加入消泡剂。

具体来讲，将消泡剂加入图2所示的消泡槽中，进而消泡槽将消泡剂导入脱硫灰浆液中。本发明实施例中的消泡剂具体为分散剂，或称表面活性剂。更进一步，在具体实现过程中，可以使用醇类物质作为分散剂。其中，醇类物质可以具体例如为甲醇和乙醇等，本发明不做具体限制。具体的消泡原理为：利用醇类物质将脱硫灰颗粒进行分散，消除颗粒间夹带的空气，从而解决制备脱硫灰浆液时由于搅拌造成的起泡问题。

可选的，为了提高硫酸钙的产量，所述方法还可以包括：

通过氧化风机向所述脱硫塔充入氧气。

具体来讲，通过氧化风机向脱硫塔中充入氧气，一方面可以对脱硫塔中各种浆液进行扰动搅拌，增强接触增强反应，另一方面充入的氧气可以氧化亚硫酸钙为硫酸钙，增加硫酸钙的产量。

进一步，可以通过如下公式确定充入氧气量：

其中，q烟气表示脱硫塔内的烟气量(单位为m³/h)，cso2表示烟气所含的二氧化硫浓度(单位为mg/m³)，η表示湿法脱硫工艺的脱硫效率，m脱硫灰量表示脱硫灰的质量(单位为g)，x表示亚硫酸钙的含量。充入氧气量单位为l/h。

可选的，为防止脱硫灰加入后，对原始湿法脱硫系统造成冲击，在发明实施例中，将控制脱硫塔内的浆液ph为4～6，温度为40～60℃，以及浆液排出时间为5～10小时。其中，ph例如控制为4～4.5、4.5～5、5～5.5或5.5～6等，温度例如控制为40℃～45℃、45℃～50℃、50℃～55℃或55℃～60℃等，排出时间设置为5、6、7、8、9或10小时等，本发明所属领域的普通技术人员可以进行设置，本发明不做具体限制。

可选的，本发明实施例中的脱硫灰粒径小于200目。在具体实现过程中，可以选择195目、190目、185目、180目或170目等的脱硫灰，本发明不做具体限制。

可选的，石灰石的碳酸钙含量大于90％，例如选择碳酸钙含量为91％、92％、93％、94％、95％、96％或97％等的石灰石，本发明不做具体限制。

下面列举几个具体的例子来对本发明实施例中在湿法烟气脱硫工艺下利用半干法脱硫灰的方法进行说明。

实施例一：

脱硫灰取自旋转喷雾半干法脱硫工艺，主要成份为caco3含量25.2％、caso3.2h2o含量34.9％、caso4含量19.3％和ca(oh)2含量20.1％，杂质含量0.5％。石灰石中caco3含量为91.7％，粒度小于200目。将脱硫灰与石灰石按照质量为0.3：1的比例分别投入脱硫灰制浆槽和石灰石制浆槽，然后分别加水制成脱硫灰浆液和石灰石浆液。具体地，脱硫灰浆液和石灰石浆液固体浓度为15％。另外，脱硫灰制浆槽中加入5％浓度的乙醇溶液用以消泡。制好的脱硫灰浆液与石灰石浆液分别输入脱硫塔中作为脱硫剂使用。氧化风机按2000m³/h向脱硫塔充入氧气，一方面对脱硫剂浆液进行搅拌，另一方面氧化亚硫酸钙生成石膏。控制塔内ph5.0～5.5，浆液温度50～55℃，浆液在塔内的停留时间为5小时。反应完后经旋流器、离心机、干燥机及包装机制得石膏产品。经检测，石膏的组份为caso4含量为94.3％，caso3含量3％，caco3含量0.5％，钙硫比为1.3；脱硫效率为95.5％，浆液无起泡现象，系统运行稳定。

实施例二：

脱硫灰取自循环流化床半干法脱硫工艺，主要成份为caco3含量23.2％、caso3.2h2o含量28.9％、caso4含量26.3％和ca(oh)2含量20.1％，杂质含量1.5％。石灰石中caco3含量为92.7％，粒度小于200目。将脱硫灰与石灰石按照质量为0.2：1的比例分别投入脱硫灰制浆槽和石灰石制浆槽，然后分别在加水制成脱硫灰浆液和石灰石浆液。具体地，浆液固体浓度为12％。脱硫灰制浆槽中加入5％浓度的乙醇溶液用以消泡。制好的脱硫灰浆液与石灰石浆液分别输入脱硫塔中作为脱硫剂使用。氧化风机按1900m³/h向脱硫塔充入氧气，一方面对脱硫剂浆液进行搅拌，另一方面氧化亚硫酸钙生成石膏。控制塔内ph4.8～5.2，浆液温度48～53℃，浆液在塔内的停留时间为8小时。反应完后经旋流器、离心机、干燥机及包装机制得石膏产品。经检测，石膏的组份为caso4含量为95.3％，caso3含量2％，caco3含量2.5％，钙硫比为1.32；脱硫效率为96.5％，浆液无起泡现象，系统运行稳定。

实施例三：

脱硫灰取自新型一体化半干法脱硫工艺，主要成份为caco3含量25.2％、caso3.2h2o含量37.9％、caso4含量7.9％和ca(oh)2含量28.1％，杂质含量0.9％。石灰石中caco3含量为94.7％，粒度小于200目。将脱硫灰与石灰石粉按照质量为0.5：1的比例分别投入脱硫灰制浆槽和石灰石制浆槽，然后分别在加水制成脱硫灰浆液和石灰石浆液。具体地，浆液固体浓度为14％。脱硫灰制浆槽中加入3％浓度的甲醇溶液用以除泡。制好的脱硫灰浆液与石灰石浆液分别输入脱硫塔中作为脱硫剂使用。氧化风机按2200m³/h向脱硫塔充入氧气，一方面对脱硫剂浆液进行搅拌，另一方面氧化亚硫酸钙生成石膏。控制塔内ph4.9～5.8，浆液温度45～50℃，浆液在塔内的停留时间为9小时。反应完后经旋流器、离心机、干燥机及包装机制得石膏产品。经检测，石膏的组份为caso4含量为93.7％，caso3含量3.6％，caco3含量1.5％，钙硫比为1.1；脱硫效率为96.2％，浆液无起泡现象，系统运行稳定。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

在本发明实施例的技术方案中，将石灰石的浆液以及半干法脱硫副产物，即脱硫灰制成的浆液一并加入湿法脱硫工艺脱硫塔中，使脱硫灰浆液与石灰石浆液共同与塔内含有二氧化硫的烟气反应生成硫酸钙，并进一步对硫酸钙进行压缩、脱水、烘干和打包，最终获得石膏。所以，在脱硫灰生成的源头就将脱硫灰导入湿法脱硫工艺，由此避免了远距离运输脱硫灰。同时，本申请再利用脱硫灰生成石膏，提高了脱硫灰的副加值。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。