专利名称：烟气脱硫工艺低位布置石灰石浆液制备装置及其方法
技术领域：
本发明涉及火力发电厂石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺中石灰石浆液制备装置及其方法。
(二)、背景技术电站和工业用锅炉通常采用化石燃料，诸如煤和油。由于这些化石燃料一般含有硫的成分，因此，在燃烧过程中会产生二氧化硫等有害物质。石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置广泛使用于大型电站锅炉中，用于除去锅炉烟气中的二氧化硫。石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置需要石灰石浆液作为吸收剂来吸收烟气中的二氧化硫。石灰石浆液由一定粒度的石灰石粉与水混合制得，所以石灰石粉的制备是浆液制备的最重要工序。通常，在矿山和冶金领域矿石粉及其浆液制备有两种系统，干式制浆系统和湿式制浆系统。
常规的湿式制浆系统的工艺流程是石灰石经过初步破碎后，储存在高位布置的石灰石仓中，经过石灰石仓底部的皮带给料机将石灰石送入石灰石仓下方的湿式球磨机中加水磨制，从磨机出来的石灰石浆液进入设置在地面上的石灰石浆液箱，通过卧式石灰石浆液循环泵将浆液送到一级石灰石浆液旋流器，对石灰石浆液进行初步的筛选，旋流器底部的主要含粗颗粒的浆液回到磨机进行再磨制，旋流器上部的浆液收集到二级浆液循环箱，通过二级卧式循环浆液泵送到二级石灰石浆液旋流器进行分离，底部浆液回到磨机，溢流浆液到石灰石产品浆液箱储存，通过泵送到吸收塔参加脱硫反应。
传统装置占地面积大，工作效率有待进一步提高。由于湿式磨机的特点使得从磨机排出的浆液没有任何动力，只能通过重力，自流到低位的石灰石浆液箱，这使沉重、庞大的磨机必须高位布置，这导致石灰石仓等相关设备、整个建筑物的高度都必须提高，极大地增加了土建工程量和工程造价。
(三)、发明内容本发明提出了一种改进的烟气脱硫工艺低位布置石灰石浆液制备装置及其方法，解决降低土建工程量和工程造价、降低材料费用、减少设备占地面积、提高工作效率的问题。
本发明的技术方案这种烟气脱硫工艺低位布置石灰石浆液制备装置，由称量给料机、湿式球磨机、石灰石浆液池、石灰石浆液池循环泵、水力旋流器和石灰石浆液储存箱串联而成，其特征在于称量给料机和湿式球磨机设于地面上，石灰石浆液池设置在地面以下，石灰石循环浆液泵为液下泵，从石灰石循环浆液泵泵出的浆液出口端与位于湿式球磨机上方的水力旋流器连接，其水力旋流器的底流出口由管道与湿式球磨机的入料口连通，水力旋流器的溢流口连通石灰石浆液储存箱。
上述石灰石浆液储存箱底部连接输送管，经II级循环泵连接II级水力旋流器，II级水力旋流器的底流出口由管道与湿式球磨机的入料口连通，II级水力旋流器的溢流口连通II级石灰石浆液储存箱。
上述石灰石浆液池主体材料为混凝土，内衬玻璃鳞片或玻璃钢等防腐材料。
本发明烟气脱硫工艺低位布置石灰石浆液制备方法，其特征在于工艺步骤是(1)、首先由称量给料机给料，石灰石块被定量地输送进设于地面上的湿式球磨机；(2)、在湿式球磨机入口同时加入定量的水，水与石灰石块混合物在湿式球磨机中被破碎、研磨、搅拌均匀并形成石灰石浆液；(3)、石灰石浆液通过自流进入位于湿式球磨机下方的石灰石浆液池；(4)、然后通过石灰石浆液循环泵，将石灰石浆液提升至位于湿式球磨机上方的水力旋流器中进行旋流分离，其中较粗粒径的底流经水力旋流器下口返回湿式球磨机；(5)、具有较小的、合格粒径和浓度的石灰石浆液通过溢流口进入石灰石浆液储存箱直接储存，箱内设置搅拌器。上述制备的石灰石浆液浓度20-24％，石灰石粉粒径小于63μm，过筛率90％以上。
进入石灰石浆液储存箱中较大粒径的石灰石浆液经II级循环泵，进入II级水力旋流器进行二次旋流分离，II级水力旋流器的底流返回到湿式球磨机中进行再次破碎和研磨，II级水力旋流器的溢流口连通II级石灰石浆液储存箱。制备的石灰石浆液浓度20-24％，石灰石粉粒径小于31μm，过筛率90％以上。
在石灰石浆液中，水与石灰石加入量之比，即水灰比是1∶3～1∶4。
经过水力旋流器分离后，需回流重新研磨的不合格浆液量，即底流量与产生的合格浆液量之比，即回流倍率为3.5。
上述水力旋流器的溢流率是40％，运行温度25-35℃。
该发明湿式球磨机-石灰石制浆系统对设备选择、流程布局、水灰比、回流倍率、溢流率、运行温度、钢球比例都进行了最佳配置。本发明利用湿式球磨机对块状石灰石物料进行研磨，采用设置在地面下石灰石循环浆液池，代替常规的地面上的石灰石浆液箱，石灰石循环浆液泵采用液下泵，然后用水力旋流器来分离合格粒径的石灰石浆液，粒径不合格的石灰石返回湿式球磨机继续研磨，整个系统采用闭路循环，能将石灰石块磨制成合格细度的石灰石浆液，整个过程为物理过程，无化学反应发生。与传统技术相比具有以下效果占用场地面积较小，工程整体造价较低。石灰石循环浆液池设置在地面下，采用混凝土的结构，石灰石循环浆液泵采用液下泵，一方面降低了湿式磨机的基础高度，石灰石给料口的高度随之降低，从而降低整个磨制车间建筑物和石灰石储仓的高度，降低了系统的基础投资；另外用地下混凝土循环浆液池代替碳钢衬胶的地上循环浆液箱，也降低了设备材料的费用；该系统运行环境好，既保证石灰石浆液成品满足常规湿式磨制系统的要求，又可以大大降低了磨制系统工程的造价。适用于火力发电厂石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺的石灰石浆液制备系统。
图1是本发明实施例一I级再循环制备工艺及装置的结构示意图；图2是本发明实施例二II级再循环制备工艺及装置的结构示意图。
1-称量给料机、2-湿式球磨机、3-石灰石浆液池、4-石灰石浆液循环泵、5-水力旋流器、6-石灰石浆液循环箱、7-II级循环泵、8-II级水力旋流器、9-石灰石浆液储存箱。
具体实施方式
实施例一参见图1本发明的湿式球磨机石灰石制浆系统可分为I级再循环系统和II级再循环系统，以满足不同粒径浆液的需要。来自于矿山的石灰石通常被破碎成20mm以上的石灰石块。石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置需要的石灰石粒径须满足细度小于63μm、过筛率90％的要求，同时这些石灰石粉还必须被调制成均匀的浆液才能被加入到烟气脱硫装置中。当石灰石粒径只需要细度小于63μm、过筛率90％的要求时，采用图1所示的I级再循环制备工艺及装置。
在本发明的石灰石浆液制备系统中，通过称量给料机1，石灰石块被定量地输送进湿式球磨机2，在湿式球磨机入口同时加入定量的水。水与石灰石块混合物在湿式球磨机中被破碎、研磨、搅拌均匀并形成石灰石浆液，在这些石灰石浆液中，一部分石灰石粒度已经合格，另一部分石灰石粒度不合格。这些石灰石浆液通过自流进入石灰石浆液循环池3，然后通过立式石灰石浆液循环泵4，将石灰石浆液送入水力旋流器5中，水力旋流器5的作用是利用密度差将不同粒径的石灰石粉进行分离，具有较小的、合格粒径和浓度的石灰石浆液通过溢流进入石灰石浆液循环箱6直接储存，或进行更细的分离；较大的、不合格粒径的石灰石浆液通过水力旋流器5的底流返回到湿式球磨机中进行再次破碎和研磨。为了防止浆液沉积，石灰石浆液循环箱6中须设置搅拌器。
实施例二参见图2当石灰石粒径需要细度小于31μm、过筛率90％的要求时，一般采用图2所示的II级再循环制备工艺及装置。II级再循环系统是在I级再循环系统产品的基础上，再进行一次水力旋流分离，经过II级循环分离，可得到石灰石粒径需要细度小于31μm、过筛率90％的浆液。
首先，在地下凿挖一个石灰石浆液池代替过去的石灰石浆液箱，第二，石灰石浆液循环泵采用液下泵的型式，液下泵的泵体和叶轮垂直伸入石灰石浆液池内。这是因为，在零米以下，布置常规水泵，需开凿泵坑及相应的意外排水系统，以防止水泵被水淹没，这导致开挖的工程量很大，而采用液下泵，则使石灰石浆液池和水泵置于一个池中，减少了占地，并使得运行更安全。这样石灰石浆液池可以布置在零米以下，从而降低对石灰石磨机的出口高度的要求。进入石灰石浆液储存箱6中较大粒径的石灰石浆液经II级循环泵7，进入II级水力旋流器8进行二次旋流分离，II级水力旋流器的底流返回到湿式球磨机2中进行再次破碎和研磨，II级水力旋流器的溢流口连通II级石灰石浆液储存箱9。
本发明的工艺步骤是(1)、称量给料机给料，石灰石块被定量地输送进湿式球磨机；(2)、在湿式球磨机入口同时加入定量的水，水与石灰石块混合物在湿式球磨机中被破碎、研磨、搅拌均匀并形成石灰石浆液；(3)、石灰石浆液通过自流进入设置在地下的石灰石浆液池；(4)、然后通过立式石灰石浆液再循环泵，将石灰石浆液送入水力旋流器中，利用密度差将不同粒径的石灰石粉进行旋流分离；(5)、具有较小的、合格粒径和浓度的石灰石浆液通过溢流进入石灰石浆液储存箱直接储存，箱内设置搅拌器。
制备的石灰石浆液浓度20-24％，石灰石粉粒径小于63μm，过筛率90％以上。
进入石灰石浆液储存箱中较大粒径的石灰石浆液通过II级水力旋流器进行二次旋流分离，II级水力旋流器的底流返回到湿式球磨机中进行再次破碎和研磨。
制备的石灰石浆液浓度20-24％，石灰石粉粒径小于31μm，过筛率90％以上。
水与石灰石加入量之比，即水灰比是1∶3～1∶4。
经过水力旋流器分离后，需回流重新研磨的不合格浆液量，即底流量与产生的合格浆液量之比，即回流倍率为3.5。水力旋流器的溢流率是40％，运行温度25-35℃。
以下是本发明的一个实施例。石灰石浆液池循环泵采用立式泵。湿式球磨机型号尺寸为MQ2280，直径2.4m筒长7m。在本发明的石灰石浆液制备系统中，湿式球磨机的参数设定如下转速是17-30转/分，容积率28％；25mm钢球比例20％；35mm钢球比例20％；45mm钢球比例30％；55mm钢球比例15％；65mm钢球比例15％。
水与石灰石加入量之比，即水灰比1∶3～1∶4。回流倍率3.5。回流倍率是指经过旋流器分离后，底流(需回流重新研磨的不合格浆液量)与产生的合格浆液量之比。
两级水力旋流器均是溢流率42％，运行温度32℃左右。整个系统出力为14t/h石灰石浆液。系统稳定出力14t/h，浆液浓度25％。
浆液中石灰石粒径分析结果为级别 累计％分级％＜21μm 848420～31μm961231～43μm99.5 3.5＞43μm 100 0.5上述两种闭路循环系统的工作原理一样，但成品粒径的细度不一样。
权利要求
1.一种烟气脱硫工艺低位布置石灰石浆液制备装置，由称量给料机、湿式球磨机、石灰石浆液池、石灰石浆液池循环泵、水力旋流器和石灰石浆液储存箱串联而成，其特征在于称量给料机和湿式球磨机设于地面上，石灰石浆液池设置在地面以下，石灰石循环浆液泵为液下泵，从石灰石循环浆液泵泵出的浆液出口端与位于湿式球磨机上方的水力旋流器连接，其水力旋流器的底流出口由管道与湿式球磨机的入料口连通，水力旋流器的溢流口连通石灰石浆液储存箱。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硫工艺低位布置石灰石浆液制备装置，其特征在于石灰石浆液储存箱底部连接输送管，经II级循环泵连接II级水力旋流器，II级水力旋流器的底流出口由管道与湿式球磨机的入料口连通，II级水力旋流器的溢流口连通II级石灰石浆液储存箱。
3.根据权利要求1所述的烟气脱硫工艺低位布置石灰石浆液制备装置，其特征在于上述石灰石浆液池主体材料为混凝土，内衬玻璃鳞片或玻璃钢等防腐材料。
4.一种烟气脱硫工艺低位布置石灰石浆液制备方法，其特征在于工艺步骤是(1)、首先由称量给料机给料，石灰石块被定量地输送进设于地面上的湿式球磨机；(2)、在湿式球磨机入口同时加入定量的水，水与石灰石块混合物在湿式球磨机中被破碎、研磨、搅拌均匀并形成石灰石浆液；(3)、石灰石浆液通过自流进入位于湿式球磨机下方的石灰石浆液池；(4)、然后通过石灰石浆液循环泵，将石灰石浆液提升至位于湿式球磨机上方的水力旋流器中进行旋流分离，其中较粗粒径的底流经水力旋流器下口返回湿式球磨机；(5)、具有较小的、合格粒径和浓度的石灰石浆液通过溢流口进入石灰石浆液储存箱直接储存，箱内设置搅拌器。
5.根据权利要求4所述的烟气脱硫工艺低位布置石灰石浆液制备方法，其特征在于步骤(5)制备的石灰石浆液浓度20-24％，石灰石粉粒径小于63μm，过筛率90％以上。
6.根据权利要求4所述的烟气脱硫工艺低位布置石灰石浆液制备方法，其特征在于在步骤(5)中，进入石灰石浆液储存箱中较大粒径的石灰石浆液经II级循环泵，进入II级水力旋流器进行二次旋流分离，II级水力旋流器的底流返回到湿式球磨机中进行再次破碎和研磨，II级水力旋流器的溢流口连通II级石灰石浆液储存箱。
7.根据权利要求6所述的烟气脱硫工艺低位布置石灰石浆液制各方法，其特征在于上述II级石灰石浆液储存箱中的石灰石浆液浓度20-24％，石灰石粉粒径小于31μm，过筛率90％以上。
8.根据权利要求4或6所述的烟气脱硫工艺低位布置石灰石浆液制备方法，其特征在于石灰石浆液中的水与石灰石加入量之比，即水灰比是1∶3～1∶4。
9.根据权利要求4或6所述的烟气脱硫工艺低位布置石灰石浆液制备方法，其特征在于经过水力旋流器分离后，需回流重新研磨的不合格浆液量，即底流量与产生的合格浆液量之比，即回流倍率为3.5。
10.根据权利要求4或6所述的烟气脱硫工艺低位布置石灰石浆液制备方法，其特征在于水力旋流器的溢流率是40％，运行温度25-35℃。
全文摘要
一种烟气脱硫工艺低位布置石灰石浆液制备装置及其方法，称量给料机和湿式球磨机设于地面上，石灰石浆液池设置在地面以下，石灰石循环浆液泵为液下泵，从石灰石循环浆液泵泵出的浆液出口端与位于湿式球磨机上方的水力旋流器连接，其水力旋流器的底流出口由管道与湿式球磨机的入料口连通，水力旋流器的溢流口连通石灰石浆液储存箱。石灰石浆液储存箱底部连接输送管，经II级循环泵连接II级水力旋流器，II级水力旋流器的底流出口由管道与湿式球磨机的入料口连通，II级水力旋流器的溢流口连通II级石灰石浆液储存箱。本发明降低了基建投资和设备材料的费用，适用于火力发电厂烟气脱硫工程。
文档编号B01D53/80GK1844006SQ200610200289
公开日2006年10月11日 申请日期2006年3月30日 优先权日2006年3月30日
发明者刘汉强, 杨东, 陈玉乐 申请人:国电科技环保集团有限公司