专利名称：高炉渣显热回收同时进行烧结烟气脱硫的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及含硫有害气体处理和能源回收利用领域，尤其涉及一种高炉渣显热回收同时进行烧结烟气脱硫的方法及装置。
背景技术：
目前，钢铁行业生产过程中产生的SO2总量，占全国排放总量的11%以上，仅次于电力企业，位于全国第二，其排放量大约在150万t/a 180万t/a，其中烧结(含球团)工序外排的占生产过程中总量的85% 90%左右。截止2009年5月底，我国已建成烧结烟气脱硫装置35套，实现脱硫的烧结机40台，形成烧结脱硫能力8. 2万t。目前采用的烧结烟气脱硫技术主要有石灰-石膏法、氨-硫酸铵法、密相塔法、循环流化床法和活性炭法， 但普遍存在设备运行费用高和脱硫剂价格昂贵的缺点。熔融高炉渣是高炉炼铁的副产品，其排出温度为1400 1600°C，热焓约为标准煤 60Kg/t (渣)。2009年我国生产生铁5. 43亿吨，按每吨铁产生0. 35吨渣来计算，高炉渣的产出量为1. 9亿吨。但是目前其处理大多采用水淬法，此法的缺点是不仅高炉渣的显热无法利用，而且造成水资源的大量浪费，对大气、水和土壤也造成了严重的污染，恶化工作环
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发明内容
本发明的目的是提供一种高炉渣显热回收同时进行烧结烟气脱硫的方法及装置， 克服现有技术的不足，将烧结烟气引入高炉渣显热回收的工艺流程中，减少烧结烟气对环境的污染，处理后的高炉渣和脱硫产物分别制作水泥和石膏。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是高炉渣显热回收同时进行烧结烟气脱硫的方法，熔融高炉渣经粒化反应器破碎后与烧结余热锅炉的烧结烟气进行初次脱硫反应和第一次热量交换，然后再经振动床进行二次脱硫反应和热量第二次回收，最后在冷却池内进行热量的第三次回收，回收的热能以发电的形式再利用，高炉渣和脱硫产物分别用来制作水泥和石膏，其实现的步骤如下1)温度达1400 1450°C的熔融高炉渣经渣沟流入粒化反应器，在转速为1800 2000转/分钟的离心作用下破碎成直径为1 5mm的液滴，同时将烧结余热锅炉排出的 140 150°C烧结烟气鼓入粒化反应器内与高温液滴完成第一次热量交换，高炉渣颗粒温度降至800°C 850°C，烧结烟气中的与高温液滴中的碱性成分CaO充分接触进行初次脱硫反应生成脱硫产物CaSO4 ；2)在重力和激振力的作用下，上述高温高炉渣颗粒和脱硫产物沿着振动床流下并与逆流而上的烧结烟气进行第二次热量交换，高炉渣颗粒温度降至200°C 210°C，并进行第二次脱硫反应生成脱硫产物CaSO4 ；3)上述高炉渣颗粒和脱硫反应产物进入冷却池与水完成第三次热量交换，冷却池水温提升至70°C 80°C ；
4)冷却池中的固液混合物进入过滤器一，分离出的颗粒状高炉渣经干燥器干燥后用于制作水泥，分离出的浆状石膏，经过旋流分离器脱水后浓缩排入石膏缓冲箱，再经真空带式压滤机脱水压制成含水10%的固态石膏，旋流分离器脱下的水经过滤器二净化后送余热锅炉产生蒸汽用于发电；5)经粒化反应器和振动床换热脱硫的脱硫烟气升温至500 550°C，经除尘器进入余热锅炉产生1.0MPa、194°C的蒸汽，蒸汽导入发电机发电，热能转化为电能以便储存和利用。高炉渣显热回收同时进行烧结烟气脱硫的装置，包括粒化反应器、振动床、冷却池、余热锅炉、发电机和过滤器一，粒化反应器进料口与高炉的渣沟相连接，粒化反应器依次与振动床、冷却池相连接，引风机分别通过管道与粒化反应器底部、振动床尾部相连接， 粒化反应器的排烟口依次与除尘器、余热锅炉、烟囱相连接，余热锅炉进水口与旋流分离器之间设有过滤器二和回水泵，余热锅炉蒸汽管与发电机相连接；所述冷却池与过滤器一相连，过滤器一分别与干燥器、旋流分离器相连接，旋流分离器依次与石膏缓冲箱和真空带式压滤机相连接。所述的振动床底部设有振动器。与现有技术相比，本发明的有益效果是按照“以废治废”的理论，通过脱硫、显热回收和能量转换三个过程，实现了余热蒸汽发电的同时脱除烧结烟气中的目的，得到的高炉渣和脱硫产物分别可以制作水泥和石膏，既有效地回收了高炉渣显热，又去除了烧结烟气中的硫化物，对节能减排和控制污染具有极大的社会意义。
图1是本发明实施例流程结构示意图。图中1-烧结余热锅炉 2-引风机 3-高炉 4-渣沟 5-烟气管一 6-烟气管二 7-振动器 8-粒化反应器 9-除尘器 10-烟囱 11-振动床 12-冷却池 13-干燥器 14-过滤器一 15-旋流分离器 16-过滤器二 17-回水泵 18-余热锅炉19-发电机 20-石膏缓冲箱 21-真空带式压滤机
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步说明见图1，是本发明高炉渣显热回收同时进行烧结烟气脱硫的方法实施例流程结构示意图，熔融高炉渣经粒化反应器8破碎后与烧结余热锅炉1的烧结烟气进行初次脱硫反应和第一次热量交换，然后再经振动床11进行二次脱硫反应和热量第二次回收，最后在冷却池12内进行热量的第三次回收，回收的热能以发电的形式再利用，高炉渣和脱硫产物分别用来制作水泥和石膏，其实现的步骤如下1)温度达1400 1450°C的熔融高炉渣经渣沟4流入粒化反应器8，在转速为 1800 2000转/分钟的离心作用下破碎成直径为1 5mm的液滴，同时将烧结余热锅炉1 排出140 150°C的烧结烟气鼓入粒化反应器8内与高温液滴完成第一次热量交换，高炉渣颗粒温度降至800°C 850°C，烧结烟气中的与高温液滴中的碱性成分CaO充分接触进行初次脱硫反应生成脱硫产物CaSO4 ；
2)在重力和激振力的作用下，上述高温高炉渣颗粒和脱硫产物沿着振动床11流下并与逆流而上的烧结烟气进行第二次热量交换，高炉渣颗粒温度降至200°C 210°C，并进行第二次脱硫反应生成脱硫产物CaSO4,两次对烧结烟气进行脱硫，极大降低了烟气中的有害成分；3)上述高炉渣颗粒和脱硫反应产物进入冷却池12与水完成第三次热量交换，冷却池水温提升至70°C 80°C ；4)冷却池12中的固液混合物进入过滤器一 14，分离出的颗粒状高炉渣经干燥器 13干燥后送到水泥厂用于制作水泥，分离出的浆状石膏，经旋流分离器15脱水后浓缩排入石膏缓冲箱20中，再经真空带式压滤机21脱水压制成含水10% (纯度能达到90%以上) 的固态石膏，余热锅炉18进水口与旋流分离器15之间设有过滤器二 16和回水泵17 ；5)经粒化反应器8和振动床11换热脱硫的脱硫烟气升温至500 550°C，经除尘器9进入余热锅炉18产生1. OMPa, 194°C的蒸汽，蒸汽导入发电机19发电，热能转化为电能以便储存和利用。该高炉渣显热回收同时进行烧结烟气脱硫的装置，包括粒化反应器8、振动床11、 冷却池12、余热锅炉18、发电机19和过滤器一 14，粒化反应器8进料口与高炉3的渣沟4 相连接，粒化反应器8依次与振动床11、冷却池12相连接，烧结余热锅炉1经引风机2分别通过烟气管一 5和烟气管二 6与粒化反应器8底部、振动床11尾部相连接，粒化反应器 8的排烟口依次与除尘器9、余热锅炉18、烟囱10相连接，余热锅炉18进水口与旋流分离器15之间设有过滤器二 16和回水泵17，余热锅炉18蒸汽管与发电机19相连接；冷却池 12与过滤器一 14相连，过滤器一 14分别与干燥器13、旋流分离器15相连接，旋流分离器 15依次与石膏缓冲箱20与真空带式压滤机21相连接。振动床11底部设有振动器7。粒化反应器8利用离心力进行熔渣干式破碎，节约水耗，减少污染物排放。
权利要求
1.高炉渣显热回收同时进行烧结烟气脱硫的方法，其特征在于，熔融高炉渣经粒化反应器破碎后与烧结余热锅炉的烧结烟气进行初次脱硫反应和第一次热量交换，然后再经振动床进行二次脱硫反应和热量第二次回收，最后在冷却池内进行热量的第三次回收，回收的热能以发电的形式再利用，高炉渣和脱硫产物分别用来制作水泥和石膏，其实现的步骤如下1)温度达1400 1450°C的熔融高炉渣经渣沟流入粒化反应器，在转速为1800 2000 转/分钟的离心作用下破碎成直径为1 5mm的液滴，同时将烧结余热锅炉排出的140 150°C烧结烟气鼓入粒化反应器内与高温液滴完成第一次热量交换，高炉渣颗粒温度降至 800°C 850°C，烧结烟气中的Sh与高温液滴中的碱性成分CaO充分接触进行初次脱硫反应生成脱硫产物CaSO4 ；2)在重力和激振力的作用下，上述高温高炉渣颗粒和脱硫产物沿着振动床流下并与逆流而上的烧结烟气进行第二次热量交换，高炉渣颗粒温度降至200°C 210°C，并进行第二次脱硫反应生成脱硫产物CaSO4 ；3)上述高炉渣颗粒和脱硫反应产物进入冷却池与水完成第三次热量交换，冷却池水温提升至70°C 80°C ；4)冷却池中的固液混合物进入过滤器一，分离出的颗粒状高炉渣经干燥器干燥后用于制作水泥，分离出的浆状石膏，经过旋流分离器脱水后浓缩排入石膏缓冲箱，再经真空带式压滤机脱水压制成含水10%的固态石膏，旋流分离器脱下的水经过滤器二净化后送余热锅炉产生蒸汽用于发电；5)经粒化反应器和振动床换热脱硫的脱硫烟气升温至500 550°C，经除尘器进入余热锅炉产生1. OMPa, 194°C的蒸汽，蒸汽导入发电机发电，热能转化为电能以便储存和利用。
2.高炉渣显热回收同时进行烧结烟气脱硫的装置，其特征在于，包括粒化反应器、振动床、冷却池、余热锅炉、发电机和过滤器一，粒化反应器进料口与高炉的渣沟相连接，粒化反应器依次与振动床、冷却池相连接，引风机分别通过管道与粒化反应器底部、振动床尾部相连接，粒化反应器的排烟口依次与除尘器、余热锅炉、烟 相连接，余热锅炉进水口与旋流分离器之间设有过滤器二和回水泵，余热锅炉蒸汽管与发电机相连接；所述冷却池与过滤器一相连，过滤器一分别与干燥器、旋流分离器相连接，旋流分离器依次与石膏缓冲箱和真空带式压滤机相连接。
3.根据权利要求2所述的高炉渣显热回收同时进行烧结烟气脱硫的装置，其特征在于，所述的振动床底部设有振动器。
全文摘要
本发明涉及一种高炉渣显热回收同时进行烧结烟气脱硫的方法及装置，通过将烧结烟气引入高炉渣显热回收的工艺流程中，减少烧结烟气对环境的污染，处理后的高炉渣和脱硫产物分别制作水泥和石膏。包括粒化反应器、振动床、冷却池、余热锅炉、发电机和过滤器一，粒化反应器进料口与高炉的渣沟相连接，粒化反应器依次与振动床、冷却池相连接。与现有技术相比，本发明的有益效果是按照“以废治废”的理论，通过脱硫、显热回收和能量转换三个过程，实现了余热蒸汽发电的同时脱除烧结烟气中SO2的目的，得到的高炉渣和脱硫产物分别可以制作水泥和石膏，有效地回收了高炉渣显热，又去除了烧结烟气中的硫化物，对节能减排和控制污染具有极大的社会意义。
文档编号B01D53/75GK102228774SQ20111014083
公开日2011年11月2日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者李顺, 谢国威 申请人:中钢集团鞍山热能研究院有限公司