一种利用粉煤灰湿法脱硫工艺及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种利用粉煤灰湿法脱硫工艺，主要包括以下步骤：1）收集锅炉燃烧后的烟气中的超细粉煤灰，将该收集到的超细粉煤灰输送至制液池中；2）超细粉煤灰中的活性氧化物与制液池内的一定比例水进行充分反应，得到碱性溶液；3）碱性溶液输送至脱硫循环池；4）脱硫循环池内的碱性溶液在脱硫塔和脱硫循环池间循环流动实现烟气脱硫。对应一种利用粉煤灰湿法脱硫系统，包括除尘器、制液池、脱硫循环池及脱硫塔。本发明直接利用煤粉灰中所含的活性氧化物实现烟气脱硫作用。脱硫后的粉煤灰固废可以重新发挥二次利用，实现粉煤灰的综合循环利用及充分发挥利用价值，特别适用于原煤含硫量1.0%以下的中小型工业煤粉锅炉烟气二氧化硫的脱硫应用。
【专利说明】一种利用粉煤灰湿法脱硫工艺及其系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤粉燃烧烟气脱硫【技术领域】，具体是指一种利用粉煤灰湿法脱硫工艺及其系统，特别适用于原煤含硫量1.0%以下的中小型工业煤粉锅炉烟气二氧化硫的脱硫应用。
【背景技术】
[0002]煤粉工业锅炉是我国近几年开发出来的新炉型，粉煤灰是煤粉工业锅炉排出的主要固体废物。随着工业的不断发展，煤粉工业锅炉的技术已不断成熟，且具有启动快、负荷调节范围广、自动化程度高和能耗低等优点，在工业、民用领域投入使用已越来越多。燃烧后产生的粉煤灰对其如何处理及如何实现综合循环利用在工业生产中极其关键，当前粉煤灰主要用只是作为混凝土的掺合料和生产红砖领域，在处理和综合循环利用上一直没有很好的解决方案。由此为粉煤灰提供一种更为有效的综合循环利用成为当务之急。
[0003]煤粉锅炉燃烧后的粉煤灰的主要氧化物组成有:Si02、A1203、FeO、Fe203、CaO, K2O,Na2O, TiO2 等，其中 SiO2^Al2O3 成分为 50%_70%，CaO 成分 10%_20%，Na2O 占有 1.5%-2.5%,该CaO, Na2O等氧化物可以通过一定工艺加以充分利用，由此本发明进行深入研究，从现有粉煤灰所含的CaO、Na2O等活性氧化物出发，通过利用煤粉灰的特性，发明一种利用粉煤灰湿法脱硫工艺及其系统，本案由此产生。
【发明内容】
[0004]本发明 的一目的在于提供一种利用粉煤灰湿法脱硫工艺，利用粉煤灰中的活性氧化物实现烟气脱硫处理，很好地解决了煤粉灰处理中的综合循环利用问题。
[0005]本发明的另一目的在于提供一种与上述工艺相对应的利用粉煤灰湿法脱硫系统。
[0006]为了达成上述目的，本发明的解决方案是:
[0007]一种利用粉煤灰湿法脱硫工艺，主要包括以下步骤:
[0008]I)收集锅炉燃烧后的烟气中的超细粉煤灰，将该收集到的超细粉煤灰输送至制液池中；该超细粉煤灰中含有活性氧化物；
[0009]2)超细粉煤灰中的活性氧化物与制液池内的一定比例水进行充分反应，得到碱性溶液；
[0010]3)将2)步骤中所得的碱性溶液输送至脱硫循环池；
[0011]4)脱硫循环池内的碱性溶液在脱硫塔和脱硫循环池间循环流动，脱硫塔内从上至下输送的碱性溶液，与上升的烟气中主要含so2、SO3的酸性气体充分发生反应，以此实现烟气脱硫。
[0012]所述I)步骤中，超细粉煤灰指目数在100-500目的粉煤灰。
[0013]所述I)步骤中，对烟气中的超细粉煤灰的收集依次经由旋风除尘器、布袋除尘器捕捉收集。
[0014]所述I)步骤中，收集得的超细粉煤灰定量且连续地输送入制液池内。[0015]所述脱硫循环池中，池底沉淀的固废物包括脱硫产生的CaSO3，将该固废物输入中间池，通过加氧与CaSO3反应生产二水石膏；之后将混有二水石膏的固废物去水压滤，得到半固化的混有二水石膏的湿煤灰。
[0016]所述4)步骤中，脱硫循环池排出的废水经回收后输送给制液池进行重复利用。
[0017]一种利用粉煤灰湿法脱硫系统，主要包括除尘器、制液池、脱硫循环池及脱硫塔；所述除尘器上设有烟气入口、烟气出口及储灰仓，该烟气出口经由烟气管道通至所述脱硫塔的烟气入口，所述储灰仓的出灰口引至所述制液池内；该制液池引出一输液管道至所述脱硫循环池，该脱硫循环池引出一循环管道至所述脱硫塔上，该脱硫塔底部引出一脱硫管道至所述脱硫循环池内。
[0018]所述除尘器包括前后依次设置的旋风除尘器和布袋除尘器，所述烟气入口设在所述旋风除尘器上，所述烟气出口设在所述布袋除尘器上。
[0019]所述储灰仓底部的出灰口经由一螺旋输送机引至所述制液池内。
[0020]所述脱硫循环池的底部引出料浆管道至一压滤机上。
[0021]采用上述方案后，本发明相对于现有技术的有益效果在于:直接利用煤粉灰中所含的活性氧化物与水进行反应，生成碱性溶液循环通入脱硫塔作为锅炉烟气二氧化硫的脱硫反应剂，实现烟气脱硫作用。脱硫后的粉煤灰固废可以经压滤成半固态并重新发挥二次利用，继续用于混凝土的掺合料和生产红砖领域，由此实现粉煤灰的综合循环利用及充分发挥利用价值。
[0022]本发明脱硫工艺及系统直接利用粉煤灰活性成分这一特性，实现粉煤灰循环利用，特别适用于原煤含硫量1.0%以下的中小型工业煤粉锅炉烟气二氧化硫的脱硫应用，脱硫过程中无需另外添加脱硫反应剂，运行成本低，达标排放。无需添加反应成分还带来不产生废水和废渣，无二次污染，真正实现变废为宝优点。另外，本发明无需采用石灰石湿法脱硫，相比传统湿法钙基脱硫工艺技术，脱硫塔内更不易产生石膏雨现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明脱硫系统的结构示意图。
[0024]标号说明
[0025]旋风除尘器1烟气入口11
[0026]布袋除尘器2储灰仓21
[0027]螺旋输送机22出灰口221
[0028]烟气管道23引风机24
[0029]制液池3输液管道31
[0030]输液泵32脱硫循环池4
[0031]循环管道41循环泵42
[0032]料浆管道43料浆泵44
[0033]脱硫塔5脱硫管道51
[0034]压滤机6回流管道61
[0035]粉灰料车7装卸车8【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和【具体实施方式】对本案作进一步详细的说明。
[0037]本发明涉及一种利用粉煤灰湿法脱硫工艺，主要包括以下步骤:
[0038]I)收集锅炉燃烧后的烟气中的超细粉煤灰，将该收集到的超细粉煤灰输送至制液池中；该超细粉煤灰中含有活性氧化物；
[0039]2)超细粉煤灰中的活性氧化物与制液池内的一定比例水进行充分反应，得到碱性溶液；
[0040]3)将2)步骤中所得的碱性溶液输送至脱硫循环池；
[0041 ] 4)脱硫循环池内的碱性溶液在脱硫塔和脱硫循环池间循环流动，脱硫塔内从上至下输送的碱性溶液，与上升的烟气中主要含so2、SO3的酸性气体充分发生反应，以此实现烟气脱硫。
[0042]所述I)步骤中，超细粉煤灰指目数在100-500目的燃尽率高的粉煤灰，是煤粉在1200°C?1400°C高温下(较佳地控制在1300°C左右)在锅炉燃烧后的固废产物，炭粒在燃烧中，由于气体的挥发和化学反应，形成表面多孔、形状复杂的焦状颗粒，比表面积约为
0.8?2.4m2/g。其中大部分是玻璃球体，其余是结晶物质和未燃烬颗粒成为一种空心颗粒与实心颗粒、多孔颗粒与规则颗粒、有机物质和无机物质相互混合的特殊粉体，该特殊粉体中包含活性氧化物成分。
[0043]所述1200°C?1400°C温度为煤粉内粘土质矿物质的熔融温度值，该粘土质矿物质熔融后，在表面张力作用下形成液滴，液滴在高速运动中搅动碰撞(融化微粒粘结性强)吸附扩径形成大颗粒。含有超细粉煤灰的烟气排出炉外后通常先进入省煤器、空预器，经省煤器、空预器对烟气进行急速冷却降温，使大颗粒被急速冷却成玻璃微珠，由于锅炉内具有能够可控的高效燃烧，使煤粉内的粘土质矿物质几乎全部熔融并最终形成玻璃微珠。
[0044]所述I)步骤中，优选地，对烟气中的超细粉煤灰的收集依次经由旋风除尘器、布袋除尘器捕捉收集。旋风除尘器用于实现玻璃微珠(大颗粒)与烟气的有效分离，布袋除尘器实现粉煤灰(主要成分活性氧化物CaO粉灰)与烟气分离。
[0045]所述2)步骤中，分离捕捉下来的粉煤灰通过螺旋输送机直接送入制液池。输送过程中优选地采用定量且连续输送，一方面确保除尘器的储灰仓有一定的灰量，防止灰仓底部漏风，影响炉膛负压。另一方面与制液池内的水和回收废水(连排、定排)进行融合作用，经机械搅拌通过物理和化学活化方法对其进行活化改性，能够提高粉煤灰中CaO的激发速度，最终反应合成碱性溶液Ca (OH) 2。
[0046]所述3)步骤中，将该碱性溶液用输液泵送到脱硫循环池，该脱硫循环池以不锈钢作为材质，有效防止酸性腐蚀，利用输液泵延延不断把活性的碱性溶液补充至循环池，以满足循环池溶液的钙离子浓度和碱性值以置换S02等酸性气体。
[0047]所述4)步骤中，通过循环泵把脱硫循环池内的碱性溶液直接作为烟气的脱硫剂分上、下两路喷入脱硫塔，脱硫塔较佳采用双层涡轮湿法脱硫塔。在快速降温和潮湿的条件下，烟气中上升的酸性气体(包含S02、S03、HC1和HF等)与从上至下的碱性溶液在涡旋分离作用下(通过脱硫塔内的旋流器作用)充分发生反应，生成对应中和产物(有CaS03、CaSO4,CaCl2和CaF2等)，实现烟气脱硫作用。脱硫过程中，循环溶液不断在脱硫塔和脱硫循环池间循环流动，烟气与循环溶液充分接触混合反应进行脱硫。[0048]所述脱硫循环池中，池底沉淀的固废物包括脱硫产生的所述CaS03。优选地，将固废物输入中间池，通过加氧与CaSO3反应生产二水石膏；之后将混有二水石膏的固废物去水压滤，得到半固化的混有二水石膏的湿煤灰，该湿煤灰运送出可重新发挥二次利用。进一步，所述去水压滤产生的废水经回收后，再输送给制液池进行重复利用。当然，可以不经过中间池，直接将脱硫循环池内的固废物去水压滤，产生的废水同样可以回收再重复利用。
[0049]综上，本发明工艺在现有煤粉燃烧及脱硫工艺基础上加以改进，工艺的各个步骤所包含的技术相辅相成，直接利用了粉煤灰活性成分的这一特性，在煤粉燃烧过程中对烟气内所含的粉煤灰进行收集，收集的粉煤灰用于脱硫的脱硫剂，直接用于对锅炉燃烧产生的烟气进行脱硫，以此实现烟气中的粉煤灰的综合循环利用，为粉煤灰综合循环利用提供一新途径。
[0050]对应上述利用粉煤灰湿法脱硫工艺，本发明还提出一种利用粉煤灰湿法脱硫系统，参见图1所示，主要包括除尘器、制液池3、脱硫循环池4及脱硫塔5。
[0051]所述除尘器用于收集烟气中的粉煤灰，其上设有烟气入口、烟气出口及储灰仓。烟气入口供锅炉煤粉燃烧后产生的烟气通入，储灰仓用于暂存收集的粉煤灰，收集后待处理的烟气由烟气出口送出。给出较佳实施例中，除尘器包括前后依次设置的旋风除尘器I和布袋除尘器2。旋风除尘器I上设有烟气入口 11，布袋除尘器2底部设有储灰仓21，布袋除尘器2上设有烟气出口，该烟气出口经由烟气管道23及引风机24通至脱硫塔5的烟气入□。
[0052]所述除尘器的储灰仓的出灰口引至制液池3内。具体地，布袋除尘器2的储灰仓21底部的出灰口经由一螺旋输送机22引至制液池3内，螺旋输送机22的出灰口 221伸至制液池3的上开口内。实施例中，螺旋输送机22还通入由旋风除尘器I收集的部分粉煤灰。当然，除尘器除了给出所述实施例方式外，还可以为其他形式，只要能够实现收集烟气中粉煤灰即可。
[0053]所述制液池3引出一输液管道31至脱硫循环池4，输液管道31上安装有用于驱动输浆动作的输液泵32。脱硫循环池4引出一循环管道41至脱硫塔5上，循环管道41上安装有用于驱动碱性溶液循环流动的循环泵42。循环管道41具体地分上下两路引入脱硫塔
5。脱硫塔5底部的脱硫管道51引至脱硫循环池4内，以此实现溶液循环流动作用。
[0054]所述脱硫系统的工作原理步骤参照前面脱硫工艺，这里不进行详细描述。进一步，脱硫循环池4的底部还引出料浆管道43至一压滤机6上，对脱硫循环池4底部沉淀的固废物(呈浆状)进行去水压滤。压滤所得的回收水优选地通过一回收管道61引至制液池3内，对回收废水进行二次利用，节能、减排又环保。压滤所得粉煤灰固废由粉灰料车7承接，之后由装卸车8运载出。当然为了实现固废物中的CaSO3加氧生产二水石膏，所述脱硫循环池4与压滤机6间还设有一中间池，加氧反应于该中间池内进行。
[0055]以上所述仅为本发明的优选实施例，凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本发明权利要求的范围。
【权利要求】
1.一种利用粉煤灰湿法脱硫工艺，其特征在于，主要包括以下步骤: 1)收集锅炉燃烧后的烟气中的超细粉煤灰，将该收集到的超细粉煤灰输送至制液池中；该超细粉煤灰中含有活性氧化物； 2)超细粉煤灰中的活性氧化物与制液池内的一定比例水进行充分反应，得到碱性溶液； 3)将2)步骤中所得的碱性溶液输送至脱硫循环池； 4)脱硫循环池内的碱性溶液在脱硫塔和脱硫循环池间循环流动，脱硫塔内从上至下输送的碱性溶液，与上升的烟气中主要含S02、SO3的酸性气体充分发生反应，以此实现烟气脱硫O
2.如权利要求1所述的一种利用粉煤灰湿法脱硫工艺，其特征在于，所述I)步骤中，超细粉煤灰指目数在100-500目的粉煤灰。
3.如权利要求1所述的一种利用粉煤灰湿法脱硫工艺，其特征在于，所述I)步骤中，对烟气中的超细粉煤灰的收集依次经由旋风除尘器、布袋除尘器捕捉收集。
4.如权利要求1所述的一种利用粉煤灰湿法脱硫工艺，其特征在于，所述I)步骤中，收集得的超细粉煤灰定量且连续地输送入制液池内。
5.如权利要求1所述的一种利用粉煤灰湿法脱硫工艺，其特征在于，所述脱硫循环池中，池底沉淀的固废物包括脱硫产生的CaSO3，将该固废物输入中间池，通过加氧与CaSO3反应生产二水石膏；之后将混有二水石膏的固废物去水压滤，得到半固化的混有二水石膏的湿煤灰。`
6.如权利要求1所述的一种利用粉煤灰湿法脱硫工艺，其特征在于，所述4)步骤中，脱硫循环池排出的废水经回收后输送给制液池进行重复利用。
7.一种利用粉煤灰湿法脱硫系统，其特征在于，主要包括除尘器、制液池、脱硫循环池及脱硫塔；所述除尘器上设有烟气入口、烟气出口及储灰仓，该烟气出口经由烟气管道通至所述脱硫塔的烟气入口，所述储灰仓的出灰口引至所述制液池内；该制液池引出一输液管道至所述脱硫循环池，该脱硫循环池引出一循环管道至所述脱硫塔上，该脱硫塔底部引出一脱硫管道至所述脱硫循环池内。
8.如权利要求7所述的一种利用粉煤灰湿法脱硫系统，其特征在于，所述除尘器包括前后依次设置的旋风除尘器和布袋除尘器，所述烟气入口设在所述旋风除尘器上，所述烟气出口设在所述布袋除尘器上。
9.如权利要求7所述的一种利用粉煤灰湿法脱硫系统，其特征在于，所述储灰仓底部的出灰口经由一螺旋输送机引至所述制液池内。
10.如权利要求7所述的一种利用粉煤灰湿法脱硫系统，其特征在于，所述脱硫循环池的底部引出料浆管道至一压滤机上。
【文档编号】B01D53/50GK103599688SQ201310602868
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】赵长兴 申请人:赵长兴