移层式钢渣干法脱硫设备及脱硫方法
【专利摘要】本发明涉及一种移层式钢渣干法脱硫设备，该包括静电除尘器、移层式吸收塔、再生塔、移层式机械运输设备、加料仓、卸灰斗以及风机；静电除尘器连接移层式吸收塔，移层式吸收塔连接风机；移层式吸收塔的上方通过移层式机械运输设备连接再生塔的下方；再生塔的上方连接加料仓，加料仓连接至移层式吸收塔的下方，再生塔的底部设有卸灰斗。本发明还涉及采用移层式钢渣干法脱硫设备进行脱硫的方法，通过移层式机械运输设备移动钢渣脱硫剂，使钢渣脱硫剂一直处于吸收—再生的循环状态，并且对破碎的钢渣脱硫剂进行在线补料，脱硫效率高，副产品可利用，并且无二次污染，同时还可降低运行成本。
【专利说明】移层式钢渣干法脱硫设备及脱硫方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种烧结烟气中二氧化硫气体干法脱除技术，尤其涉及一种移层式钢渣干法脱硫设备及脱硫方法。
【背景技术】
[0002]烧结是炼铁中一个重要的生产过程。据环保部2009年公布的数据，钢铁行业二氧化硫排放中的70%~90%来自烧结机。据中国冶金报报道，2005年~2012年，全国共建成烧结脱硫设施389台，占烧结机总台数的三分之一，实施烟气脱硫烧结机的面积达6.3万平方米，占烧结机总面积的50%。这就是说有三分之二的烧结机仍没有进行脱硫，影响大气环境。
[0003]钢铁行业烧结烟气成分复杂，波动性较大，具有以下特点:
1)烟气量大，一吨烧结矿产生烟气在4000-6000m3；
2)S02浓度变化大，范围在400-5000mg/Nm3之间；
3)温度变化大，一般为80°C~180°C；
4)流量变化大，变化幅度高达40%以上； 5)水分含量大且不稳定，一般为10-?3%；
6)含氧量高，一般为15~18%;
7)含有多种污染成份，除含有二氧化硫、粉尘外，还含有重金属、二恶英类、氮氧化物
坐寸ο
[0004]烧结烟气脱硫技术包括干法和湿法。干法脱硫技术主要包括循环流化床法、密相干塔法、活性焦吸附法等。循环流化床法和密相干塔法系统简单、水耗低、运行及维护费用低，但其脱硫效率均不高，且其净化后的副产物为不稳定的、难以利用的亚硫酸钙。活性焦吸附法在日本钢铁企业运用较多，活性焦在脱除烟气中S02的同时，还可以利用活性焦的吸附性能脱除NOx、二恶英和Hg等污染物，具有一套装置脱除多种污染物的功能，但活性焦价格昂贵，系统投资和运行费用都极高。
[0005]与干法相比，烧结烟气湿法脱硫工艺应用越来越广泛。湿法脱硫技术主要包括石灰石/石灰-石膏法、氨-硫铵法、离子液法、双碱法及海水淡化法等。石灰石/石灰-石膏法脱硫效率高，系统稳定可靠，脱硫剂价格便宜，但其副产物石膏在我国没有销路，被迫废弃，造成二次污染。氨-硫铵法脱硫反应速度快，吸收剂利用率高，氨水作为吸收剂，系统需重防腐，氨在脱硫过程中存在逃逸现象，且氨气具有较大的毒性，还有爆炸的危险，由于烧结烟气中含有重金属和二恶英等污染物，因此氨法脱硫的副产物硫铵价格便宜，且不能用于粮食生产。离子液法适用于烟气中二氧化硫浓度较大的环境，离子液具有腐蚀性，设备需要进行重防腐。双碱法吸收二氧化硫效率高，但氢氧化钠价格较贵，系统运行成本高。海水脱硫的技术优势是可直接使用丰富的海水作为脱硫剂，同时消耗少量氧化钙，但此方法只能适用于沿海地区。
[0006]因此有必要设计一种移层式钢渣干法脱硫设备及脱硫方法，以克服上述问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种脱硫效率高、资源回收率高，同时可降低运行成本的移层式钢渣干法脱硫设备及脱硫方法。
[0008]本发明是这样实现的:
本发明提供一种移层式钢渣干法脱硫设备，包括静电除尘器、移层式吸收塔、再生塔、移层式机械运输设备、加料仓、卸灰斗以及风机；所述静电除尘器连接所述移层式吸收塔，所述移层式吸收塔连接所述风机；所述移层式吸收塔的上方通过所述移层式机械运输设备连接所述再生塔的下方；所述再生塔的上方连接所述加料仓，所述加料仓连接至所述移层式吸收塔的下方，所述再生塔的底部设有所述卸灰斗。
[0009]进一步地，所述风机连接一烟囱。
[0010]进一步地，所述加料仓与所述再生塔之间设有一分料仓。
[0011]进一步地，所述再生塔连接一烟气换热器。
[0012]本发明还提供一种采用移层式钢渣干法脱硫设备进行脱硫的方法，其特征在于，包括以下步骤:来自烧结机头的烧结烟气先进入静电除尘器进行除尘，净化后的烟气再进入移层式吸收塔进行二氧化硫吸附，最后的烟气进入风机；其中，所述移层式吸收塔中设有钢渣脱硫剂，所述钢渣脱硫剂先在所述移层式吸收塔中吸附二氧化硫，所述移层式机械运输设备将吸收二氧化硫后的钢渣脱硫剂送至所述再生塔，钢渣脱硫剂在所述再生塔中进行解吸，解吸后的钢渣脱硫剂被所述移层式机械运输设备送至所述移层式吸收塔进行二氧化硫吸附；钢渣脱硫剂使用一段时间后，其强度减弱并且破碎，此时通过所述加料仓进行补充钢渣脱硫剂，同时破碎的钢渣脱硫剂通过所述卸灰斗排出。
[0013]进一步地，经过所述静电除尘器进行除尘后的烟气的粉尘含量不高于50mg/Nm3，经过所述移层式吸收塔进行二氧化硫吸附后的烟气的二氧化硫含量不高于100mg/Nm3。
[0014]进一步地，进入所述风机3后的烟气通过一烟囱排出。
[0015]进一步地，所述再生塔上设有烟气换热器，所述烟气换热器为其提供再生高温烟气，所述烟气换热器的加热热源为钢铁厂余热蒸汽或过热水。
[0016]进一步地，将所述再生塔在再生过程中排出的二氧化硫气体送往化产区制备浓硫酸。
[0017]本发明具有以下有益效果:
移层式钢渣干法脱硫设备及脱硫方法属于新型干法脱硫工艺，通过移层式机械运输设备移动钢渣脱硫剂，使钢渣脱硫剂一直处于吸收一再生的循环状态，并且对破碎的钢渣脱硫剂进行在线补料，脱硫效率高，副产品可利用，并且无二次污染，同时还可降低运行成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0019]图1为本发明实施例提供的移层式钢渣干法脱硫设备的结构示意图。【具体实施方式】
[0020]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021]如图1，本发明实施例提供一种移层式钢渣干法脱硫设备，包括静电除尘器1、移层式吸收塔2、再生塔5、移层式机械运输设备10、加料仓9、卸灰斗7以及风机3。所述静电除尘器I连接所述移层式吸收塔2，所述移层式吸收塔2连接所述风机3，所述风机3连接一烟? 4。所述移层式吸收塔2的上方通过所述移层式机械运输设备10连接所述再生塔5的下方，所述再生塔5连接一烟气换热器8。所述再生塔5的上方连接所述加料仓9，所述加料仓9连接至所述移层式吸收塔2的下方，所述再生塔5的底部设有所述卸灰斗7。所述加料仓9与所述再生塔5之间还设有一分料仓6。
[0022]如图1，本发明实施例还提供一种采用移层式钢渣干法脱硫设备进行脱硫的方法包括以下步骤:来自烧结机头的烧结烟气先进入静电除尘器I进行除尘，净化后的烟气再进入移层式吸收塔2进行二氧化硫吸附，最后的烟气进入风机3。其中，所述移层式吸收塔2中设有钢渣脱硫剂，所述钢渣脱硫剂先在所述移层式吸收塔2中吸附二氧化硫，所述移层式机械运输设备10将吸收二氧化硫后的钢渣脱硫剂送至所述再生塔5，钢渣脱硫剂在所述再生塔5中进行解吸，解吸后的钢渣脱硫剂被所述移层式机械运输设备10送至所述移层式吸收塔2进行二氧化硫吸附；钢渣脱硫剂使用一段时间后，其强度减弱并且破碎，此时通过所述加料仓9进行补充钢渣脱硫剂，同时破碎的钢渣脱硫剂通过所述卸灰斗7排出。
[0023]如图1，采用移层式钢渣干法脱硫设备进行脱硫的方法具体由以下三个系统组成:
1.烟气系统:来自烧结机头的烧结烟气进入静电除尘器I进行除尘，净化后的烟气进入移层式吸收塔2进行二氧化硫吸附，最后的烟气进入风机3，进入所述风机3后的烟气通过一烟囱4排出到大气中，此时的烟气已经被净化，对大气产生的污染较小。其中，经过所述静电除尘器I进行除尘后的烟气的粉尘含量不高于50mg/Nm3，经过所述移层式吸收塔2进行二氧化硫吸附后的烟气的二氧化硫含量不高于100mg/Nm3。
[0024]2.钢渣吸附、解吸及运输系统:所述移层式吸收塔2中设有钢渣脱硫剂，所述钢渣脱硫剂为平均直径9mm、长度为10?15mm的圆柱状体。所述钢渣脱硫剂先在所述移层式吸收塔2中吸附二氧化硫，所述移层式机械运输设备10将吸收二氧化硫后的钢渣脱硫剂送至所述再生塔5，钢渣脱硫剂在所述再生塔5中进行解吸，解吸后的钢渣脱硫剂被所述移层式机械运输设备10送至所述移层式吸收塔2进行二氧化硫吸附。所述再生塔5上设有烟气换热器8，所述烟气换热器8为其提供再生高温烟气，所述烟气换热器8的加热热源为钢铁厂余热蒸汽或过热水。将所述再生塔5在再生过程中排出的二氧化硫气体送往化产区制备浓硫酸。烧结烟气脱硫副产品硫酸可作为轧钢厂酸洗以及焦化厂化产等工序原料，也可销售外卖。
[0025]3.钢渣补给以及卸灰系统:钢渣脱硫剂使用一段时间后，其强度慢慢减弱并且破碎，因此需要给脱硫系统补充钢渣脱硫剂。此时通过所述加料仓9进行补充钢渣脱硫剂，同时破碎的钢渣脱硫剂通过所述卸灰斗7排出。[0026]其中，钢渣吸附、解吸及运输系统具体的吸附原理如下:渣脱硫剂通过移层式机械运输设备10来回于移层式吸收塔2和再生塔5之间，在运行过程中，移层式机械运输设备10始终保持微负压状态，以防粉尘往外泄漏污染环境。移层式吸收塔2中的钢渣脱硫剂通过物理吸附和化学吸附烧结烟气中的二氧化硫气体，钢渣脱硫剂一直处于运动状态，吸收二氧化硫后的钢渣脱硫剂被送往再生塔5，再生塔5由烟气换热器8为其提供再生高温烟气，烟气换热器8的加热热源可以为钢铁厂余热蒸汽或过热水。钢渣脱硫剂在高温下解吸再生，之后再送往移层式吸收塔2中进行吸收，此系统不断循环这个过程。其中的物理吸附和化学吸附过程如下:首先，在范德瓦尔斯力以及化学亲和力的作用下，SO2由气相移动至钢渣脱硫剂的活性钢渣粒子表面后被捕捉(物理吸附)，然后，在活性炭细孔内被氧化为SO3同时与一同吸附的H2O产生反应，作为H2SO4被捕捉(化学吸附)，即完成吸附。
[0027]另外，本脱硫方法使用炼钢钢渣作为脱硫剂，原料无需购买，只需对钢渣进行加工和处理，系统运行成本较低。具体的处理如下:待转炉熔渣温度自然冷却至300?800°C时，将热态钢渣倾翻至热闷罐中，盖上罐盖密封，待其均热半小时后对钢渣进行间歇式喷水。急冷产生的热应力使钢渣龟裂破碎，同时大量的饱和蒸汽渗入渣中与f-CaO、f-MgO发生水化反应使钢渣局部体积增大从而令其自解粉化。热焖处理渣粉化率高，粒径20mm以下者达85%，因其比表面积高，可以作为吸附剂、脱硫剂等，即成为所述钢渣脱硫剂。
[0028]综上所述，所述移层式钢渣干法脱硫设备及脱硫方法属于新型干法脱硫工艺，通过移层式机械运输设备移动钢渣脱硫剂，使钢渣脱硫剂一直处于吸收一再生的循环状态，并且对破碎的钢渣脱硫剂进行在线补料，脱硫效率高，副产品可利用，并且无二次污染，同时还可降低运行成本。在钢铁厂，副产品硫酸可作为轧钢厂酸洗以及焦化厂化产等工序原料。
[0029]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种移层式钢渣干法脱硫设备，其特征在于，包括静电除尘器、移层式吸收塔、再生塔、移层式机械运输设备、加料仓、卸灰斗以及风机； 所述静电除尘器连接所述移层式吸收塔，所述移层式吸收塔连接所述风机； 所述移层式吸收塔的上方通过所述移层式机械运输设备连接所述再生塔的下方； 所述再生塔的上方连接所述加料仓，所述加料仓连接至所述移层式吸收塔的下方，所述再生塔的底部设有所述卸灰斗。
2.如权利要求1所述的移层式钢渣干法脱硫设备，其特征在于:所述风机连接一烟囱。
3.如权利要求1所述的移层式钢渣干法脱硫设备，其特征在于:所述加料仓与所述再生塔之间设有一分料仓。
4.如权利要求1所述的移层式钢渣干法脱硫设备，其特征在于:所述再生塔连接一烟气换热器。
5.采用如权利要求1所述的移层式钢渣干法脱硫设备进行脱硫的方法，其特征在于，包括以下步骤:来自烧结机头的烧结烟气先进入静电除尘器进行除尘，净化后的烟气再进入移层式吸收塔进行二氧化硫吸附，最后的烟气进入风机； 其中，所述移层式吸收塔中设有钢渣脱硫剂，所述钢渣脱硫剂先在所述移层式吸收塔中吸附二氧化硫，所述移层式机械运输设备将吸收二氧化硫后的钢渣脱硫剂送至所述再生塔，钢渣脱硫剂在所述再生塔中进行解吸，解吸后的钢渣脱硫剂被所述移层式机械运输设备送至所述移层式吸收塔进行二氧化硫吸附； 钢渣脱硫剂使用一段时间后，其强度减弱并且破碎，此时通过所述加料仓进行补充钢渣脱硫剂，同时破碎的钢渣脱硫剂通过所述卸灰斗排出。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于:经过所述静电除尘器进行除尘后的烟气的粉尘含量不高于50mg/Nm3，经过所述移层式吸收塔进行二氧化硫吸附后的烟气的二氧化硫含量不高于100mg/Nm3。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于:进入所述风机3后的烟气通过一烟囱排出。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于:所述再生塔上设有烟气换热器，所述烟气换热器为其提供再生高温烟气，所述烟气换热器的加热热源为钢铁厂余热蒸汽或过热水。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于:将所述再生塔在再生过程中排出的二氧化硫气体送往化产区制备浓硫酸。
【文档编号】B01D53/02GK104001404SQ201410251772
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】胡建亮 申请人:中冶南方工程技术有限公司