一种基于微粉石灰石的高固气比减湿脱硫共性方法与系统与流程

本发明属于烟气脱硫技术领域，特别涉及一种基于微粉石灰石的高固气比减湿脱硫共性方法与系统。

背景技术：

so2的大量排放会对环境和人类产生极大的危害，现在中国是仅次于欧洲和北美的第三大酸雨区，酸雨面积大约占国土资源的30％。

随着环境问题在全球范围内越来越突出，世界各国也纷纷加大了环境治理的力度。烟气脱硫技术(fgd)-湿法脱硫是目前控制so2最普遍的技术和方法。

该类脱硫技术虽然脱硫效率较高，但普遍存在以下缺陷：(1)环保效应方面：湿法脱硫尾气温度低、湿度高且携带残留的细煤灰、新生成的硫酸盐颗粒等二次污染物，有专家研究表明，此类物质排入大气易形成气溶胶从而加重城市雾霾；(2)工艺技术方面：湿法脱硫技术普遍存在浆液制备系统复杂，吸收液喷嘴易堵塞、磨损，吸收塔易结垢，易产生脱硫废水的弊端；(3)固废资源化方面：湿法脱硫生成的脱硫石膏，经压滤后含水率仍在10～15％左右，限制了其作为大宗固废资源利用的潜力；(4)投资与运行费用方面：现有湿法脱硫技术普遍存在占地面积大、初期投资及运行维护费用高的缺点。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于微粉石灰石的高固气比减湿脱硫共性方法与系统，使用微粉石灰石作为脱硫剂，通过增湿、活化、均化等预处理大幅度提高反应活性，可在减湿条件下达到与湿法等同的烟气脱硫效率(≥98％)，脱硫废水零产生的同时具有尾端烟气含湿量低的特点，可有效避免湿烟气对城市雾霾形成的负面作用，废渣中脱硫石膏比例≥90％、含水率≤2％，可直接作为高性能再生石膏在建材领域实现大规模资源化利用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于微粉石灰石的高固气比减湿脱硫共性方法，包括如下步骤：

第一步：微粉石灰石储存于物料缓冲仓内；

第二步：物料缓冲仓下设计量系统，对微粉石灰石进行计量，计量后进入混料增湿系统，同时进入混料增湿系统的还有循环脱硫灰及增湿水，在混料增湿系统内，物料充分混合及增湿；

第三步：增湿混和料经流化槽充分流化后进入高固气比反应器；

第四步：在高固气比反应器内物料和烟气成分混合，水分在热烟气作用下由液态变为气态，在颗粒表面形成一定的湿环境，so2在此湿环境下与微粉石灰石反应生成脱硫石膏，达到脱硫的目的；

第五步：物料在高固气比反应器内反应后形成脱硫灰随烟气一起进入初分离器，在初分离器内部物料被分离进入回灰缓冲仓；部分物料随烟气一起进入收尘系统，经过滤、清灰后收集下来进入回灰缓冲仓；净化后烟气经引风机排入大气；

第六步：进入回灰缓冲仓的循环脱硫灰经仓下计量系统计量后进入混料增湿系统，与脱硫剂及水共同混合，至此工艺形成循环；

第七步：循环脱硫灰在回灰缓冲仓达到高料位时进行脱硫灰外排，形成最终的外排脱硫灰。

所述微粒石灰石的平均粒度小于6μm，所述混料增湿系统中增湿后物料含水率控制在4～6％，所述进入高固气比反应器的烟气温度不低于150℃，出高固气比反应器的烟气温度不高于65℃，湿度不大于50％，所述高固气比反应器气内部粉尘浓度最高3000g/nm³，所述初分离器的分离效率为50～90％，最终外排脱硫灰水分不大于3％。

本发明还提供了一种基于微粉石灰石的高固气比减湿脱硫共性系统，包括：

用于存储微粉石灰石的物料缓冲仓；

用于存储循环脱硫灰的回灰缓冲仓；

用于对送入混料增湿系统的微粉石灰石和循环脱硫灰进行计量的计量系统；

用于对所述微粉石灰石和循环脱硫灰进行混合及增湿的混料增湿系统；

用于向所述混料增湿系统供水的水系统；

用于使混合增湿物料与烟气进行反应脱硫的高固气比反应器，所述高固气比反应器与混料增湿系统以及烟气管道连接；

与所述高固气比反应器的烟气出口连接的用于进行物料分离的初分离器和收尘系统，所述初分离器和收尘系统的物料出口与回灰缓冲仓连接；

以及，与所述收尘系统烟气出口连接提供动力的引风机。

所述物料缓冲仓下设置气力活化系统，防止微粉石灰石板结、团聚造成的无法正常卸料。

所述计量系统为可调节计量系统，计量方式为螺旋计量，或为密封皮带计量。

所述混料增湿系统为在线式混料增湿，过程连续。

本发明系统还可包括：

用于将所述混合增湿物料在送入高固气比反应器之前进行流化的流化槽。

所述流化槽为气力流化，流化后物料呈悬浮态。

所述收尘系统为袋收尘器，例如双过滤覆膜袋式收尘器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)脱硫效率高；

2)投资小；

3)废水零产生；

4)烟气湿含量小；

5)脱硫灰含水率低。

综上，本发明脱硫效率可达到95％以上，有脱硫效率高、投资省、生产无废水、烟气排湿小、脱硫灰含水率低。

附图说明

图1为本发明的烟气脱硫工艺流程框图。

图2为本发明的烟气脱硫系统形式一结构示意图。

图3为高固气比减湿脱硫中试平台实验中的烟气脱硫效率与钙硫比的关系。

图4为高固气比减湿脱硫中试平台实验中的烟气脱硫效率与湿度的关系。

图5为高固气比减湿脱硫中试平台实验中的烟气脱硫效率与so2入口浓度的关系。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如图1所示，一种基于微粉石灰石的高固气比减湿脱硫共性方法，包括如下步骤：

第一步：将脱硫剂微粉石灰石储存于物料缓冲仓内，微粉石灰石是超细钙基脱硫剂，其矿物为caco3，平均粒度小于6μm。

第二步：缓冲仓下设计量系统，对脱硫剂进行计量，计量后进入混料增湿系统，同时进入混料增湿系统的还有循环脱硫灰及增湿水，在混料增湿系统内，物料经充分混合及增湿，混料增湿系统为在线式混料增湿，过程连续，增湿后物料含水率控制在4～6％，物料流动性较好。

第三步：增湿混和料经流化槽充分流化后进入高固气比反应器，流化槽为气力流化，流化后物料呈悬浮态。

第四步：在高固气比反应器内物料和温度不低于150℃的烟气成分混合，水分在热烟气作用下由液态变为气态，在颗粒表面附近形成一定的湿环境，so2在此湿环境下与微粉石灰石反应生成固态物质，达到脱硫的目的。

第五步：物料在高固气比反应器反应，高固比反应器气内部粉尘浓度最高可达3000g/nm³，反应后形成脱硫灰随烟气一起进入初分离器，在初分离器内部分物料被分离进入回灰缓冲仓，初分离器其分离效率为50～90％；部分物料随烟气一起进入收尘系统，经过滤、清灰后收集下来进入回灰缓冲仓，收尘系统为袋收尘器，例如双覆膜的高率收尘器。净化后烟气温度不高于65℃，湿度不大于50％，经引风机排入大气。

第六步：进入回灰缓冲仓的循环脱硫灰经仓下计量系统计量后进入混料增湿系统，与脱硫剂及水共同混合，至此工艺形成循环。计量系统可以为可调节计量器，计量方式可以为螺旋计量，也可以为密封皮带计量或其他可调的动态计量方式。

第七步：循环脱硫灰在回灰缓冲仓内达到高料位时进行脱硫灰外排，形成最终的外排脱硫灰，外排脱硫灰的水分不大于3％，系统脱硫效率大于95％。

本发明同时提供了相应的系统，包括如下形式。

如图2所示，为本发明系统的形式之一：

微粉石灰石储存于物料缓冲仓01中，仓下设手动闸板阀02，手动闸板阀02处于常开状态，当后续系统出现问题时关闭检修。手动闸板阀02下部设置由变频叶轮给料机03及螺旋计量称04组成的计量系统，对脱硫剂进行精确计量后进入增湿混料器05，同时脱硫循环灰及增湿水也进入增湿混料器05，在增湿混料器05内物料充分混合、增湿、活化后进入流化槽06，流化槽动力来自流化风机07。物料经流化槽06输送至撒料盒08，被撒料盒08分散后进入高固气比反应器09。在高固气比反应器09内物料和烟气成分混合，水分在热烟气作用下由液态变为气态，在颗粒表面附近形成一定的湿环境，so2在此湿环境下与超细钙基物料反应生成固态物质，达到脱硫的目的。脱硫剂反应后形成循环灰随风先进入初分离器11，在初分离器11内部分物料被分离，经叶轮给料机12卸入回灰缓冲仓15进行缓冲储存。其余部分脱硫剂随风一起进入布袋收尘器13，在布袋收尘器13内脱硫剂被全部收集，经叶轮给料机14进入回灰缓冲仓15。仓下设手动闸板阀16，其处于常开位置，下部流程出现故障时关闭检修。手动闸板阀16下部设置双料路，一路设置电动闸板阀18进行脱硫灰的外排，一路设置电动闸板阀17进行脱硫灰循环的断开控制。电动闸板阀17下部设置由变频叶轮给料机19及螺旋给料称20组成的计量系统，其对循环脱硫灰进行精确计量后进入增湿混料器05，形成脱硫灰循环。经布袋收尘器13处理后的气体由引风机21排出进入大气。

本发明脱硫效率随钙硫比、湿度和so2入口浓度实验如下：

在烟气入口温度180±10℃、烟气量300m³/h的条件下，选取不同的钙硫比、不同湿度、不同so2入口浓度在高固气比减湿脱硫中试平台实验，考察烟气脱硫效率随上述因素变化的关系，如图3、图4和图5。随着钙硫比由50增加到250，烟气so2浓度由72mg/nm³降低到了5mg/nm³，脱硫效率由93％提高到了99.5％。在钙硫比达到250时，已达到石灰石——石膏法的烟气脱硫效率，完全满足超净排放的要求。在钙硫比相同的条件下，湿度由16％增至39％，烟气脱硫效率由85％增至96％，但若湿度继续增加则烟气脱硫效率增长趋势变缓。现场工况下烟气湿度不超过50％为宜。随着烟气中二氧化硫浓度的增加，出口排放值均稳定保持在10mg/nm³以下。