专利名称：烟气脱硫过程之吸收剂－石灰石浆液制备装置及制备工艺的制作方法
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的一部分，是一种烟气脱硫过程中吸收剂-石灰石浆液的制备装置及方法。
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。
干式制浆系统的工艺流程是石灰石经过初步破碎后，经筛选机筛选，直径过大的石灰石返回再次破碎。直径符合要求的石灰石用工艺水冲洗并烘干后送入干式磨机磨成一定的粒度的石灰石粉并被携带风带出后进入除尘器收集下来。最后，送入制浆池配成一定浓度的浆液。干式制浆系统可以选用立式旋转磨或卧式钢球磨。
现有湿式制浆系统的工艺流程与干式相比，二者在石灰石块入磨之前的工序基本相同，从入磨后到制成浆液的工序，省去了诸如风机、电除尘器、旋风分离器等附属设备。由湿式球磨机直接将一定粒度的石灰石制成浆液，一般采用开路磨制系统，电耗较高、工作环境石灰石粉飞扬、运行环境恶劣。制成的物料平均粒径较大，不容易控制物料的细度、浆液浓度和过筛率，无法满足不同粒径浆液的需要，一些不合格粒径进入浆液成品中，导致浆料脱硫效果差，不能适合石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺需要。
发明内容本发明的目的是提供一种烟气脱硫过程之吸收剂-石灰石浆液制备装置及制备工艺，解决湿式制浆装置和制浆工艺制出的物料平均粒径较大、一些不合格粒径进入浆液成品中，不能根据需要控制物料的细度、浆液浓度和过筛率，无法满足不同粒径浆液需要的问题；还解决电耗较高、工作环境石灰石粉飞扬、运行环境恶劣、无法在火力发电厂烟气脱硫工程应用的问题。
本发明的技术方案这种烟气脱硫过程之吸收剂-石灰石浆液制备装置，其特征在于主要设备由称量给料机、湿式球磨机、石灰石浆液箱、石灰石浆液循环泵和水力旋流器和石灰石浆液储存箱串联而成，其中水力旋流器底流出口由管道与湿式球磨机的入料口连通。
石灰石浆液储存箱后再经II级石灰石浆液循环泵连接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级水力旋流器的上出口进入II级石灰石浆液储存箱。
上述湿式球磨机25mm钢球比例为20％，35mm钢球比例为20％，45mm钢球比例为30％，55mm钢球比例为15％，65mm钢球比例为15％。
这种烟气脱硫过程之吸收剂-石灰石浆液制备工艺，其特征在于工艺步骤是(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石灰石浆液再循环箱；(4)、然后通过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℃。
本发明提出了一种新的、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。针对湿法脱硫工程应用中一个系统的设计和优化，具体是在占用较小场地的情况下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。该发明的主要原理是利用湿式球磨机对块状石灰石物料进行研磨，并采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。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，其特点是电耗比干粉磨制系统低、成品石灰石粒径细、并有利于根据实际需要控制物料的细度、浆液浓度和过筛率，防止不合格粒径进入浆液成品中，提高烟气脱硫效果；无石灰石粉飞扬、运行环境好，解决湿式制浆装置和制浆工艺无法在火力发电厂烟气脱硫工程应用的问题，可以满足不同粒径浆液的需要。
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-石灰石浆液再循环箱、4-石灰石浆液再循环泵、5-水力旋流器、6-石灰石浆液II级再循环箱、7-石灰石浆液II级再循环泵、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。
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。
为了运输和储存的方便，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。
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再循环箱3，然后通过石灰石浆液再循环泵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成品储存箱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，石灰石浆液成品储存箱6中须设置搅拌器。
本发明所阐示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。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。
经过性能试验，湿式球磨机型号尺寸为MQ2275，直径2.2m筒长7.5m。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40％，运行温度30℃左右。整个系统出力为12t/h石灰石浆液。系统稳定出力12t/h，浆液浓度22％。
浆液中石灰石粒径分析结果为级别 累计％ 分级％＜21μm 83.183.120～31μm 95 11.931～43μm 99.14.1＞43μm 100 0.9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
1.一种烟气脱硫过程之吸收剂-石灰石浆液制备装置，其特征在于主要设备由称量给料机、湿式球磨机、石灰石浆液箱、石灰石浆液循环泵和水力旋流器和石灰石浆液储存箱串联而成，其中水力旋流器底流出口由管道与湿式球磨机的入料口连通。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硫过程之吸收剂-石灰石浆液制备装置，其特征在于石灰石浆液储存箱后再经II级石灰石浆液循环泵连接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级水力旋流器的上出口进入II级石灰石浆液储存箱。
3.根据权利要求1或2所述的烟气脱硫过程之吸收剂-石灰石浆液制备装置，其特征在于所述湿式球磨机25mm钢球比例为20％，35mm钢球比例为20％，45mm钢球比例为30％，55mm钢球比例为15％，65mm钢球比例为15％。
4.一种烟气脱硫过程之吸收剂-石灰石浆液制备工艺，其特征在于工艺步骤是(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石灰石浆液再循环箱；(4)、然后通过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。
5.根据权利要求4所述的烟气脱硫过程之吸收剂-石灰石浆液制备工艺，其特征在于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所述的烟气脱硫过程之吸收剂-石灰石浆液制备工艺，其特征在于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。
7.根据权利要求6所述的烟气脱硫过程之吸收剂-石灰石浆液制备工艺，其特征在干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。
8.根据权利要求4所述的烟气脱硫过程之吸收剂-石灰石浆液制备工艺，其特征在于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6所述的烟气脱硫过程之吸收剂-石灰石浆液制备工艺，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所述的烟气脱硫过程之吸收剂-石灰石浆液制备工艺，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
一种烟气脱硫过程之吸收剂－石灰石浆液制备装置及制备工艺，利用湿式球磨机对块状石灰石物料进行研磨，并采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。湿式球磨机－石灰石制浆系统的特点是电耗比干粉磨制系统低、成品石灰石粒径细、并有利于控制物料的细度、浆液浓度和过筛率，防止不合格粒径进入浆液成品中，提高烟气脱硫效果；无石灰石粉飞扬、运行环境好，解决湿式制浆装置和制浆工艺无法在火力发电厂烟气脱硫工程应用的问题，可以满足不同粒径浆液的需要。
文档编号B01D53/80GK1597064SQ200410056879
公开日2005年3月23日 申请日期2004年8月27日 优先权日2004年8月27日
发明者刘汉强, 张华 , 边新坚, 赵禹, 李敬东 申请人:北京国电龙源环保工程有限公司