脱硫灰的资源回收方法及资源回收系统与流程

本发明属于冶金固废物处理技术领域，涉及一种脱硫灰的资源回收方法及资源回收系统。

背景技术：

烟气脱硫技术主要分为干法脱硫技术、半干法脱硫技术和湿法脱硫技术，其中，与湿法脱硫技术相比较，干法脱硫技术和半干法脱硫技术具有脱硫效率高、工艺流程短、占地面积小、投资省等优点，尤其是半干法烟气脱硫技术因优点更显著而被广泛应用于中小型发电机组和钢铁烧结的烟气脱硫工程中。

干法脱硫技术和半干法脱硫技术均会产生脱硫副产物，该脱硫副产物被称为脱硫灰，其主要成分大致上包括：亚硫酸钙、硫酸钙、氧化钙、碳酸钙、氢氧化钙等，具有成分不稳定、呈碱性、易分解、吸水易膨胀等特性，属于难以处理且难以资源再利用的固废物，目前通常只能采用堆填掩埋的方式予以处理，不仅污染环境、占用土地，而且存在非常大的安全隐患。

技术实现要素：

为了解决现有技术中脱硫灰难以处理并难以实现综合利用的技术问题，本发明的目的在于提供一种脱硫灰的资源回收方法及资源回收系统。

为实现上述目的之一，本发明一实施方式提供了一种脱硫灰的资源回收方法，包括，

水洗工序：对脱硫灰进行水洗，固液分离后得到富含亚硫酸钙、硫酸钙的固态残渣和富含氢氧化钙的溶液；

制浆工序：将富含氢氧化钙的所述溶液制备成脱硫浆液；

焙烧工序：将富含亚硫酸钙、硫酸钙的所述固态残渣在还原剂作用下进行焙烧，得到富含二氧化硫的烟气和富含氧化钙的残渣。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述水洗工序中，水和脱硫灰的质量比大于20:1。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述水洗工序中，对得到的所述固态残渣进行压缩、烘干脱水预处理，其中，烘干温度为200～400℃。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述焙烧工序中，所述还原剂为还原性气氛。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述还原性气氛为：一氧化碳体积分数为0～5％、氧气体积分数小于2％的气氛。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述还原性气氛为：一氧化碳体积分数为0～2％、氧气体积分数小于2％的气氛。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述焙烧工序中，焙烧温度为1000～1300℃。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述制浆工序中，制得的脱硫浆液用于烟气脱硫；

所述资源回收方法还包括解析工序：按照所述水洗工序、所述制浆工序来执行若干个循环之后，向下一次所述水洗工序中得到的所述溶液中加入碳酸钠和/或碳酸钾，固液分离以得到盐溶液和富含碳酸钙的固相沉淀，对所述盐溶液进行蒸发、浓缩、结晶。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述资源回收方法还包括残渣复用工序：将所述焙烧工序中得到的所述残渣，加入到所述制浆工序中的所述溶液中以制备成脱硫浆液。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述资源回收方法还包括残渣再复用工序：按照所述水洗工序、所述焙烧工序、所述残渣复用工序、所述制浆工序来执行若干个循环之后，将下一次所述焙烧工序中得到的所述残渣用作铁矿烧结的熔剂。

为实现上述目的之一，本发明一实施方式提供了一种脱硫灰的资源回收方法，包括，

水洗工序：对脱硫灰进行水洗，固液分离后得到富含亚硫酸钙、硫酸钙的固态残渣和富含氢氧化钙的溶液；

解析工序：向所述溶液中加入碳酸钠和/或碳酸钾，固液分离以得到盐溶液和富含碳酸钙的固相沉淀，对所述盐溶液进行蒸发、浓缩、结晶；

焙烧工序：将富含亚硫酸钙、硫酸钙的所述固态残渣在还原剂作用下进行焙烧，得到富含二氧化硫的烟气和富含氧化钙的残渣。

为实现上述目的之一，本发明一实施方式提供了一种脱硫灰的资源回收系统，包括：

水洗反应池，具有脱硫灰投放口以及进水口；

固液分离装置，与所述水洗反应池相适配并用于将所述水洗反应池内的混合液进行固液分离；

脱硫浆液制备器，连通所述固液分离装置的液相出口；

焙烧反应器，连通所述固液分离装置的固相出口，具有还原性气氛注入口、焙烧加热装置、温度控制器以及气固分离装置，所述温度控制器连接并控制所述焙烧加热装置，所述气固分离装置用于将所述焙烧反应器内的气相产物和固相产物分离。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述资源回收系统包括依次呈阶段式连接的m+1个资源回收子系统，m为正整数；

所述m+1个资源回收子系统，均包括所述水洗反应池、所述固液分离装置以及所述焙烧反应器，并且，分别对应设置有与各自水洗反应池的脱硫灰投放口相连通的外部脱硫反应器；

前m个所述资源回收子系统，均包括所述脱硫浆液制备器，且各自的所述脱硫浆液制备器的脱硫浆液输出口分别连通其下一个的所述资源回收子系统所对应的外部脱硫反应器；

第m+1个所述资源回收子系统，包括解析反应器和结晶反应器，其固液分离装置的液相出口连通至所述解析反应器；所述解析反应器具有碳酸钾投放口和碳酸钠投放口中的至少其一、以及具有第二固液分离装置；所述第二固液分离装置的液相出口连通至所述结晶反应器。

由此，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：对脱硫灰进行水洗，取水洗后得到的固态残渣在还原剂作用下焙烧，使得脱硫灰中的硫元素几乎能够全部以二氧化硫的形式转移至所述烟气中，从而实现脱硫灰中的硫元素的资源回收；并且，取水洗后得到的溶液以及固态残渣焙烧后得到的残渣，共同调制脱硫浆液，使得脱硫灰中的钙元素均重新进入了脱硫浆液，实现钙元素在脱硫工程中的循环再利用，且整个过程无固废、液废、气废等产生，具有显著的经济效益和环境效益；另外，还可以将水洗后得到的溶液在碳酸钾/碳酸钠作用下解析出的沉淀以及水洗后得到的固态残渣，进行焙烧后得到氧化钙残渣并进一步用于铁矿烧结，实现钙元素的回收再利用，且整个过程无固废、液废、气废等产生，具有显著的经济效益和环境效益。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的脱硫灰的资源回收方法的工艺流程图；

图2是本发明第一实施方式的脱硫灰的资源回收系统的示意图；

图3是本发明第二实施方式的脱硫灰的资源回收方法的工艺流程图；

图4是本发明第二实施方式的脱硫灰的资源回收系统的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

<第一实施方式>

参图1，提供了一种脱硫灰的资源回收方法的第一实施方式，其能够实现对脱硫灰的高效处理，并实现脱硫灰中硫、钙等元素的回收，以使得脱硫灰能够产生高附加值的资源化利用，且整个过程无固废、液废、气废等产生，经济环保。具体地，所述资源回收方法包括以下各个工序。

水洗工序：对脱硫灰进行水洗，固液分离后得到富含亚硫酸钙、硫酸钙的固态残渣和富含氢氧化钙的溶液

脱硫灰的主要成分大致上包括：亚硫酸钙、硫酸钙、氧化钙、碳酸钙、氢氧化钙等。脱硫灰可具体选自干法脱硫灰、半干法脱硫灰的任一种或者二者混合体。其中，所述干法脱硫灰具体可为循环流化床烟气脱硫灰或其它干法脱硫灰的任一种或任意组合，所述半干法脱硫灰具体可为旋转喷雾法烟气脱硫灰或其他半干法脱硫灰的任一种或任意组合。

在该水洗工序中，首先，对脱硫灰进行水洗，其中的氢氧化钙溶于水，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，脱硫灰中的氢氧化钙和氧化钙都可以进入液相中；而亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙等难溶于水；进而通过固液分离，得到的液相中富含氢氧化钙，得到的固态残渣保留了原脱硫灰中的亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙等。也即，通过该水洗工序，将脱硫灰中未参与烟气脱硫反应的氧化钙和氢氧化钙分离出来，并如后文制浆工序中进一步被重新制备成脱硫浆液而加以循环利用。

优选地，在该水洗工序中，水和脱硫灰的质量比大于20:1，这样，可以保证水量足够，以便于将脱硫灰中的氧化钙和氢氧化钙全部提炼出来。其中，水和脱硫灰可通过机械搅拌的方式充分混合，当然，还可以以本领域内习知的其它现有操作实现充分混合。

在该水洗工序中，具体可采用过滤、离心等方式实现固液分离。

进一步地，在固液分离之后，对得到的所述固态残渣进行脱水预处理，具体可采用压缩、烘干等任一种或两种工艺进行脱水预处理。优选地，对所述固态残渣进行烘干，以脱除所述固态残渣的水分，烘干温度可为200～400℃，这样，一方面可以脱除所述固态残渣的水分，从而避免若所述固态残渣的水分含量较大而直接投入接下来的焙烧工序中进行高温焙烧所造成的安全隐患，另一方面，通过合理控温，可以适当给所述固态残渣预加热，使得所述固态残渣投入接下来的焙烧工序中进行高温焙烧的过程更顺利，并避免温度过高造成所述固态残渣预期之外的反应变化。

制浆工序：将所述水洗工序中得到的富含氢氧化钙的所述溶液制备成脱硫浆液

通过所述水洗工序，脱硫灰中的氧化钙和氢氧化钙被分离出来，而得到富含氢氧化钙的溶液。在该制浆工序中，将所述溶液制备成脱硫浆液。由此，结合所述水洗工序和该制浆工序，可基于脱硫灰中的氧化钙和氢氧化钙，得到脱硫浆液，能够实现脱硫灰中氧化钙和氢氧化钙的资源回收。

优选地，在所述制浆工序中，向富含氢氧化钙的所述溶液中加入氧化钙，制备成脱硫浆液。

进一步地，该制浆工序还包括：利用所述脱硫浆液对富含二氧化硫的烟气进行脱硫。也即，所述脱硫浆液重新应用于烟气脱硫工程，对富含二氧化硫的烟气进行脱硫，尤其是可以应用于半干法烟气脱硫工程。由此，结合所述水洗工序和该制浆工序，不仅能够实现脱硫灰中氧化钙和氢氧化钙的资源回收，还可以进一步实现对氧化钙和氢氧化钙的回收产物(即所述脱硫浆液)进行资源再利用。

焙烧工序：将所述水洗工序中得到的富含亚硫酸钙、硫酸钙的所述固态残渣在还原剂作用下进行焙烧，得到富含二氧化硫的烟气和富含氧化钙的残渣

通过所述水洗工序，脱硫灰中亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙等分离至所述固态残渣中，也即，所述固态残渣中的主要成分为亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙等。在该焙烧工序中，对所述固态残渣在还原剂作用下进行焙烧，由于还原剂的还原作用以及焙烧的作用，使得所述固态残渣中的硫酸钙、亚硫酸钙转变为氧化钙，并释放出二氧化硫，由此得到富含二氧化硫的烟气和富含氧化钙的残渣。

由此，结合所述水洗工序和该焙烧工序，可基于脱硫灰中的硫酸钙和亚硫酸钙，得到富含二氧化硫的烟气，使得脱硫灰中的硫元素几乎能够全部以二氧化硫的形式转移至所述烟气中，从而实现脱硫灰中的硫元素的资源回收。进一步优选地，该焙烧工序还包括：将得到的所述烟气制备成硫酸，具体可将所述烟气经除尘、净化、催化氧化、吸收等工艺制备成不同浓度的硫酸，由此，结合所述水洗工序和该焙烧工序，不仅实现了脱硫灰中的硫元素的资源回收，还进一步实现了的对硫元素的回收产物(即所述烟气)进行资源再利用。

同时，除了硫酸钙、亚硫酸钙之外，所述固态残渣中的主要成分还包括碳酸钙。在该焙烧工序中，通过对所述固态残渣进行高温焙烧，不仅可以使亚硫酸钙、硫酸钙充分反应生成氧化钙，还可以使所述固态残渣中的碳酸钙分解为氧化钙，其反应大致上为：

caco3＝cao+co2

也即，在该焙烧工序中，可以得到富含二氧化硫、二氧化碳的烟气和富含氧化钙的残渣。

由此，结合所述水洗工序和该焙烧工序，使得脱硫灰中的硫酸钙、亚硫酸钙、碳酸钙中的钙元素，几乎能够全部以氧化钙的形式转移至该焙烧工序中得到的所述残渣中，以实现这部分钙元素的资源回收，并且所述残渣可用于多种不同的工业生产中(如后文介绍的优选残渣复用工序)，进而实现这部分钙元素的资源再利用。

进一步，在该焙烧工序中，所述还原剂为还原性气氛，也即，在该焙烧工序中，将所述固态残渣在还原性气氛中进行焙烧，这样，相较于采用如焦炭、粉煤等固相还原剂，通过在还原性气氛中对所述固态残渣焙烧，可避免焙烧后的残渣中新掺杂入未消耗掉的固相还原剂，保证焙烧后得到的所述残渣的组分纯度较佳。

优选地，所述还原性气氛为弱还原性气氛，具体为：一氧化碳体积分数为0～5％、氧气体积分数小于2％的气氛，其余气体通常为氮气或惰性气体。这样，通过优选一氧化碳作为还原性气体来与所述固态残渣进行反应，并优化一氧化碳的体积分数，不仅可以保证所述固态残渣中的亚硫酸钙、硫酸钙充分转化为氧化钙，还可以避免一氧化碳气体过量而造成反应产物不可控，以及避免资源的浪费。

具体地，在该焙烧工序中，亚硫酸钙、硫酸钙所参与的反应大致上为：

caso4+co＝caso3+co2

caso3＝cao+so2

另外，所述还原性气氛中，一氧化碳体积分数进一步优选为0～2％，也即，所述还原性气氛为：一氧化碳体积分数为0～2％、氧气体积分数小于2％的气氛。

进一步地，在该焙烧工序中，焙烧温度为1000～1300℃。这样，可以保证亚硫酸钙、硫酸钙被充分转化为氧化钙，并保证该还原反应的效率。其中，如前文所述，通过对所述固态残渣在焙烧前进行脱水预处理，可以避免若所述固态残渣的水分含量较大而直接高温焙烧所造成的安全隐患，并且该种实施方式便于实现连续生产作业；当然，作为一变化实施方式，在该焙烧工序中，可采用缓慢升温至上述焙烧温度的方式对所述固态残渣进行焙烧，该种变换实施例虽不便于连续生产作业，却可以省去焙烧之前对所述固态残渣的脱水预处理的操作，简化工序。

另外，在该焙烧工序中，可以通过布袋除尘、离心等方式对得到的所述烟气和所述残渣进行气固分离，当然，还可以以本领域内习知的其它现有操作实现气固分离。

残渣复用工序：将所述焙烧工序中得到的所述残渣，加入到所述制浆工序中的所述溶液中

所述焙烧工序中得到的所述残渣，富含氧化钙。将所述残渣加入到所述制浆工序中的所述溶液中，以使得所述残渣中的氧化钙、所述制浆工序中的所述溶液中的氢氧化钙共同调制成脱硫浆液，由此，可以减少所述制浆工序中再额外投入新的氧化钙资源的数量，所述脱硫灰中的近乎全部钙元素均重新进入了脱硫浆液，实现脱硫灰中的钙元素的资源再利用，并且结合所述水洗工序、所述制浆工序、所述焙烧工序以及该残渣复用工序，可以实现钙资源在脱硫工程中的反复循环利用，提高利用价值和经济效益。

参图2，还提供了一种脱硫灰的资源回收系统100的第一实施方式，该资源回收系统可用于实现前文所述的第一实施方式的资源回收方法，以下可结合前文对所述资源回收方法的介绍，对资源回收系统100的结构及功能予以理解。

具体地，资源回收系统100包括水洗反应池10、固液分离装置20、脱硫浆液制备器30以及焙烧反应器40。

水洗反应池10具有脱硫灰投放口11以及进水口12。顾名思义，脱硫灰投放口11可以用于将脱硫灰引入到水洗反应池10内，其可以连通于外部脱硫反应器200的脱硫灰排出口，该脱硫反应器200具体可以为干法脱硫反应器、半干法脱硫反应器的任一种或两种的组合。进水口12可以用于将水引入到水洗反应池10内，其可以连通于外部供水库300。通过设置水洗反应池10，脱硫灰和水可以汇集于水洗反应池10内形成混合液，以实现前文所述水洗工序中对脱硫灰的水洗操作，使得脱硫灰中的氢氧化钙和氧化钙都可以进入液相中，亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙等难溶于水而保持固相状态或悬浮于混合液中。

优选地，水洗反应池10还具有搅拌装置，所述搅拌装置可以对水洗反应池10的脱硫灰和水进行充分搅拌，以使脱硫灰中的氧化钙、氢氧化钙充分进入液相中。

固液分离装置20与水洗反应池10相适配并用于将水洗反应池10内的混合液进行固液分离。固液分离装置20可布置于水洗反应池10的内部、或者布置于水洗反应池10的外部、或者与水洗反应池10一体设置，其可以具体设置为沉降器、过滤装置、离心机等的任一种或任意组合，当然，固液分离装置20还可以以本领域内习知的能够实现固液分离的其它现有结构/器件予以实施。在附图示例中，固液分离装置20为设置于水洗反应池10外部的过滤塔，水洗反应池10内的混合液可通过水洗反应池10的排出口13输送至过滤塔中，该混合液可在过滤塔内完成固液分离。

由此，结合水洗反应池10和固液分离装置20，可以实现前文的所述水洗工序，固液分离装置20中分离得到的液相为富含氢氧化钙的溶液，分离得到的固相为富含亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙的固态残渣。

脱硫浆液制备器30可用于实现前文的所述制浆工序，具体地，其连通固液分离装置20的液相出口21，从而使得固液分离装置20中分离出的液相被输送至脱硫浆液制备器30内，也即，脱硫浆液制备器30可以从固液分离装置20处引入富含氢氧化钙的所述溶液，并进一步将所述溶液制备成脱硫浆液。

优选地，脱硫浆液制备器30进一步具有氧化钙投放口31。该氧化钙投放口31可以用于将氧化钙引入到脱硫浆液制备器30内，此处氧化钙可以来源于外部氧化钙储仓400，也可优选地如后文所述来源于焙烧反应器40气固分离装置的固相出口42。

进一步地，脱硫浆液制备器30的脱硫浆液输出口32连通至外部脱硫反应器200，该脱硫反应器200可以为干法脱硫反应器以及/或者半干法脱硫反应器，以使其制备得到的脱硫浆液应用于烟气脱硫工程中，例如脱硫浆液可通过脱硫浆液喷吹系统应用于烟气中二氧化硫的脱除。

焙烧反应器40可用于实现前文的所述焙烧工序，具体地，其连通固液分离装置20的固相出口22，从而使得固液分离装置20中分离出的固相被输送至焙烧反应器40内，也即，焙烧反应器40可以从固液分离装置20处引入富含亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙的所述固态残渣。

焙烧反应器40具有还原性气氛注入口41、焙烧加热装置、温度控制器以及气固分离装置。

还原性气氛注入口41可以用于向焙烧反应器40内引入反应所需的气氛，以使得焙烧反应器40内保持相对应的反应气氛，其可以连通于外部储气罐500。优选地，还原性气氛注入口41引入的气氛为：一氧化碳体积分数为0～5％、氧气体积分数小于2％的气氛，其余气体通常为氮气或惰性气体。其中，一氧化碳体积分数还可进一步优选为0～2％。这样，设置还原性气氛注入口41，便于维持焙烧反应器40内的反应气氛，以保证焙烧反应器40的焙烧反应顺利进行。

所述温度控制器连接并控制所述焙烧加热装置工作产热，以使得焙烧反应器40内维持所需的焙烧温度。优选地，在所述温度控制器的控制下，所述焙烧加热装置工作产热以使得焙烧反应器40内维持1000～1300℃的焙烧温度。

这样，通过设置焙烧反应器40，可以实现前文的所述焙烧工序，也即能够实现对富含亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙的所述固态残渣进行高温焙烧，使得亚硫酸钙、硫酸钙转化为氧化钙和二氧化硫，碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳，最终得到富含二氧化硫、二氧化碳的烟气和富含氧化钙的残渣。

所述气固分离装置用于将焙烧反应器40内的气相产物和固相产物分离，也即可以将富含二氧化硫、二氧化碳的烟气和富含氧化钙的残渣进行分离，以便于所述烟气和所述残渣可以进一步进行资源再利用。优选地，所述气固分离装置可为布设于焙烧反应器40内的布袋除尘装置或者离心装置。

优选地，所述气固分离装置的气相出口43可连通硫酸制备装置600，以使得焙烧反应器40内制得的所述烟气用于制备硫酸；而所述气固分离装置的固相出口42可连通至脱硫浆液制备器30的氧化钙投放口31，以便于将富含氧化钙的所述残渣和固液分离装置20中分离出的富含氢氧化钙的所述溶液进行混合，用于调制脱硫浆液，这样可以减少从外部氧化钙储仓400额外投入的氧化钙量。

另外，优选地，焙烧反应器40和固液分离装置20的固相出口22之间还可以设置脱水装置，固液分离装置20中分离出的所述固态残渣在投入至焙烧反应器40之前，先进入所述脱水装置进行脱水预处理，以至少部分地脱除所述固态残渣中的水分，避免若所述固态残渣的水分含量较大而直接投入高温的焙烧反应器40中所造成的安全隐患。

进一步地，所述脱水装置可包括压缩脱水设备、烘干设备中的任一种或两种组合，优选地，所述脱水装置包括压缩脱水设备和烘干设备，所述压缩脱水设备相对靠近固液分离装置20的固相出口22设置，所述烘干设备设置于所述压缩脱水设备和焙烧反应器40之间，所述固态残渣先后依次进入所述压缩脱水设备和所述烘干设备进行脱水预处理。

综上所述，与现有技术相比，本发明一实施方式的所述资源回收方法以及资源回收系统100，具有以下有益效果：对脱硫灰进行水洗，取水洗后得到的固态残渣在还原剂作用下焙烧，使得脱硫灰中的硫元素几乎能够全部以二氧化硫的形式转移至所述烟气中，从而实现脱硫灰中的硫元素的资源回收；并且，取水洗后得到的溶液以及固态残渣焙烧后得到的残渣，二者共同调制脱硫浆液，使得脱硫灰中的钙元素均重新进入了脱硫浆液，实现钙元素在脱硫工程中的循环再利用，且整个过程无固废、液废、气废等产生，具有显著的经济效益和环境效益。

下面介绍一个具体实施例，以辅助了解图1和图2所对应的一实施方式的所述资源回收方法以及所述资源回收系统的具体技术及有益效果。

实施例1

取半干法脱硫反应器200中采用半干法脱硫工艺产生的脱硫灰，送进水洗反应池10中进行水洗，其中，水洗反应池10中的水和脱硫灰的质量比大于20:1，并且，在水洗反应池10的搅拌装置的搅拌作用下，使得脱硫灰和水充分混合均匀，得到混合液；

将水洗反应池10中的所述混合液输送至固液分离装置20，进行固液分离，分离得到的液相为富含氢氧化钙的溶液，分离得到的固相为富含硫酸钙、亚硫酸钙、碳酸钙的固态残渣；

将富含硫酸钙、亚硫酸钙、碳酸钙的所述固态残渣先进入所述压缩脱水设备进行压缩脱水预处理，之后再进入所述烘干设备进行烘干脱水预处理，其中控制所述烘干设备内的温度保持200～400℃；

将烘干后的所述固态残渣输送至焙烧反应器40，此时，焙烧反应器40内维持1000～1300℃的焙烧温度，并且焙烧反应器40内保持一氧化碳体积分数为0％～5％、氧气体积分数小于2％的弱还原性气氛，从而使得所述固态残渣在该弱还原性气氛中进行高温焙烧；

对焙烧反应器40中的产物进行气固分离，分别得到富含二氧化硫、二氧化碳的烟气和富含氧化钙的残渣；

将所述烟气输送至硫酸制备装置600，以将所述烟气经除尘、净化、催化氧化、吸收等工序制备成不同浓度的硫酸，经检验，得到的硫酸质量满足行业性能标准；

将所述残渣、富含氢氧化钠的所述溶液分别输送至脱硫浆液制备器30，并从氧化钙储仓400向脱硫浆液制备器30中补入少量氧化钙，以使三者共同调制成脱硫浆液；将脱硫浆液制备器30中制备出的脱硫浆液通过脱硫浆液喷吹系统喷吹至半干法脱硫反应器200中，以利用脱硫浆液对烟气中的二氧化硫进行脱除，经检验，脱硫浆液符合行业性能标准且脱硫效果达标。

<第二实施方式>

参图3，提供了一种脱硫灰的资源回收方法的第二实施方式，其同样能够实现对脱硫灰的高效处理，并实现脱硫灰中硫、钙等元素的回收，以使得脱硫灰能够产生高附加值的资源化利用，且整个过程无固废、液废、气废等产生，经济环保。

本实施方式的所述资源回收方法同样包括水洗工序、制浆工序、焙烧工序、残渣复用工序，该各个工序与图1的第一实施方式中的各个工序相同，不再进行赘述。而与第一实施方式不同的是，本实施方式还针对所述水洗工序、所述制浆工序执行多个循环之后的情况，以及针对所述水洗工序、所述焙烧工序、所述残渣复用工序执行多个循环之后的情况，做出了进一步地应对措施。

具体地，在本实施方式中，所述资源回收方法还包括以下工序。

解析工序：按照所述水洗工序、所述制浆工序来执行若干个循环之后，向下一次所述水洗工序中得到的所述溶液中加入碳酸钠和/或碳酸钾，固液分离得到盐溶液和富含碳酸钙的固相沉淀，对所述盐溶液进行蒸发、浓缩、结晶。

执行若干个循环，每个所述循环均包括所述水洗工序、所述制浆工序。优选地，将每个循环的所述水洗工序的脱硫灰，取自于前一循环的所述制浆工序中得到的脱硫浆液用于烟气脱硫后生成的脱硫灰；也就是说，每个循环的所述制浆工序中得到的脱硫浆液，在用于烟气脱硫后生成的脱硫灰，投放至下一循环的所述水洗工序中。

每当按照所述水洗工序、所述制浆工序来执行一个循环，脱硫灰中均会引入氯化钾、氯化钠、氯化钙等，当按照所述水洗工序、所述制浆工序来执行若干个循环之后，最终导致氯化钾、氯化钠、氯化钙大量富集；在该解析工序中，在执行若干个循环之后，针对下一次所述水洗工序中得到的所述溶液，不再进行所述制浆工序，而是向所述溶液中加入碳酸钠和/或碳酸钾，这样，在所述溶液内碳酸根离子(来自于加入的碳酸钠和/或碳酸钾)和钙离子(来自于氢氧化钙、富集的氯化钙)反应生成难溶于水的碳酸钙，同时生成游离的氯化钾和/或氯化钠。以加入碳酸钾为例，具体的反应大致包括如下：

k2co3+cacl2＝2kcl+caco3

k2co3+ca(oh)2＝2koh+caco3

之后，通过过滤、离心等任意方式进行固液分离，得到具有氯化钾、氯化钠的盐溶液和富含碳酸钙的固相沉淀。

其中，富含碳酸钙的所述固相沉淀可用于多种不同的工业生产中，优选地，可以将所述固相沉淀投入到所述焙烧工序中，通过焙烧，以使其中的碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳，并进一步进行气固分离，得到氧化钙以用作烟气脱硫的脱硫剂或者用作钢铁烧结的熔剂。

对所述盐溶液进行蒸发、浓缩、结晶，由此可以从所述盐溶液中析出氯化钾晶体和/或氯化钠晶体。

由此，通过设置该解析工序，可以针对由于多次循环而产生氯化钙、氯化钾、氯化钠富集的脱硫灰，从中提取出氯化钾、氯化钠晶体，并保证钙元素以碳酸钙的方式进行资源回收甚至资源再利用，具有高附加值的经济效益和环境效益。

其中，该解析工序中所述的“若干个循环”中的“若干个”，具体可根据实际生产需要或者根据脱硫灰中盐酸盐的富集情况，设置为任意正整数，可以以m来代指。

另外，作为变化的实施方式，所述资源回收方法若仅以第m+1个循环予以实施，则包括：所述水洗工序；向该水洗工序中得到的所述溶液中加入碳酸钠和/或碳酸钾，固液分离以得到盐溶液和富含碳酸钙的固相沉淀，对所述盐溶液进行蒸发、浓缩、结晶，将富含碳酸钙的所述固相沉淀投入接下来的焙烧工序中；所述焙烧工序。

残渣再复用工序：按照所述水洗工序、所述焙烧工序、所述残渣复用工序、所述制浆工序来执行若干个循环之后，将下一次所述焙烧工序中得到的所述残渣投入至烧结机中以用作铁矿烧结的熔剂

如前文所述，执行若干个循环，每个所述循环均包括所述水洗工序、所述焙烧工序、所述残渣复用工序、所述制浆工序。其中，根据每个循环的所述残渣复用工序中，将该循环的所述焙烧工序中得到的所述残渣加入到该循环的所述制浆工序中，制得的脱硫浆液在用于烟气脱硫后生成的脱硫灰，投放至下一循环的所述水洗工序中。

每当执行一个循环，脱硫灰中均有可能会新引入铁元素，当执行若干个循环之后，最终导致脱硫灰中大量富集铁元素，该铁元素会进入所述焙烧工序得到的所述残渣中，因此，在该残渣再复用工序中，在执行若干个循环之后，针对下一次所述焙烧工序中得到的所述残渣，不再如所述残渣复用工序中用于制备脱硫浆液，而是投入至烧结机中以用作铁矿烧结的原料，以使得其中富集的铁元素得以回收并高附加值的利用。

其中，该残渣再复用工序中所述的“若干个循环”中的“若干个”，具体可根据实际生产需要或者根据脱硫灰中铁元素的富集情况，设置为任意正整数，其可以与前文所述解析工序中的“若干个”相同或不同。

另外，在变化实施方式中，若所述资源回收方法仅以第m+1个循环予以实施，则大致包括：所述水洗工序；所述焙烧工序；将所述焙烧工序中得到的所述残渣投入至烧结机中以用作铁矿烧结的原料。

参图4，还提供了一种脱硫灰的资源回收系统100的第二实施方式，该资源回收系统100可用于实现前文所述的第二实施方式的资源回收方法，以下可结合前文对第二实施方式的所述资源回收方法的介绍，对所述资源回收系统100的结构及作用予以理解。另外，本实施方式的资源回收系统100与图2示例的第一实施方式的资源回收系统100略有不同，下文将着重对不同点进行展开，可结合前文中第一实施方式资源回收系统100的描述，对本实施方式予以理解。

本实施方式的资源回收系统100包括呈阶段式连接的m+1个资源回收子系统，其中m为正整数，在附图中示例中m＝2，也即，资源回收系统100包括资源回收子系统100a、资源回收子系统100b、资源回收子系统100c，该资源回收子系统100a、资源回收子系统100b、资源回收子系统100c依次排布呈阶段式。

其中，每个所述资源回收子系统均包括水洗反应池10，且均对应设置有与其水洗反应池10的脱硫灰投放口11相连通的外部脱硫反应器。例如，资源回收子系统100a与外部脱硫反应器200a相对应，其水洗反应池10的脱硫灰投放口11连通至外部脱硫反应器200a的脱硫灰排出口，以从外部脱硫反应器200a引入脱硫灰；资源回收子系统100b与外部脱硫反应器200b相对应，其水洗反应池10的脱硫灰投放口11连通至外部脱硫反应器200b的脱硫灰排出口，以从外部脱硫反应器200b引入脱硫灰；资源回收子系统100c与外部脱硫反应器200c相对应，其水洗反应池10的脱硫灰投放口11连通至外部脱硫反应器200c的脱硫灰排出口，以从外部脱硫反应器200c引入脱硫灰。

本实施方式中，每个所述资源回收子系统的水洗反应池10设置为与前文所述第一实施方式的资源回收系统100的水洗反应池10相同，以相同标号予以标识，不再多加赘述。

本实施方式中，每个所述资源回收子系统均包括固液分离装置20，除了后文中提到的第m+1个资源回收子系统的固液分离装置20的液相出口21并非连通脱硫浆液制备器而是连通解析反应器50的这一点之外，固液分离装置20设置为与前文所述第一实施方式的资源回收系统100的固液分离装置20相同，以相同标号予以标识，除区别点之外其余不再多加赘述。

本实施方式中，前m个资源回收子系统均包括脱硫浆液制备器30，例如图示，资源回收子系统100a、资源回收子系统100b均包括脱硫浆液制备器30。其中，关于脱硫浆液制备器30，本实施方式与图2示例的资源回收系统100的不同仅在于：在图2示例的资源回收系统100，其脱硫浆液制备器30的脱硫浆液输出口32连通至外部脱硫反应器200，也使其制得的脱硫浆液用于烟气脱硫后生成的脱硫灰，又被投放至其水洗反应池10中进行处理；而本实施方式的资源回收系统100，前m个资源回收子系统的各自脱硫浆液制备器30的脱硫浆液输出口32分别连通其下一阶段的资源回收子系统所对应的外部脱硫反应器，以使得其脱硫浆液制备器30制得的脱硫浆液用于烟气脱硫后生成的脱硫灰，被投放至下一阶段的水洗反应池10中进行处理。

例如，资源回收子系统100a的脱硫浆液制备器30连通下一阶段的资源回收子系统100b所对应的外部脱硫反应器200b，以使得其脱硫浆液制备器30制得的脱硫浆液用于烟气脱硫后生成的脱硫灰，被投放至下一级段的资源回收子系统100b的水洗反应池10中进行处理；依次传递，资源回收子系统100b的脱硫浆液制备器30连通下一阶段的资源回收子系统100c所对应的外部脱硫反应器200c。

关于前m个资源回收子系统各自的脱硫浆液制备器30，除以上一点之外，设置为与前文所述第一实施方式的资源回收系统100的脱硫浆液制备器30相同，以相同标号予以标识，不再多加赘述。

本实施方式中，与前m个资源回收子系统不同，第m+1个资源回收子系统的固液分离装置20的液相出口21并非连接脱硫浆液制备器。具体地，第m+1个资源回收子系统以图示的资源回收子系统100c为例，资源回收子系统100c包括解析反应器50和结晶器60，解析反应器50和结晶器60用于实现前文的所述解析工序。

其中，解析反应器50连通于资源回收子系统100c的固液分离装置20的液相出口21，从而使得该固液分离装置20中分离出的液相被输送至解析反应器50内。

解析反应器50具有碳酸钾投放口51和第二固液分离装置。

碳酸钾投放口51可以用于将碳酸钾引入到解析反应器50内，此处碳酸钾可以来源于外部碳酸钾储仓，当然，在变化实施方式中，碳酸钾投放口51可以由碳酸钠投放口所替代或者与碳酸钠投放口一体设置。结合前文第二实施方式的所述解析工序的描述，经过资源回收子系统100a和资源回收子系统100b之后，资源回收子系统100c固液分离装置20中分离出的富含氢氧化钙的溶液中，富集了氯化钾、氯化钠、氯化钙，通过设置解析反应器50，向所述溶液中加入碳酸钠和/或碳酸钾，这样，在所述溶液内碳酸根离子(来自于加入的碳酸钠和/或碳酸钾)和钙离子(来自于氢氧化钙、富集的氯化钙)反应生成难溶于水的碳酸钙，同时生成游离的氯化钾和/或氯化钠。

优选地，解析反应器50还具有第二搅拌装置，所述第二搅拌装置可以对解析反应器50中富含氢氧化钙的溶液和投放入的碳酸钾和/或碳酸钾进行充分搅拌，以使碳酸根离子、钙离子充分接触并反应。

所述第二固液分离装置用于将解析反应器50内的液相产物和固相产物分离，也即可以将具有氯化钾、氯化钠的盐溶液和富含碳酸钙的固相沉淀进行分离，以便于所述盐溶液和所述固相沉淀可以进一步进行资源回收。优选地，所述第二固液分离装置可布置于解析反应器50的内部、或者布置于解析反应器50的外部、或者与解析反应器50一体设置，其可以具体设置为沉降器、过滤装置、离心机等的任一种或任意组合，当然，所述第二固液分离装置还可以以本领域内习知的能够实现固液分离的其它现有结构/器件予以实施。

所述第二固液分离装置的液相出口52连通结晶器60，以将所述第二固液分离装置中分离得到的具有氯化钾、氯化钠的所述盐溶液输送至结晶器60中；结晶器60可以对所述盐溶液进行蒸发、浓缩、结晶，由此可以从所述盐溶液中析出氯化钾晶体和/或氯化钠晶体。

所述第二固液分离装置的固相出口53用于将所述第二固液分离装置中分离得到的富含碳酸钙的所述固相沉淀输送出解析反应器50。富含碳酸钙的所述固相沉淀可用于多种不同的工业生产中，优选地，在附图4的实施方式中，所述第二固液分离装置的固相出口53连通至焙烧反应器40，以将所述固相沉淀投入到所述焙烧工序中，使所述固相沉淀、从固液分离装置20输送至焙烧反应器40中的富含硫酸钙、亚硫酸钙、碳酸钙的所述固态残渣，二者一起进行高温焙烧，以使其中的所述固相沉淀中的碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳，并进一步进行气固分离，得到氧化钙以用于工业生产(例如，用作烟气脱硫的脱硫剂或者如本实施方式后文所提的用作钢铁烧结的熔剂)。

由此，通过设置解析反应器50和结晶器60，可以针对由于多次循环而产生氯化钙、氯化钾、氯化钠富集的脱硫灰，从中提取出氯化钾、氯化钠晶体，并保证钙元素以碳酸钙的方式进行资源回收甚至资源再利用，具有高附加值的经济效益和环境效益。

进一步地，本实施方式中，每个所述资源回收子系统均包括焙烧反应器40，除了后文中提到的第m+1个资源回收子系统的焙烧反应器40气固分离装置的固相出口42并非连通脱硫浆液制备器的这一点之外，焙烧反应器40设置为与前文所述第一实施方式的资源回收系统100的焙烧反应器40相同，以相同标号予以标识，下面仅对该点不同进行描述，其余不再多加赘述。

具体地，前m个资源回收子系统的焙烧反应器40气固分离装置的固相出口42均连通至脱硫浆液制备器30的氧化钙投放口31，以使得焙烧反应器40中得到的富含氧化钙的所述残渣用于调制脱硫浆液。而第m+1个资源回收子系统的焙烧反应器40气固分离装置的固相出口42并非连通脱硫浆液制备器。第m+1个资源回收子系统以图示的资源回收子系统100c为例，资源回收子系统100c的焙烧反应器40气固分离装置的固相出口42连通至铁矿烧结机的熔剂注入口，以使得富含氧化钙的所述残渣用作铁矿烧结的熔剂。由此，可以针对由于m次循环而产生铁元素富集的脱硫灰，第m+1个资源回收子系统的焙烧反应器40中得到的所述残渣，其中富含氧化钙以及富集的铁元素，不再如所述残渣复用工序中用于制备脱硫浆液，而是投入至烧结机中以用作铁矿烧结的原料，以使得其中富集的铁元素得以回收并高附加值的利用。

综上所述，与现有技术相比，本实施方式的所述资源回收方法以及资源回收系统100具有以下有益效果：先通过多个循环，使脱硫灰中的硫元素和钙元素分别被资源回收，并使钙元素在脱硫工程中的循环再利用；之后，在脱硫灰中产生钾元素、纳元素、铁元素的富集时，还可以将钾元素、纳元素以晶体的形式进行提炼，从而得到高附加值的回收产物，以及将铁元素应用于铁矿烧结，以使得其中富集的铁元素得以回收并高附加值的利用，这整个过程无固废、液废、气废等产生，具有显著的经济效益和环境效益。

下面介绍一个具体实施例，以辅助了解图3和图4所对应的第二实施方式的所述资源回收方法以及资源回收系统100的具体技术及有益效果。

实施例2

取半干法脱硫反应器200a中采用半干法脱硫工艺产生的脱硫灰，送进资源回收子系统100a：脱硫灰在水洗反应池10中进行水洗，水洗反应池10中的水和脱硫灰的质量比大于20:1，并且充分搅拌混合得到混合液；所述混合液输送至固液分离装置20进行固液分离；固液分离装置20中分离得到的固态残渣先后经压缩脱水、200～400℃温度下烘干脱水后，输送至焙烧反应器40，在1000～1300℃的焙烧温度、以及弱还原性气氛(一氧化碳体积分数为0％～5％、氧气体积分数小于2％)中高温焙烧；焙烧后的气相产物输送至硫酸制备装置600，经除尘、净化、催化氧化、吸收等工序制备成不同浓度的硫酸，经检验，得到的硫酸质量满足行业性能标准；焙烧后的固相产物、固液分离装置20中分离得到的液相产物分别输送至脱硫浆液制备器30，以调制成脱硫浆液；将脱硫浆液通过脱硫浆液喷吹系统喷吹至半干法脱硫反应器200b中，以利用脱硫浆液对烟气中的二氧化硫进行脱除，经检验，脱硫浆液符合行业性能标准且脱硫效果达标；

取半干法脱硫反应器200b中采用半干法脱硫工艺产生的脱硫灰，送进资源回收子系统100b：脱硫灰在水洗反应池10中进行水洗，水洗反应池10中的水和脱硫灰的质量比大于20:1，并且充分搅拌混合得到混合液；所述混合液输送至固液分离装置20进行固液分离；固液分离装置20中分离得到的固态残渣先后经压缩脱水、200～400℃温度下烘干脱水后，输送至焙烧反应器40，在1000～1300℃的焙烧温度、以及弱还原性气氛(一氧化碳体积分数为0％～5％、氧气体积分数小于2％)中高温焙烧；焙烧后的气相产物输送至硫酸制备装置600，经除尘、净化、催化氧化、吸收等工序制备成不同浓度的硫酸，经检验，得到的硫酸质量满足行业性能标准；焙烧后的固相产物、固液分离装置20中分离得到的液相产物分别输送至脱硫浆液制备器30，以调制成脱硫浆液；将脱硫浆液通过脱硫浆液喷吹系统喷吹至半干法脱硫反应器200c中，以利用脱硫浆液对烟气中的二氧化硫进行脱除，经检验，脱硫浆液符合行业性能标准且脱硫效果达标；

取半干法脱硫反应器200c中采用半干法脱硫工艺产生的脱硫灰，送进资源回收子系统100c：脱硫灰在水洗反应池10中进行水洗，水洗反应池10中的水和脱硫灰的质量比大于20:1，并且充分搅拌混合得到混合液；所述混合液输送至固液分离装置20进行固液分离；固液分离装置20中分离得到的固态残渣先后经压缩脱水、200～400℃温度下烘干脱水后，输送至焙烧反应器40，在1000～1300℃的焙烧温度、以及弱还原性气氛(一氧化碳体积分数为0％～5％、氧气体积分数小于2％)中高温焙烧；焙烧后的气相产物输送至硫酸制备装置600，经除尘、净化、催化氧化、吸收等工序制备成不同浓度的硫酸，经检验，得到的硫酸质量满足行业性能标准；焙烧后的固相产物(铁元素含量超过10％)作为原料投放至铁矿烧结机中，经检验，烧结工况运行良好且烧结产品质量佳；固液分离装置20中分离得到的液相产物输送至解析反应器50内，向其中投入碳酸钾，固液分离后得到固相沉淀和液相产物；将解析反应器50内的固相沉淀输送至焙烧反应器40中；将解析反应器50内的液相产物输送至结晶器60，经蒸发、浓缩、结晶，得到符合行业性能标准的氯化钾晶体、氯化钠晶体。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。