一种串接式脱硫塔及其干式脱硫方法与流程

本发明涉及脱硫领域，具体涉及一种串接式脱硫塔及其干式脱硫方法。

背景技术：

含硫废气主要来自火力发电厂、钢铁厂、金属冶炼厂、化工厂、水泥广及工业和民用锅炉等，含硫化合物包括硫化氢、二氧化硫、三氧化琉、硫酸、亚硫酸盐、硫酸盐和有机硫气溶胶。以so2为主，未经处理排放的含硫废气气味大，严重污染环境和影响人体健康。

通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况的分析研究，目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。

脱硫中燃烧后脱硫，又称烟气脱硫(fluegasdesulfurization，简称fgd)，在fgd技术中，按脱硫剂的种类划分，可分为以下五种方法：以caco3(石灰石)为基础的钙法，以mgo为基础的镁法，以na2so3为基础的钠法，以nh3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90％以上。

按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干(半湿)法。湿法fgd技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。

传统的干法脱硫技术的脱硫吸收和产物处理过程中会对设备造成腐蚀，脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大，且容易产生硫酸盐气溶胶，导致空气的二次污染。

工业废渣是指在工业生产中，排放出的有毒的、易燃的、有腐蚀性的、传染疾病的、有化学反应性的以及其他有害的固体废物；粉煤灰便是常见的工业废渣之一，粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：sio2、al2o3、feo、fe2o3、cao、tio2等。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。大量的工业废渣如粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是传统的干法脱硫技术的脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大，且容易产生硫酸盐气溶胶，导致空气的二次污染，提供一种用水量少，不产生脱硫废水，且不产生硫酸盐气溶胶，不会导致二次污染的串接式脱硫塔及其干式脱硫方法。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：一种串接式脱硫塔，包括密闭窑体，密闭窑体顶部社会有上联通管道、底部设有下联通管道，密闭窑体内部分割成若干个塔室单元，所述的塔室单元内设有坯料垛，所述的坯料垛为蜂窝保温砖湿坯料垛；所述的上联通管道和下联通管道上分别设有若干个管道截流阀；

所述的上联通管道左端设有烟气总入口，下联通管道右端设有烟气总出口。

所述的相邻塔室单元之间通过隔离墙分开，所述每个隔离墙的上方和下方均对应设有管道截流阀。

所述的塔室单元的上方和下方均设有塔室单元隔离阀，塔室单元通过塔室单元隔离阀与上联通管道、下联通管道相连通。本发明使用时，调节管道截流阀和塔室单元隔离阀的开合，进而保证相邻塔室单元之间的烟气流向相反，如图1所示，各塔室单元之间为串联链接，并在每个塔室单元的烟气入口和烟气出口对二氧化硫含量进行检测，待脱硫塔的塔室单元的烟气入口处二氧化硫浓度和烟气出口处二氧化硫浓度差值不超过10mg/nm³时，将该塔室单元内的坯料垛取出，换上新的坯料垛。将含有熟石灰的蜂窝保温砖湿坯料堆垛于塔室单元内，使蜂窝保温砖湿坯料的坯体孔道方向平行于气流方向。含有二氧化硫的烟气通入该窑体单元后，烟气通过蜂窝保温砖湿坯料的气孔，其中的二氧化硫被蜂窝保温砖湿坯料中的熟石灰吸收，达到去除二氧化硫的目的。

一种串接式脱硫塔的干式脱硫方法，包括以下步骤：(1)制备蜂窝保温砖湿坯料；

(2)将步骤(1)制备的蜂窝保温砖湿坯料堆放在透气置物板上，堆满蜂窝保温砖湿坯料的透气置物板码垛在一起形成坯料垛，将坯料垛串接式放入脱硫塔的每个塔室单元内，待脱硫塔的塔室单元的含硫烟气入口处二氧化硫浓度和出口处二氧化硫浓度差值不超过10mg/nm³时，将该塔室单元内的坯料垛取出，换上新的坯料垛。所述透气置物板为漏气格栅板。

(3)待下联通管道上的烟气总出口处so2浓度大于行业标准2/3时，取出塔室单元的含硫烟气入口处二氧化硫浓度和出口处二氧化硫浓度差值最小的的坯料垛，换入新的蜂坯料垛即可。步骤(3)所述的从塔室单元内取出的坯料垛需放于自然条件下进一步风干形成干燥的蜂窝保温砖。本发明所述的行业标准指的是各地方根据实际情况需要执行的国家标准或者地方标准，根据行业标准规定的so2浓度排放的要求，增加或减少塔室单元的数量即可。

步骤(1)所述的蜂窝保温砖湿坯料由以下原料制备而成：主料为熟石灰和粉煤灰，辅料为滑石粉、糊精、糖蜜、废油和水，所述熟石灰与粉煤灰的重量比为0.47：2.3，所述滑石粉的用量为熟石灰干重与粉煤灰干重的1％-9％，糊精的用量为熟石灰干重与粉煤灰干重的14％-29％，所述蜜糖、废油和水的添加量分别为熟石灰、粉煤灰、滑石粉和糊精总重量的0.5％-3％、1％-4％和10％-23％。所述熟石灰与粉煤灰的重量比为熟石灰干重与粉煤灰干重的重量比。本发明熟石灰、粉煤灰、滑石粉和糊精为粉碎料，要求100目筛网通过率为100％。

步骤(1)所述的蜂窝保温砖湿坯料的制备包括以下步骤：a、将熟石灰、粉煤灰、滑石粉、糊精、糖蜜、废油和水按上述重量比混合，制成混合糊料；

b、在蜂窝材料挤出机中将步骤(a)制备的混合糊料挤出成型，制成蜂窝保温砖湿坯料；保温砖湿坯料的内部结构及外形根据需要通过模具设计进行控制。

c、步骤(b)所述的混合糊料挤出成型时，在挤出机出料口处放置透气置物板，挤出的蜂窝保温砖湿坯料由自动码垛机放置于透气置物板上，一块透气置物板放满后，将该透气置物板移开，同时放置另一块透气置物板收集蜂窝保温砖湿坯料即可。

本发明制备的蜂窝保温砖该蜂窝砖同时具有高机械强度，保温和隔音性能。生产过程中无需烧制、熏蒸等高耗能工序，节能环保。

制备得到人民必须建筑材料的同时处理了大气污染，同时可以处理工业废渣。且以工业废渣为原料，生产成本低。

所述的蜂窝保温砖的内孔孔道的壁厚为0.5-3.5mm、内孔孔径1.5-10mm；孔道内孔孔径与内孔孔道壁厚的比值大于2.7。

所述的脱硫塔的大小根据待处理烟气流量进行计算：设在垂直于烟气流向的方向上，其可以容纳的蜂窝保温砖的内孔的总面积为sm²，烟气流量n为xnm³/s，则要求0.3m/s≤n/s≤4.5m/s。

所述脱硫塔内塔室单元的数目根据脱硫量进行计算：设脱硫总量为a吨，脱硫塔每窑可装载ca(oh)2重量为b吨，脱硫塔室数目为c个，则要求b×c/a≥30。为充分保证脱硫塔的脱硫效果，本发明ca(oh)2要始终保持充分过量状态，才能达到更好的脱硫效果。

本发明在脱硫塔内对含硫烟气进行脱硫的同时制备蜂窝保温砖，其原理是将含有熟石灰和粉煤灰的蜂窝保温砖湿坯料堆垛于串接式脱硫塔的每个塔室单元内，使含有二氧化硫、二氧化碳的烟气通入该脱硫塔的塔室单元。当含硫烟气通过蜂窝保温砖湿坯料的气孔后，其中的二氧化硫、二氧化碳将被其中的熟石灰吸收形成硫酸钙和碳酸钙，发生的反应如下：

2ca(oh)2+2so2+o2＝2caso4+2h2o

ca(oh)2+co2＝caco3+2h2o

只需脱硫塔内串接有足够多的塔室单元，且其中未被反应的熟石灰总量足够多，从脱硫塔排出的烟气中的二氧化硫浓度就能足够低，甚至被完全吸收。吸收后蜂窝保温砖内形成的硫酸钙和碳酸钙作为胶结剂，粉煤灰作为填料，生产出机械强度足够高的蜂窝保温砖。在进行砌筑时，蜂窝保温砖的两端将被水泥砂浆填堵，使其中的孔道形成密闭孔道。密闭的孔道结构使该蜂窝砖具有保温、隔音作用。

本发明提供的干式脱硫方法用水量少，不产生脱硫废水，且不产生硫酸盐气溶胶，不会导致二次污染。且采用的脱硫塔无需液体流动相，不易堵塞，运行稳定可靠，维护费用低。

可通过适当增加串接塔室单元数量，以使尾气排放达到国家环保标准，不需要废除原有脱硫装置重新投资。

干法脱硫的同时以超低成本生产蜂窝保温砖，充分利用工业企业产生的“三废”，实现资源的充分利用。

附图说明

图1是本发明串接式脱硫塔结构示意图。

具体实施方式

下面，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付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种串接式脱硫塔，包括密闭窑体1，密闭窑体1顶部社会有上联通管道4、底部设有下联通管道5，密闭窑体1内部分割成若干个塔室单元2，所述的塔室单元2内设有坯料垛3，所述的坯料垛3为蜂窝保温砖湿坯料垛；所述的上联通管道4和下联通管道5上分别设有若干个管道截流阀6；

所述的上联通管道4左端设有烟气总入口，下联通管道5右端设有烟气总出口。

所述的相邻塔室单元2之间通过隔离墙7分开，所述每个隔离墙7的上方和下方均对应设有管道截流阀6。

所述的塔室单元2的上方和下方均设有塔室单元隔离阀8，塔室单元2通过塔室单元隔离阀8与上联通管道4、下联通管道5相连通。

一种串接式脱硫塔的干式脱硫方法，包括以下步骤：(1)制备蜂窝保温砖湿坯料；

(2)将步骤(1)制备的蜂窝保温砖湿坯料堆放在透气置物板上，堆满蜂窝保温砖湿坯料的透气置物板码垛在一起形成坯料垛，将坯料垛串接式放入脱硫塔的每个塔室单元内，待脱硫塔的塔室单元的含硫烟气入口处二氧化硫浓度和出口处二氧化硫浓度差值不超过10mg/nm³时，将该塔室单元内的坯料垛取出，换上新的坯料垛。

(3)待下联通管道(5)上的烟气总出口处so2浓度大于行业标准2/3时，取出塔室单元的含硫烟气入口处二氧化硫浓度和出口处二氧化硫浓度差值最小的的坯料垛，换入新的蜂坯料垛即可。步骤(3)所述的从塔室单元内取出的坯料垛放于自然条件下风干即形成蜂窝保温砖。

步骤(1)所述的蜂窝保温砖湿坯料由以下原料制备而成：主料为熟石灰和粉煤灰，辅料为滑石粉、糊精、糖蜜、废油和水，所述熟石灰与粉煤灰的重量比为0.47：2.3，所述滑石粉的用量为熟石灰干重与粉煤灰干重的5％，糊精的用量为熟石灰干重与粉煤灰干重的20％，所述蜜糖、废油和水的添加量分别为熟石灰、粉煤灰、滑石粉和糊精总重量的2％、3％和15％。所述熟石灰与粉煤灰的重量比为熟石灰干重与粉煤灰干重的重量比。本发明熟石灰、粉煤灰、滑石粉和糊精为粉碎料，要求100目筛网通过率为100％。

步骤(1)所述的蜂窝保温砖湿坯料的制备包括以下步骤：a、将熟石灰、粉煤灰、滑石粉、糊精、糖蜜、废油和水按上述重量比混合，制成混合糊料；

b、在蜂窝材料挤出机中将步骤(a)制备的混合糊料挤出成型，制成蜂窝保温砖湿坯料；保温砖湿坯料的内部结构及外形根据需要通过模具设计进行控制。

c、步骤(b)所述的混合糊料挤出成型时，在挤出机出料口处放置透气置物板，挤出的蜂窝保温砖湿坯料由自动码垛机放置于透气置物板上，一块透气置物板放满后，将该透气置物板移开，同时放置另一块透气置物板收集蜂窝保温砖湿坯料即可。

所述的蜂窝保温砖的内孔孔道的壁厚为2mm、内孔孔径5mm；孔道内孔孔径与内孔孔道壁厚的比值大于2.7。

所述的脱硫塔的大小根据待处理烟气流量进行计算：设在垂直于烟气流向的方向上，其可以容纳的蜂窝保温砖的内孔的总面积为sm²，烟气流量n为xnm³/s，则要求0.3m/s≤n/s≤4.5m/s。

所述脱硫塔内塔室单元的数目根据脱硫量进行计算：设脱硫总量为a吨，脱硫塔每窑可装载ca(oh)2重量为b吨，脱硫塔室数目为c个，则要求b×c/a≥30个。

实施例2

一种串接式脱硫塔的干式脱硫方法，包括以下步骤：(1)制备蜂窝保温砖湿坯料；

(2)将步骤(1)制备的蜂窝保温砖湿坯料堆放在透气置物板上，堆满蜂窝保温砖湿坯料的透气置物板码垛在一起形成坯料垛，将坯料垛串接式放入脱硫塔的每个塔室单元内，待脱硫塔的塔室单元的含硫烟气入口处二氧化硫浓度和出口处二氧化硫浓度差值不超过10mg/nm³时，将该塔室单元内的坯料垛取出，换上新的坯料垛。

(3)待下联通管道(5)上的烟气总出口处so2浓度大于行业标准2/3时，取出塔室单元的含硫烟气入口处二氧化硫浓度和出口处二氧化硫浓度差值最小的的坯料垛，换入新的蜂坯料垛即可。步骤(3)所述的从塔室单元内取出的坯料垛放于自然条件下风干即形成蜂窝保温砖。

步骤(1)所述的蜂窝保温砖湿坯料由以下原料制备而成：主料为熟石灰和粉煤灰，辅料为滑石粉、糊精、糖蜜、废油和水，所述熟石灰与粉煤灰的重量比为0.47：2.3，所述滑石粉的用量为熟石灰干重与粉煤灰干重的1％，糊精的用量为熟石灰干重与粉煤灰干重的14％，所述蜜糖、废油和水的添加量分别为熟石灰、粉煤灰、滑石粉和糊精总重量的0.5％、1％和10％。所述熟石灰与粉煤灰的重量比为熟石灰干重与粉煤灰干重的重量比。本发明熟石灰、粉煤灰、滑石粉和糊精为粉碎料，要求100目筛网通过率为100％。

步骤(1)所述的蜂窝保温砖湿坯料的制备包括以下步骤：a、将熟石灰、粉煤灰、滑石粉、糊精、糖蜜、废油和水按上述重量比混合，制成混合糊料；

b、在蜂窝材料挤出机中将步骤(a)制备的混合糊料挤出成型，制成蜂窝保温砖湿坯料；保温砖湿坯料的内部结构及外形根据需要通过模具设计进行控制。

c、步骤(b)所述的混合糊料挤出成型时，在挤出机出料口处放置透气置物板，挤出的蜂窝保温砖湿坯料由自动码垛机放置于透气置物板上，一块透气置物板放满后，将该透气置物板移开，同时放置另一块透气置物板收集蜂窝保温砖湿坯料即可。

所述的蜂窝保温砖的内孔孔道的壁厚为0.5mm、内孔孔径1.5mm；孔道内孔孔径与内孔孔道壁厚的比值大于2.7。

所述的脱硫塔的大小根据待处理烟气流量进行计算：设在垂直于烟气流向的方向上，其可以容纳的蜂窝保温砖的内孔的总面积为sm²，烟气流量n为xnm³/s，则要求0.3m/s≤n/s≤4.5m/s。

所述脱硫塔内塔室单元的数目根据脱硫量进行计算：设脱硫总量为a吨，脱硫塔每窑可装载ca(oh)2重量为b吨，脱硫塔室数目为c个，则要求b×c/a≥30个。其它结构同实施例1。

实施例3

一种串接式脱硫塔的干式脱硫方法，包括以下步骤：(1)制备蜂窝保温砖湿坯料；

(2)将步骤(1)制备的蜂窝保温砖湿坯料堆放在透气置物板上，堆满蜂窝保温砖湿坯料的透气置物板码垛在一起形成坯料垛，将坯料垛串接式放入脱硫塔的每个塔室单元内，待脱硫塔的塔室单元的含硫烟气入口处二氧化硫浓度和出口处二氧化硫浓度差值不超过10mg/nm³时，将该塔室单元内的坯料垛取出，换上新的坯料垛。

(3)待下联通管道(5)上的烟气总出口处so2浓度大于行业标准2/3时，取出塔室单元的含硫烟气入口处二氧化硫浓度和出口处二氧化硫浓度差值最小的的坯料垛，换入新的蜂坯料垛即可。步骤(3)所述的从塔室单元内取出的坯料垛放于自然条件下风干即形成蜂窝保温砖。

步骤(1)所述的蜂窝保温砖湿坯料由以下原料制备而成：主料为熟石灰和粉煤灰，辅料为滑石粉、糊精、糖蜜、废油和水，所述熟石灰与粉煤灰的重量比为0.47：2.3，所述滑石粉的用量为熟石灰干重与粉煤灰干重的9％，糊精的用量为熟石灰干重与粉煤灰干重的29％，所述蜜糖、废油和水的添加量分别为熟石灰、粉煤灰、滑石粉和糊精总重量的3％、1％-4％和23％。

步骤(1)所述的蜂窝保温砖湿坯料的制备包括以下步骤：a、将熟石灰、粉煤灰、滑石粉、糊精、糖蜜、废油和水按上述重量比混合，制成混合糊料；

b、在蜂窝材料挤出机中将步骤(a)制备的混合糊料挤出成型，制成蜂窝保温砖湿坯料；保温砖湿坯料的内部结构及外形根据需要通过模具设计进行控制。

c、步骤(b)所述的混合糊料挤出成型时，在挤出机出料口处放置透气置物板，挤出的蜂窝保温砖湿坯料由自动码垛机放置于透气置物板上，一块透气置物板放满后，将该透气置物板移开，同时放置另一块透气置物板收集蜂窝保温砖湿坯料即可。

所述的蜂窝保温砖的内孔孔道的壁厚为3.5mm、内孔孔径10mm；孔道内孔孔径与内孔孔道壁厚的比值大于2.7。

所述的脱硫塔的大小根据待处理烟气流量进行计算：设在垂直于烟气流向的方向上，其可以容纳的蜂窝保温砖的内孔的总面积为sm²，烟气流量n为xnm³/s，则要求0.3m/s≤n/s≤4.5m/s。

所述脱硫塔内塔室单元的数目根据脱硫量进行计算：设脱硫总量为a吨，脱硫塔每窑可装载ca(oh)2重量为b吨，脱硫塔室数目为c个，则要求b×c/a≥30个。其它结构同实施例1。