一種基于微粉石灰石的高固氣比減濕脫硫共性方法與系統與流程

本發明屬于煙氣脫硫技術領域，特別涉及一種基于微粉石灰石的高固氣比減濕脫硫共性方法與系統。

背景技術：

so2的大量排放會對環境和人類產生極大的危害，現在中國是僅次于歐洲和北美的第三大酸雨區，酸雨面積大約占國土資源的30％。

隨著環境問題在全球范圍內越來越突出，世界各國也紛紛加大了環境治理的力度。煙氣脫硫技術(fgd)-濕法脫硫是目前控制so2最普遍的技術和方法。

該類脫硫技術雖然脫硫效率較高，但普遍存在以下缺陷：(1)環保效應方面：濕法脫硫尾氣溫度低、濕度高且攜帶殘留的細煤灰、新生成的硫酸鹽顆粒等二次污染物，有專家研究表明，此類物質排入大氣易形成氣溶膠從而加重城市霧霾；(2)工藝技術方面：濕法脫硫技術普遍存在漿液制備系統復雜，吸收液噴嘴易堵塞、磨損，吸收塔易結垢，易產生脫硫廢水的弊端；(3)固廢資源化方面：濕法脫硫生成的脫硫石膏，經壓濾后含水率仍在10～15％左右，限制了其作為大宗固廢資源利用的潛力；(4)投資與運行費用方面：現有濕法脫硫技術普遍存在占地面積大、初期投資及運行維護費用高的缺點。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于微粉石灰石的高固氣比減濕脫硫共性方法與系統，使用微粉石灰石作為脫硫劑，通過增濕、活化、均化等預處理大幅度提高反應活性，可在減濕條件下達到與濕法等同的煙氣脫硫效率(≥98％)，脫硫廢水零產生的同時具有尾端煙氣含濕量低的特點，可有效避免濕煙氣對城市霧霾形成的負面作用，廢渣中脫硫石膏比例≥90％、含水率≤2％，可直接作為高性能再生石膏在建材領域實現大規模資源化利用。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于微粉石灰石的高固氣比減濕脫硫共性方法，包括如下步驟：

第一步：微粉石灰石儲存于物料緩沖倉內；

第二步：物料緩沖倉下設計量系統，對微粉石灰石進行計量，計量后進入混料增濕系統，同時進入混料增濕系統的還有循環脫硫灰及增濕水，在混料增濕系統內，物料充分混合及增濕；

第三步：增濕混和料經流化槽充分流化后進入高固氣比反應器；

第四步：在高固氣比反應器內物料和煙氣成分混合，水分在熱煙氣作用下由液態變為氣態，在顆粒表面形成一定的濕環境，so2在此濕環境下與微粉石灰石反應生成脫硫石膏，達到脫硫的目的；

第五步：物料在高固氣比反應器內反應后形成脫硫灰隨煙氣一起進入初分離器，在初分離器內部物料被分離進入回灰緩沖倉；部分物料隨煙氣一起進入收塵系統，經過濾、清灰后收集下來進入回灰緩沖倉；凈化后煙氣經引風機排入大氣；

第六步：進入回灰緩沖倉的循環脫硫灰經倉下計量系統計量后進入混料增濕系統，與脫硫劑及水共同混合，至此工藝形成循環；

第七步：循環脫硫灰在回灰緩沖倉達到高料位時進行脫硫灰外排，形成最終的外排脫硫灰。

所述微粒石灰石的平均粒度小于6μm，所述混料增濕系統中增濕后物料含水率控制在4～6％，所述進入高固氣比反應器的煙氣溫度不低于150℃，出高固氣比反應器的煙氣溫度不高于65℃，濕度不大于50％，所述高固氣比反應器氣內部粉塵濃度最高3000g/nm³，所述初分離器的分離效率為50～90％，最終外排脫硫灰水分不大于3％。

本發明還提供了一種基于微粉石灰石的高固氣比減濕脫硫共性系統，包括：

用于存儲微粉石灰石的物料緩沖倉；

用于存儲循環脫硫灰的回灰緩沖倉；

用于對送入混料增濕系統的微粉石灰石和循環脫硫灰進行計量的計量系統；

用于對所述微粉石灰石和循環脫硫灰進行混合及增濕的混料增濕系統；

用于向所述混料增濕系統供水的水系統；

用于使混合增濕物料與煙氣進行反應脫硫的高固氣比反應器，所述高固氣比反應器與混料增濕系統以及煙氣管道連接；

與所述高固氣比反應器的煙氣出口連接的用于進行物料分離的初分離器和收塵系統，所述初分離器和收塵系統的物料出口與回灰緩沖倉連接；

以及，與所述收塵系統煙氣出口連接提供動力的引風機。

所述物料緩沖倉下設置氣力活化系統，防止微粉石灰石板結、團聚造成的無法正常卸料。

所述計量系統為可調節計量系統，計量方式為螺旋計量，或為密封皮帶計量。

所述混料增濕系統為在線式混料增濕，過程連續。

本發明系統還可包括：

用于將所述混合增濕物料在送入高固氣比反應器之前進行流化的流化槽。

所述流化槽為氣力流化，流化后物料呈懸浮態。

所述收塵系統為袋收塵器，例如雙過濾覆膜袋式收塵器。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1)脫硫效率高；

2)投資小；

3)廢水零產生；

4)煙氣濕含量小；

5)脫硫灰含水率低。

綜上，本發明脫硫效率可達到95％以上，有脫硫效率高、投資省、生產無廢水、煙氣排濕小、脫硫灰含水率低。

附圖說明

圖1為本發明的煙氣脫硫工藝流程框圖。

圖2為本發明的煙氣脫硫系統形式一結構示意圖。

圖3為高固氣比減濕脫硫中試平臺實驗中的煙氣脫硫效率與鈣硫比的關系。

圖4為高固氣比減濕脫硫中試平臺實驗中的煙氣脫硫效率與濕度的關系。

圖5為高固氣比減濕脫硫中試平臺實驗中的煙氣脫硫效率與so2入口濃度的關系。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的實施方式。

如圖1所示，一種基于微粉石灰石的高固氣比減濕脫硫共性方法，包括如下步驟：

第一步：將脫硫劑微粉石灰石儲存于物料緩沖倉內，微粉石灰石是超細鈣基脫硫劑，其礦物為caco3，平均粒度小于6μm。

第二步：緩沖倉下設計量系統，對脫硫劑進行計量，計量后進入混料增濕系統，同時進入混料增濕系統的還有循環脫硫灰及增濕水，在混料增濕系統內，物料經充分混合及增濕，混料增濕系統為在線式混料增濕，過程連續，增濕后物料含水率控制在4～6％，物料流動性較好。

第三步：增濕混和料經流化槽充分流化后進入高固氣比反應器，流化槽為氣力流化，流化后物料呈懸浮態。

第四步：在高固氣比反應器內物料和溫度不低于150℃的煙氣成分混合，水分在熱煙氣作用下由液態變為氣態，在顆粒表面附近形成一定的濕環境，so2在此濕環境下與微粉石灰石反應生成固態物質，達到脫硫的目的。

第五步：物料在高固氣比反應器反應，高固比反應器氣內部粉塵濃度最高可達3000g/nm³，反應后形成脫硫灰隨煙氣一起進入初分離器，在初分離器內部分物料被分離進入回灰緩沖倉，初分離器其分離效率為50～90％；部分物料隨煙氣一起進入收塵系統，經過濾、清灰后收集下來進入回灰緩沖倉，收塵系統為袋收塵器，例如雙覆膜的高率收塵器。凈化后煙氣溫度不高于65℃，濕度不大于50％，經引風機排入大氣。

第六步：進入回灰緩沖倉的循環脫硫灰經倉下計量系統計量后進入混料增濕系統，與脫硫劑及水共同混合，至此工藝形成循環。計量系統可以為可調節計量器，計量方式可以為螺旋計量，也可以為密封皮帶計量或其他可調的動態計量方式。

第七步：循環脫硫灰在回灰緩沖倉內達到高料位時進行脫硫灰外排，形成最終的外排脫硫灰，外排脫硫灰的水分不大于3％，系統脫硫效率大于95％。

本發明同時提供了相應的系統，包括如下形式。

如圖2所示，為本發明系統的形式之一：

微粉石灰石儲存于物料緩沖倉01中，倉下設手動閘板閥02，手動閘板閥02處于常開狀態，當后續系統出現問題時關閉檢修。手動閘板閥02下部設置由變頻葉輪給料機03及螺旋計量稱04組成的計量系統，對脫硫劑進行精確計量后進入增濕混料器05，同時脫硫循環灰及增濕水也進入增濕混料器05，在增濕混料器05內物料充分混合、增濕、活化后進入流化槽06，流化槽動力來自流化風機07。物料經流化槽06輸送至撒料盒08，被撒料盒08分散后進入高固氣比反應器09。在高固氣比反應器09內物料和煙氣成分混合，水分在熱煙氣作用下由液態變為氣態，在顆粒表面附近形成一定的濕環境，so2在此濕環境下與超細鈣基物料反應生成固態物質，達到脫硫的目的。脫硫劑反應后形成循環灰隨風先進入初分離器11，在初分離器11內部分物料被分離，經葉輪給料機12卸入回灰緩沖倉15進行緩沖儲存。其余部分脫硫劑隨風一起進入布袋收塵器13，在布袋收塵器13內脫硫劑被全部收集，經葉輪給料機14進入回灰緩沖倉15。倉下設手動閘板閥16，其處于常開位置，下部流程出現故障時關閉檢修。手動閘板閥16下部設置雙料路，一路設置電動閘板閥18進行脫硫灰的外排，一路設置電動閘板閥17進行脫硫灰循環的斷開控制。電動閘板閥17下部設置由變頻葉輪給料機19及螺旋給料稱20組成的計量系統，其對循環脫硫灰進行精確計量后進入增濕混料器05，形成脫硫灰循環。經布袋收塵器13處理后的氣體由引風機21排出進入大氣。

本發明脫硫效率隨鈣硫比、濕度和so2入口濃度實驗如下：

在煙氣入口溫度180±10℃、煙氣量300m³/h的條件下，選取不同的鈣硫比、不同濕度、不同so2入口濃度在高固氣比減濕脫硫中試平臺實驗，考察煙氣脫硫效率隨上述因素變化的關系，如圖3、圖4和圖5。隨著鈣硫比由50增加到250，煙氣so2濃度由72mg/nm³降低到了5mg/nm³，脫硫效率由93％提高到了99.5％。在鈣硫比達到250時，已達到石灰石——石膏法的煙氣脫硫效率，完全滿足超凈排放的要求。在鈣硫比相同的條件下，濕度由16％增至39％，煙氣脫硫效率由85％增至96％，但若濕度繼續增加則煙氣脫硫效率增長趨勢變緩。現場工況下煙氣濕度不超過50％為宜。隨著煙氣中二氧化硫濃度的增加，出口排放值均穩定保持在10mg/nm³以下。