[发明专利]一种脱硫灰的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于烟气脱硫领域，尤其涉及一种利用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺处理干法/半干法脱硫灰的方法。

背景技术

烟气脱硫在SO₂污染防治中发挥着重要作用，按照脱硫过程的不同，钙法脱硫工艺又分为湿法、干法和半干法，而干法/半干法具有脱硫产物呈干粉状、工艺耗水低、无湿烟雾排放、腐蚀少、与中小燃煤机组适应性强等特点，在脱硫市场中占有一席之地。

由于干法/半干法烟气脱硫工艺Ca/S高、脱硫剂利用率低、反应速度慢、工艺控制困难，导致脱硫灰化学成分波动大、不稳定成分含量高，因此脱硫灰利用方式和应用范围受到了严格限制：(1)脱硫灰在利用过程中性质十分不稳定，如CaSO₃在潮湿环境下缓慢氧化、在酸性环境和高温下会分解，Ca(OH)₂和CaCO₃高温分解生成CaO，f-CaO在水化过程中会造成水泥及混凝土的体积膨胀；(2)过高的硫含量使脱硫灰在作为水泥混和材和混凝土掺和料时受到限制，因为在普通水泥的国家标准中规定，水泥中SO₃的含量不能超过3.5％；(3)脱硫灰浸出毒性超标，属危险废物，农用或用作建材原料的安全性和后期稳定性需进一步评估；(4)SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃含量过低，影响脱硫灰的化学活性，MgO及烧失量较高；(5)脱硫灰易扬尘、运输、储存和利用过程中容易发生二次污染。

目前，国内外对于亚硫酸钙类脱硫灰的特性及应用研究尚不深入，未找到大规模工业化利用的技术途径，绝大部分脱硫灰被堆存抛弃，晴天扬尘漫天，雨天污水横流，不仅污染环境、占用土地，造成二次污染，还直接到影响干法/半干法脱硫工艺的应用和推广。

随着燃煤电厂、钢铁厂干法/半干法烟气脱硫装置的大规模启用，脱硫灰排放量将与日俱增，寻求一条高效便捷、安全妥善的脱硫灰处理方法，已是迫在眉睫的任务。

另一方面，石灰石-石膏湿法脱硫工艺因其技术成熟、脱硫效率高、对烟气和脱硫剂适应性好等特点，成为当前世界占统治地位的烟气脱硫方法，其工艺流程如图1所示。在不脱硫的工况下，烟气系统3的旁路挡板门打开，烟气经旁路直接通过烟囱排放；在脱硫工况下，关闭烟气系统3的旁路挡板门，烟气由入口挡板进入烟道，增压风机将烟气增压、烟气通过冷却器冷却降温后进入吸收塔系统2的吸收塔本体烟气分布段，继而进入塔底浆液池，经一定停留时间的气液交换，脱除其中SO₂和烟尘后，净烟气从浆液池中逸出、经烟气系统3的除雾器除雾后通过出口挡板门进入烟囱；烟气中SO₂经浆液吸收后，与脱硫剂浆液发生中和反应，生成亚硫酸钙，进而强制氧化结晶，生成二水硫酸钙，浆液达到一定浓度后经石膏脱水系统5的石膏旋流器旋流浓缩、真空过滤后得到石膏副产品；湿法脱硫工艺中各种冷却水、上清液、旋流清液、烟囱冷凝液进入工艺水系统4的工艺水收集箱，绝大部分废水可返回再利用。大量的工程实践表明，湿法脱硫石膏具有粒度小、成分稳定、杂质含量少、纯度高等特点，完全可以取代天然石膏，在水泥、建筑建材、石膏制品等工业中大规模应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种脱硫灰的处理方法，利用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的有利条件，消纳和转化干法/半干法烟气脱硫灰中的不稳定成分，从而使不便于资源化利用的脱硫灰转化为便于资源化利用的二水石膏。

为达到上述目的，本发明提供一种脱硫灰的处理方法，在脱硫剂制备系统，干法/半干法烟气脱硫工艺产生的脱硫灰与石灰石粉按比例混合，作为湿法烟气脱硫工艺中脱硫剂的原料，将脱硫灰与石灰石粉配入到脱硫剂浆液制备箱中，脱硫剂搅拌均匀后由输送设备泵入吸收塔浆液池，催化剂配加箱内的催化剂配入到浆液池内，向浆液池内通入氧化空气，烟气系统关闭旁路挡板门，烟气由入口挡板进入烟道，被增压风机增压，经烟气冷却器冷却后进入吸收塔烟气分布段，继而进入吸收塔塔底浆液池，脱硫剂在氧化空气和催化剂的作用下与烟气中的SO₂反应，控制吸收塔内浆液PH值为4.5～6.0，浆液温度为50～60℃，浆液中所含固体物质的质量分数为5～15％，脱硫剂在浆液池内的停留时间为6～24h，反应完全后经石膏旋流器旋流浓缩、真空过滤后得到石膏副产品，湿法脱硫工艺中产生的废水进入工艺水收集箱，进行循环再利用。