[发明专利]一种利用脱硫灰制备湿法脱硫剂的工艺及系统

说明书

技术领域

本发明涉及固废处理及燃煤烟气脱硫技术领域，具体涉及一种利用脱硫灰制备湿法脱硫剂的工艺及系统。

背景技术

干法/半干法脱硫副产物(下称“脱硫灰”)的成分以亚硫酸钙及氧化钙(氢氧化钙)为主，还包含一定量的粉尘，由于亚硫酸钙及粉尘含量较高，与脱硫石膏相比，脱硫灰很难进行资源化利用。

首先，干法/半干法脱硫灰中粉尘及亚硫酸钙含量高，若直接制浆则浆液浓度相对较高，增大了脱硫系统相关管路及设备的负荷，容易造成系统结垢堵塞；同时，干法/半干法脱硫灰中亚硫酸钙及少量烟气中带入的油性物质对氧化钙或氢氧化钙有一定的包裹作用，直接用于脱硫过程中将影响其溶出，降低脱硫活性；其次，脱硫灰中由于亚硫酸钙包裹而无法溶出的氧化钙将最终进入脱硫石膏中，增加脱硫石膏中的残余钙含量；同时，脱硫灰中亚硫酸钙若进入脱硫系统，将增加亚硫酸钙氧化系统负荷，增加氧化系统能耗；此外，因干法/半干法脱硫剂本身或堆放场地杂质较多等原因，脱硫灰中容易带入大颗粒杂质，这些杂质也将对脱硫系统稳定运行及脱硫石膏品质产生严重影响。因此如何将干法/半干法脱硫灰资源化利用是迫切需要解决的问题。

申请号为200910194833.5的中国发明专利公开了一种脱硫灰的处理方法，在脱硫剂制备系统中，将干法/半干法脱硫灰与石灰石粉按比例混合，作为湿法脱硫中的脱硫剂原料进行烟气脱硫；公告号为CN1197642C的发明专利公开了一种用半干法烟气脱硫后的废灰乳再行脱硫的方法，将烟气和废灰乳逆向通入吸收塔进行反应，该发明的方法中只是将脱硫灰简单加水制成脱硫剂。以上发明公开的方法都初步实现了干法/半干法脱硫灰的资源化利用，但是都是将干法/半干法脱硫灰简单加水或石灰石粉直接混合均匀后打入脱硫系统的吸收塔中进行烟气脱硫，没有对干法/半干法脱硫灰进行处理，这样干法/半干法脱硫灰中的粉尘及高含量的亚硫酸钙将影响脱硫效率，并容易造成系统结构堵塞。

发明内容

本发明提供了一种利用脱硫灰制备湿法脱硫剂的工艺及系统，消除了脱硫灰中粉尘及高含量的亚硫酸钙对脱硫效率及脱硫副产物脱硫石膏的影响。

一种利用脱硫灰制备湿法脱硫剂的工艺，包括：

(1)将干法/半干法烟气脱硫灰与水混合得脱硫灰浆液；

(2)向所述的脱硫灰浆液中加入表面活性剂，混匀后旋流分离；

(3)取旋流分离后的底流浆液进行氧化，然后筛分得湿法脱硫剂。

步骤(1)中所述的脱硫灰浆液中干法/半干法脱硫灰与水的混合质量比为1∶10-1∶1。

步骤(2)中所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或月桂酸钠中的至少一种。表面活性剂一般含有亲水基和疏水基，当溶有表面活性剂的液体渗入油污和氧化钙颗粒缝隙时，表面活性剂将疏水基分别吸附于油污及氧化钙表面，其亲水基伸入液体中，形成单分子吸附膜。把固体污垢的表面变成亲水性强的表面，从而与液体有很好的相容性，导致液体在固体表面与污垢间的固固界面上铺展，形成一层水膜使固体污垢与固体表面间的固固界面变成两个新的固液界面，最终使固体污垢与固体表面发生脱离。此外，表面活性剂在脱硫系统中还可以增加石膏晶粒，降低石膏含水率。晶核的形成是结晶的第一步，据热力学计算，体系中最初形成的胚芽必须长大到大于成核的临界尺寸时才能稳定存在而不致于自行消失。一般认为胚芽形成的自由能降低值必须达到该晶核表面能的1/3，才能越过表面能能垒，形成稳定的晶核。而表面活性剂能改变溶液的表面自由能，并能够被选择性地吸附在固体表面上改变固体表面的热力学性质，从而达到促进晶粒生长的作用，而石膏晶粒的增加，能显著增加石膏的脱水性能，降低经抽滤后石膏的含水率。

步骤(2)中所述的表面活性剂的添加量为0.01-0.1g/L。加入量太小，表面活性剂浓度太低，效果不明显；加入量太大，则表面活性剂所占质量浓度太高，对脱硫石膏的品质会有一定的影响，同时经济成本也相应增高。其次，加入量太大也容易增加浆液粘度，影响氧化过程中气液传质，氧化过程中浆液也容易起泡，对脱硫系统的运行会产生一定的影响。

步骤(3)中所述的底流浆液采用由臭氧和空气组成的混合气进行氧化；优选地，所述的混合气中臭氧的含量为10-50g/m³。半干法/干法脱硫灰中含有较多的亚硫酸钙，且由于脱硫灰中含有氧化钙等成分，脱硫灰浆液pH值呈碱性，在此条件下，单纯采用空气很难将亚硫酸钙进行氧化，因此，采用臭氧和空气的混合气进行氧化，可根据脱硫灰中亚硫酸钙的含量适当调整臭氧比例，以节约氧化成本。