[发明专利]一种干法脱硫灰的处理方法

说明书

本发明提供了一种干法脱硫灰的处理方法，包括以下步骤：a)将氧化热风与待处理的干法脱硫灰一同进入氧化装置进行接触，分别得到氧化后高温脱硫灰和氧化后热风；所述氧化热风的含氧量为15％～22％、温度为400℃～900℃；b)将步骤a)得到的氧化后高温脱硫灰进行冷却，得到处理后的产品。与现有技术相比，本发明提供的处理方法利用氧化热风与干法脱硫灰直接、充分接触氧化，具有高效的传热、传质效率，缩短氧化时间，而且温度范围更广、对含氧量要求更宽，氧化后热风送至热风回用装置进行继续利用，从而具有较好适应性、可操作性和经济性，并且处理后的产品适合作为水泥缓凝剂进一步应用。

技术领域

本发明涉及干法脱硫灰资源化利用技术领域，更具体地说，是涉及一种干法脱硫灰的处理方法。

背景技术

目前，我国烟气脱硫主要采用湿法、半干法和干法脱硫工艺，随着我国对空气质量要求越来越严，对SO₃和烟囱“白龙”、脱硫废水提出治理要求，越来越多的工业烟气净化装置选用包括循环流化床(CFB)、旋转喷雾干燥(SDA)、干吸收剂喷射脱硫(DSI)等干法/半干法脱硫装置。由此产生的干法脱硫灰也越来越多，2018年全国干法脱硫灰估计超过1500万吨，预计在2020年之后将超过2500万吨/年。

干法脱硫灰具体指采用半干法或干法脱硫工艺(CFB-FGD、SDA、DSI等)产生的、亚硫酸钙含量较高的干态粉末状混合物，主要成分为半水亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙、氢氧化钙及飞灰等，含水率低(一般低于2％)，属于一般工业固体废弃物。随着干法脱硫工艺在国内的全面推广，干法脱硫灰产生量越来越大，需要找到批量大、经济性好、能够为市场接受的综合利用渠道。我国水泥产量大、分布广，是消耗工业灰渣的重要途径之一。虽然干法脱硫灰中含有大量与脱硫石膏中硫酸钙类似的亚硫酸钙，但是通过研究发现，含亚硫酸钙的干法脱硫灰直接用作水泥缓凝剂存在两个问题：一是对部分熟料的缓凝时间太长；二是对不同熟料的适应性较差。产生上述问题的原因主要包括：首先，与传统的水泥缓凝剂——硫酸钙不同，由于亚硫酸钙的溶解度较小、与水泥中的铝酸三钙和铁铝酸四钙的反应产物也有所差异，从而导致其缓凝效果及适应性差异较大；其次，虽然亚硫酸钙氧化为放热反应，但是在较低温度条件下气固反应难以进行；再次，由于亚硫酸钙在高温、缺氧条件下会发生分解，造成SO₂重新释放，此外，在900℃以上的高温，碳酸钙也会开始大量分解，有可能导致最终产品中氧化钙含量太高，影响水泥的缓凝效果，使得氧化后干法脱硫灰无法用作水泥缓凝剂。

虽然不少研究表明，干法脱硫灰中的亚硫酸钙在合适的温度、时间和氧气条件下可以氧化成硫酸钙，并代替天然石膏用作水泥缓凝剂，并且一些大专院校、科研机构和企业也积极开发脱硫灰氧化技术和装备；但是其中绝大多数采用催化氧化法、即在常温条件下通过加入诸如高锰酸钾、乙酸、二氧化锰等催化剂，促进脱硫灰氧化，这种方法一方面氧化时间长、效率低，另一方面不仅要消耗催化剂而且还引入不必要的杂质。

另外，也有专利公开了高温氧化脱硫灰中CaSO₃的技术方案，如公开号为CN102319714A的中国专利公开了“利用液态钢渣余热氧化钙基干法或半干法烟气脱硫渣”、公开号为CN102701618A的中国专利公开了“将亚硫酸钙型脱硫石膏放入沸腾炉中在温度为480～500℃的条件下进行烧制20～40min后将其主要成分亚硫酸钙氧化制成Ⅱ型无水石膏”、公开号为CN102010146A的中国专利公开了“将经过微细化处理后的脱硫灰放置于温度为450～700℃的密闭容器中，在密闭容器中鼓入氧气或者空气，反应20～60分钟”；以上方法和装置虽然能够实现脱硫灰中CaSO₃的氧化，但由于技术、工艺和设备等原因，很难保证温度、时间、氧气氛围等氧化条件的稳定和均衡，而且由于能耗高、成本高，都不具备工业化生产的条件。