[发明专利]一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统及方法

说明书

本发明公开了一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统及方法，系统包括洗涤塔、洗涤泵、氧化风机、石膏泵、脱水机、滤液箱、溢流箱、溢流泵、压滤机、滤液泵、制浆池、供浆泵、清水泵、清水箱及连接管路；洗涤塔底部为洗涤浆池，侧壁设有烟气入口，顶部设有烟气出口；洗涤塔内，由下向上依次设置石膏浆液排出口、搅拌器、洗涤液排出口、布气管网、布气孔板、溢流口、湍流管栅层、洗涤喷淋层、供浆喷淋层、除雾器层、除雾器清洗层。本发明将半干法脱硫灰作为湿法脱硫装置的脱硫剂，利用湿法脱硫系统将半干法脱硫灰中氧化钙和亚硫酸钙转化为石膏，在减少湿法脱硫装置脱硫剂运行成本的同时，实现半干法脱硫灰的无害化处理及资源化利用。

技术领域

本发明涉及资源与环境领域，尤其涉及一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统及方法。

背景技术

半干法相比湿法脱硫工艺投资少、占地面积小、节水节能，没有废水废酸污染，因此深受中小电厂、冶金烧结、供暖供热、化工建材等行业欢迎。目前，半干法烟气脱硫应较为广泛的主要包括循环流化床法(CFB)、旋转喷雾干燥吸收法(SDA)、炉内喷钙尾部增湿活化法(LIFAC)，高性能烧结废气净化法(MEROS)、新型一体化脱硫法(NID)等。半干法脱硫装置运行过程中，携带大量粉尘颗粒物的高温原烟气与雾化后的脱硫剂浆液细小雾滴接触，烟气中的SOX、HCl、HF等酸性气体与碱性浆液雾滴快速反应换热，完成酸性气体脱除，同时脱硫剂浆液雾滴被烟气蒸干后随烟气中粉尘颗粒被除尘器捕集形成半干法脱硫副产物—脱硫灰。

半干法脱硫灰成分复杂，含有亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙、氢氧化钙、少量氯化钙、氟化钙及粉尘，还含有Zn、Cu、Cd、Mo、Cr、Mn和Ni等微量重金属。CaSO₃是影响脱硫灰应用的主要因素之一。如何用经济、高效、方便、实用的方法将脱硫灰中的亚硫酸钙氧化成为硫酸钙是解决半干法脱硫灰应用问题的关键。对亚硫酸钙强制氧化技术进行的理论研究表明，加入一定量的催化剂对亚硫酸钙的转化有一定的促进作用，一般催化剂加入量在2％左右，如果催化剂加入量过少，则反应将进行得十分缓慢。如果不加入催化剂，则需要在较高的温度(约400摄氏度～450摄氏度)下反应1个小时，才能达到80％以上的氧化率。以目前的研究看来，不论是加入氧化剂还是高温处理，成本都很高，国内外实际应用的实例很少。

灰分等杂质是影响脱硫灰应用的又一主要因素。脱硫灰中杂质含量较高，如硅、铝、镁、铁等化合物含量可达50％。以脱硫灰作为湿法脱硫装置的脱硫剂，夹杂其中的杂质也进入脱硫系统，不仅影响脱硫剂的利用率，尤其影响石膏的品质。如何利用方便、快捷、实用的方式将脱硫灰或者脱硫浆液中的灰分杂质去除掉是解决半干法脱硫灰作为湿法烟气脱硫剂再利用的问题关键点。脱硫灰中的飞灰杂质主要来源为烟尘，因此可以考虑从源头上降低飞灰的含量，降低进入半干法脱硫系统的烟气中粉尘含量，进而降低脱硫灰中飞灰含量。另外，在湿法脱硫过程中，可以采取有效手段降低脱硫浆液中的飞灰含量，提高脱硫石膏的品质。

因此，要实现脱硫灰资源化利用的关键在于以下几点：1、必须首先把脱硫灰中的CaSO₃转化成友好的可利用的物质。大量试验证明，CaSO₃在适合的温度、时间、氧含量条件下，可以迅速转化为CaSO₄；2、降低脱硫灰中原烟气粉尘的质量比，提高脱硫灰中CaSO₃、CaO、CaCl₂的质量比，降低脱硫灰中有效组分的转化难度；3、提高脱硫灰中有用组分的转化率，增加副产物资源化利用附加值。

发明内容

本发明提供了一种半干法脱硫灰制备高纯石膏的系统及方法，利用半干法脱硫灰中的残余碱份(氧化钙)，将半干法脱硫灰作为湿法脱硫装置的脱硫剂，利用湿法脱硫系统将半干法脱硫灰中的氧化钙和亚硫酸钙转化为可资源化利用的石膏，在减少湿法脱硫装置脱硫剂运行成本的同时，实现半干法脱硫灰的无害化处理及资源化利用。

本发明的技术方案如下：