BRPI0718179B1

BRPI0718179B1 - Processo úmido de dessulfurização e retirada de poeiras de gás de combustão de sinterização.

Info

Publication number: BRPI0718179B1
Application number: BRPI0718179-5A
Authority: BR
Inventors: Shen Xiaolin; Shi Hongzhi; Shi Guomin; Liu Daoqing; Lin Yu; Shi Lei; Wang Ruyi
Original assignee: Baoshan Iron & Steel Co., Ltd.
Priority date: 2006-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2018-06-05
Also published as: KR20090112628A; BRPI0718179A2; CN100534587C; WO2008052465A1; CN101168118A; KR101140748B1

Description

(54) Título: PROCESSO ÚMIDO DE DESSULFURIZAÇÃO E RETIRADA DE POEIRAS DE GÁS DE COMBUSTÃO DE SINTERIZAÇÃO.

(51) Int.CI.: B01D 53/50; B01D 53/70; B01D 53/78; C22B 1/16 (30) Prioridade Unionista: 25/10/2006 CN 2006 10117516.Χ (73) Titular(es): BAOSHAN IRON & STEEL CO., LTD.

(72) Inventor(es): XIAOLIN SHEN; HONGZHI SHI; GUOMIN SHI; DAOQING LIU; YU LIN; LEI SHI; RUYI WANG

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PROCESSO ÚMIDO DE DESSULFURIZAÇÃO E RETIRADA DE POEIRAS DE GÁS DE COMBUSTÃO DE SINTERIZAÇÃO.

Campo Técnico [001] A presente invenção se refere a um processo úmido de dessulfurização e de retirada de poeiras de gás de combustão de sinterização, em particular, com um processo úmido de dessulfurização e de retirada de poeiras para gás de combustão de sinterização de metalurgia de ferro e de aço.

Antecedentes da Invenção [002] No momento, um gás de combustão de sinterização se tornou a fonte principal de emissão de SO₂ na metalurgia de ferro e de aço. Entretanto, substancialmente nenhum estudo tem sido feito para o processo de dessulfurização do gás de combustão de sinterização na China, assim se tornando uma obstrução para restringir o desenvolvimento da industria de ferro e de aço na China.

[003] Existem principalmente duas estratégias para resolver a emissão de SO2 a partir do gás de sinterização.

[004] A primeira estratégia é utilizar combustível com baixo conteúdo de enxofre ou adicionar dessulfurizadores para os materiais de sinterização brutos de modo a reduzir a emissão de SO₂, por exemplo, o Pedido de Patente Chinês CN128541A revelou um processo de dessulfurização pela adição de compostos contendo amônia para os materiais de sinterização brutos durante o curso da combustão. Entretanto, a eficiência da dessulfurização deste método não é alta devido à distribuição desigual dos aditivos na camada de material, e à não uniformidade da temperatura e do campo de concentração na zona de combustão.

[005] A segunda estratégia é dessulfurizar o gás de combustão da sinterização. A tecnologia de dessulfurização de gás de combustão

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2/18 inclui a dessulfurização seca do gás de combustão e a dessulfurização úmida do gás de combustão. A dessulfurização seca do gás de combustão inclui leito fluidizado de circulação, dessulfurização semisseca de gás de combustão por pulverização rotativa, adsorção de carbono ativo, irradiação de feixe de elétron e assim por diante. A eficiência da dessulfurização do leito fluidizado de circulação e a dessulfurização semisseva de gás de combustão por pulverização rotativa não é alta, tipicamente 70 até 75% e o subproduto após a purificação é sulfito de cálcio que é instável e difícil de utilizar e o empilhamento do sulfito de cálcio por muito tempo irá levar a uma grande ocupação dos espaços e irá causar uma poluição secundária. A adsorção de carbono ativo tem sido aplicada na industria de aço japonesa, por exemplo, a máquina de sinterização N^o 3 nas fábricas de ferro de Nagoya é instalada em um conjunto de dispositivos de dessulfurização e de desnitrificação de gás de combustão de sinterização utilizando adsorção de carbono ativo. Este método pode obter uma eficiência de dessulfurização de 95% e uma eficiência de desnitrificação de 40%, entretanto, o investimento e os gastos de operação são extremamente altos devido ao carbono ativo caro e ao sistema de purificação e ao sistema de regeneração de absorve complicados. A Patente Japonesa JP52051846 revela um processo de irradiação de feixe de elétrons, o qual pode obter uma eficiência de dessulfurização e uma eficiência de desnitrificação acima de 80%, entretanto, o processo precisa de alto consumo de energia e tem o risco de vazar radiação. Os vários processos secos de dessulfurização de gás de combustão de sinterização acima não podem remover de forma significativa o pó fino no gás de combustão, e não possuem medidas correspondentes para reciclar o metal no gás de combustão de sinterização.

[006] Comparado com o processo úmido de dessulfurização de gás de combustão de sinterização, o processo seco de dessulfurizaPetição 870180010776, de 07/02/2018, pág. 5/29

3/18 ção de gás de combustão de sinterização é mais amplamente utilizado. As fábricas de ferro e de aço de Kitakyushu no Japão pulverizavam solução de hidróxido de magnésio junto ao gás de combustão da sinterização para converter o SO₂ em sulfato de magnésio, o qual então era separado do processo de sinterização por um purificador. As fábricas de ferro e de aço de Keihin no Japão utilizavam um método de sulfato de amônia-amônio para dessulfurizar o gás de combustão da sinterização, o qual utilizava menos amônia do gás do forno de coque para reagir com SO₂ no gás de combustão da sinterização, e assim, o sulfato de amônio era obtido. Primeiro, a solução de sulfito de amônio (a concentração era 3%) era utilizada para absorver SO2 para obter bisulfito de amônio, e então, o líquido de absorção era distribuído para a fábrica de forno de coque para absorver NH₃ no gás do forno de coque, assim gerando sulfito de amônio, o qual era então distribuído de volta para a fábrica de sinterização para utilização cíclica. Todas as fábricas de sinterização em Chiba, Mizushima, Kashima, e Kobe do Japão utilizavam o método de dessulfurização de gás de combustão da sinterização por calcário - gipsita, o qual foi estabelecido na década de 70 do último século e utilizada o processo de calcário - gipsita tradicional. Entretanto, os instrumentos deste processo ficaram desatualizados e os custos de construção e os gastos de operação são relativamente altos. Os versados na técnica consideram que processos estrangeiros são complicados, e possuem baixa eficiência econômica, assim, não são desejáveis na China.

[007] Diferentes tipos de torre de absorção, um instrumento chave para o processo úmido de dessulfurização, irão levar a diferentes eficiências de dessulfurização, custos de construção, gastos operacionais e estabilidades sistêmicas de operação. Atualmente, a torre de absorção bem conhecida amplamente utilizada no mundo em um método de calcário - gipsita é a torre de pulverização, a qual tem sido

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4/18 amplamente utilizada na unidade de força térmica acima de 300 MW no país e no exterior. Diferente do gás de combustão emitido a partir de um aquecedor alimentado por carvão, o gás de combustão da sinterização possui as seguintes características:

(1) A concentração de SO₂ no gás de combustão da sinterização é relativamente baixa (tipicamente 300 até 1000 mg/Nm³), e seu limite inferior é sempre inferior à concentração do gás de combustão a partir do aquecedor alimentado por carvão após a dessulfurização úmida; além disso, o volume do gás de combustão da sinterização e a concentração de SO2 no mesmo, flutuam dentro de uma grande faixa. Estas características exigem que a dessulfurização do gás de combustão da sinterização deva utilizar um processo de dessulfurização com alta eficiência e baixo custo. Entretanto, a eficiência da transferência de massa de gás - líquido da torre de pulverização não é alta. De modo a remover SO₂ em uma tal baixa concentração, deve ser garantido que a pasta semifluida de pulverização cubra totalmente a seção da torre de absorção, e igualmente a taxa de cobertura entre as camadas de pulverização devem exceder a 200%, e assim, a proporção correspondente de gás/líquido (W/G) é relativamente grande (tipicamente a W/G é 12 até 20), e o consumo de energia é alto e a eficiência econômica é ruim.

(2) Comparado com o gás de combustão a partir de um aquecedor alimentado por carvão, o tamanho da partícula das partículas de poeira no gás de combustão da sinterização é relativamente menor, e a proporção de poeira submícron é relativamente grande, entretanto, a torre de pulverização tradicional não possui uma alta eficiência de remoção para a poeira dentro desta faixa de tamanho de partícula.

(3) O gás de combustão da sinterização, saindo a partir do precipitador eletrostático (ESP), possui uma temperatura relativamente

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5/18 baixa (85 até 150°C), o que torna o aquecedor regenerativo de gás gás (GGH), em frente da torre de pulverização, inapto a reaquecer o gás de combustão purificado acima de 80°C. Além disso, os componentes complicados do gás de combustão da sinterização tornam a condição de trabalho do GGH que é naturalmente suscetível a ficar obstruído pior, e assim diminuindo a capacidade de uso do sistema.

(4) Os componentes do gás de combustão da sinterização são muito complicados e cada metro cúbico de gás de combustão da sinterização contém dezenas de miligramas até centenas de miligramas de HF gasoso, dependendo do minério da sinterização. Em adição, o gás de combustão da sinterização possui um alto conteúdo de HCl gasoso e metal pesado, e a capacidade de adesão da poeira é forte. Estas características do gás de combustão da sinterização apresentam requerimentos mais elevados em relação ao tratamento da água residual e de propriedade anticorrosão/anti-incrustação da torres de absorção e de todo o conjunto do sistema de dessulfurização.

[008] Portanto, em vista da particularidade do gás de combustão da sinterização, não é razoável ou econômico copiar o processo úmido de dessulfurização e a torre de pulverização amplamente utilizados nas plantas de energia alimentada por carvão na dessulfurização do gás de combustão da sinterização.

Conteúdo da Invenção [009] O problema técnico a ser resolvido pela presente invenção é proporcionar um processo úmido de dessulfurização e de retirada de poeiras do gás de combustão da sinterização, o qual é caracterizado pela alta eficiência de dessulfurização e de retirada de poeiras para o gás de combustão da sinterização, por um baixo consumo de energia, por um baixo gasto de operação, por uma pequena ocupação de espaço, por baixo custo de construção, por operação confiável e assim por diante, de modo a enfraquecer o efeito da emissão de SO₂ a partir

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6/18 do gás de combustão da sinterização em relação ao ambiente ecológico e à saúde humana, e aliviar a perda econômica e a pressão em relação à proteção ambiental das empresas. Este processo pode ser aplicado para diferentes volumes de gás de combustão da sinterização, e ele pode ser adaptado para a alteração de temperatura e dos componentes do gás de combustão da sinterização dentro de uma grande faixa.

[010] A solução técnica da presente invenção inclui as seguintes etapas:

(1) Após o gás de combustão da sinterização saindo de um eliminador de poeira ser impulsionado por uma ventoinha de impulsionar, ele é primeira desfluorizado e resfriado, isto é, utilizando pasta semifluida álcali para substancialmente remover HF gasoso, HCl e fuligem com partícula grande a partir do gás de combustão e diminuir a temperatura do gás de combustão para abaixo de 80°C;

(2) O gás de combustão entra em uma torre de absorção de dessulfurização, e o SO₂ no gás de combustão é reagido com uma pasta semifluida álcali na torre de absorção; e (3) O gás de combustão purificado entra em um eliminador de névoa para remover as gotículas no gás de combustão e então é reaquecido antes de ele ser descarregado a partir de uma chaminé. [011] Diferente do gás de combustão do aquecedor alimentado por carvão, cada metro cúbico de gás de combustão da sinterização contém dezenas de miligramas até centenas de miligramas de HF gasoso, dependendo do minério da sinterização. O HF gasoso é muito corrosivo, e após ser dissolvido na água, ele irá formar ácido fluorídrico, pó qual irá causar severa corrosão nos componentes estruturais e nos materiais anticorrosão dentro da torre de absorção, e causar uma destruição extremamente grande dos materiais plásticos reforçados com fibra (FRP), assim diminuindo a confiabilidade operacional do sisPetição 870180010776, de 07/02/2018, pág. 9/29

7/18 tema de dessulfurização. De modo a ter certeza de que a torre de absorção pode funcionar de forma seguira, para diminuir a graduação dos materiais anticorrosão na torre e proporcionar as condições ideais de reação para a dessulfurização subsequente, é requerido desfluorizar e resfriar o gás de combustão antes de ele entrar na torre de absorção. Durante este processo, o gás de combustão reage com pasta semifluida álcali fresca a partir de um tanque de pasta semifluida álcali para substancialmente remover o HF gasoso; ao mesmo tempo, a evaporação da pasta semifluida álcali e a água do processo diminuem a temperatura do gás de combustão para abaixo de 80°C, assim proporcionando as condições ótimas de reação para a dessulfurização subsequente. Se a torre de absorção trabalhar em uma temperatura acima de 80°C por um longo prazo, qualquer que seja o material anticorrosão, ele irá fatigar e envelhecer e seu tempo de vida útil será encurtado. Portanto, diminuir a temperatura de entrada da torre de absorção para abaixo de 80°C será em favor da utilização em longo prazo dos materiais da torre de absorção, o que garante a segurança térmica da torre de absorção. Desde que o HCl gasoso no gás de combustão também possui solubilidade extremamente grande, a maior parte do HCl gasoso e da poeira com partícula grande pode ser removida quando o gás de combustão é desfluorizado e resfriado.

[012] Após ser desfluorizado e resfriado, o gás de combustão entra na torre de absorção de dessulfurização de alta eficiência que é especialmente possuída pelo presente processo, e reage com a pasta semifluida álcali na torre de absorção para substancialmente remover SO2. Desde que a concentração de SO2 no gás de combustão da sinterização é relativamente baixa, se a torre de pulverização tradicional for utilizada, ela requer um consumo de energia extremamente alto para obter uma eficiência de dessulfurização relativamente alta. Portanto, o presente processo utiliza uma torre de absorção de dessulfuriPetição 870180010776, de 07/02/2018, pág. 10/29

8/18 zação especialmente projetada, a qual não utiliza o modo convencional de pasta semifluida de reciclagem e pulverização no lado de cima da torre, ao invés disso, o gás de combustão, após ser desfluorizado e resfriado de forma uniforme, entra em vários tubos de injeção de gás dispostos regularmente dentro da torre a partir da parte média da torre de absorção, e respiradouros de exaustão na parte inferior dos tubos de injeção de gás são imersos abaixo da superfície da pasta semifluida absorvente. O gás de combustão gera uma forte rotação por meio de um dispositivo de fazer redemoinho nos tubos de injeção de gás, e então, avança dos respiradouros de exaustão para dentro da concentração de pasta semifluida da torre de absorção ao longo de uma direção tangencial, e, uma vez arremessadas, as bolhas colidem, giram, cortam e rompem mutuamente, e são adicionalmente quebradas na pasta semifluida, assim acentuando o efeito do contato gás/líquido. Este processo pode obter uma eficiência de dessulfurização acima de 95% e uma eficiência de remoção de poeiras acima de 99%. Existem vários conjuntos de agitador e de unidade de oxidação na parte inferior da concentração de pasta semifluida da torre de absorção. O propósito dos agitadores é impedir a deposição da gipsita na parte de baixo da concentração de pasta semifluida; a função da unidade de oxidação é oxidar o subproduto para virar cristal de gipsita utilizável. Quando a concentração da pasta semifluida de gipsita na parte de baixo da concentração de pasta semifluida da torre de absorção alcança o valor estabelecido, a pasta semifluida de gipsita é descarregada a partir da parte de baixo da torre e entra no sistema subsequente de retirada de água da gipsita.

[013] O gás de combustão purificado entra em um eliminador de névoa e um efeito excelente de separação de gotículas será alcançado neste lugar. O gás de combustão, com a névoa retirada, é novamente aquecido, e então descarregado a partir de uma chaminé.

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9/18 [014] Como um aperfeiçoamento da presente invenção, a pasta semifluida resultante de gipsita após a dessulfurização é sujeita a uma retirada de água com dois estágios, e a conteúdo de umidade é reduzido para baixo de 10%, na qual a retirada de água em dois estágios é executada pela desidratação centrífuga por transportador helicoidal (ou hidrociclone) e a desidratação a vácuo por correia, respectivamente.

[015] Como um aperfeiçoamento da presente invenção, o gás de combustão da sinterização é desfluorizado e resfriado em um desfluorizador de resfriamento, o qual pode garantir que a temperatura do gás de combustão possa ser diminuída para abaixo de 80°C rapidamente e o HF gasoso possa ser substancialmente removido do gás de combustão.

[016] Como outro aperfeiçoamento da presente invenção, a temperatura do gás de combustão na etapa 1) é resfriada pela evaporação da pasta semifluida álcali e pela água do processo sucessivamente no desfluorizador de resfriamento.

[017] Como outro aperfeiçoamento da presente invenção, a água residual gerada no desfluorizador de resfriamento é descarregada diretamente dentro do sistema de tratamento de água residual. A água residual gerada no desfluorizador de resfriamento contém F^-, C1^-, fuligem contendo metal pesado e uma pequena quantidade de sulfito de cálcio. Desde que a quantidade de água residual não é grande, ela pode ser diretamente descarregada dentro do sistema de tratamento de água residual sem entrar na torre de absorção subsequente. Portanto, o efeito de acúmulo do íon de cloro e de metal pesado no sistema de dessulfurização é altamente reduzido, desse modo aliviando a corrosão por íon de cloro dos equipamentos subsequentes e aperfeiçoando a qualidade da gipsita do subproduto.

[018] Como outro aperfeiçoamento da presente invenção, a água

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10/18 residual descarregada a partir do desfluorizador de resfriamento é sujeita à deposição, ao ajuste de valor de pH e assim por diante, para separar o metal pesado da água residual, e, o lodo seco de metal pesado é sujeito à separação magnética para recuperar ferro no mesmo, e então o ferro recuperado é retornado para a parte de cima da máquina de sinterização para participar da mistura do mineral, e assim, o nível de utilização de recursos do sistema de sinterização é acentuado.

[019] Como outro aperfeiçoamento da presente invenção, na torre de absorção de dessulfurização da etapa 2), o gás de combustão desfluorizado e resfriado bate em uma concentração de pasta semifluida em uma alta velocidade por meio de um dispositivo de criação de redemoinho em um tubo de injeção de gás dentro da torre de absorção. O gás de combustão é quebrado na pasta semifluida e misturado com a pasta semifluida, e o processo de dessulfurização e de remoção de poeiras fica completo durante o contato altamente eficiente do gás e do líquido. A torre de absorção de dessulfurização altamente eficiente na etapa 2) está livre de bomba de reciclagem de pasta semifluida, e assim, seu custo de operação é baixo. Além disso, desde que a velocidade do gás dentro da torre de absorção é alta, a estrutura da torre é compacta e a ocupação de espaço da torre é pequena. Adicionalmente, não existem elementos móveis nem bocais dentro da torre de absorção de dessulfurização, e assim, a tendência da torre de absorção em içar bloqueada e suja é altamente reduzida, e a confiabilidade operacional do sistema é alta, e a manutenção também é reduzida. [020] Como outro aperfeiçoamento da presente invenção, o reaquecimento do gás de combustão livre de condensação a partir da etapa 3) é realizado pelo vapor residual da sinterização do presente sistema, isto é, o vapor residual gerado durante o resfriamento do minério de sinterização pelas máquinas de sinterizar/circular/resfriar é

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11/18 introduzido no reaquecedor do gás de combustão por vapor para aquecer o gás de combustão até 80°C, e então, o gás de combustão é descarregado a partir de uma chaminé. O processo que utiliza o vapor residual da sinterização para substituir o aquecedor de gás - gás regenerativo convencional (GGH) não somente elimina o GGH caro mas também evita a ocorrência de bloqueio, desse modo aperfeiçoando a estabilidade operacional do sistema e reduzindo o custo de investimento.

[021] Como a pasta semifluida álcali descria acima, quaisquer soluções ou pastas semifluidas preparadas por material alcalino que possam reagir com SO2 podem ser utilizadas. O material alcalino de dessulfurização normalmente utilizado é absorvente baseado em cálcio, tal como calcário e hidróxido de cálcio devido aos seus baixos preços. Outros compostos alcalinos, tal como compostos alcalinos à base de sódio, compostos alcalinos à base de magnésio e compostos alcalinos à base de amônio, também podem ser utilizados.

[022] A gipsita no presente pedido de patente se refere a qualquer um dos sulfatos formados pela dessulfurização do material alcalino acima.

[023] Devido à adoção das soluções técnicas acima, a presente invenção tem as seguintes vantagens e efeitos positivos comparados com a técnica anterior:

1. Ela satisfaz o requerimento da alteração do volume do gás de combustão da sinterização, da temperatura do gás de combustão e da concentração de SO2 no gás de combustão dentro de uma ampla faixa, e ela pode realizar uma eficiência de dessulfurização de acima de 95% e uma eficiência de remoção de poeiras de 99%; em particular, ela possui um excelente efeito de remoção de poeiras para poeiras submícron.

2. O desfluorizador de resfriamento é estabelecido antes da

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12/18 torre de absorção para diminuir a temperatura do gás de absorção para abaixo de 80°C e remover a maior parte do HF gas oso. Esta medida não somente proporciona condições ótimas de reação para a dessulfurização subsequente, mas também garante a segurança térmica da torre de absorção, aliviando a corrosão dentro da torre e acentuando a confiabilidade operacional do sistema de dessulfurização.

3. Desde que a maior parte do HCl gasoso e de poeiras com partícula grande é removida no desfluorizador de resfriamento, o efeito de acúmulo do íon de cloro e de metal pesado no sistema de dessulfurização é altamente reduzido, assim aliviando a corrosão por íon de cloro dos equipamentos subsequentes e aperfeiçoando a qualidade da gipsita do subproduto da dessulfurização.

4. A pequena quantidade de água residual gerada no desfluorizador de resfriamento é tratada, o que reduz a quantidade de água residual a ser tratada. Enquanto isso, o metal pesado, especialmente o ferro, na água residual, é recuperado e retornado para a cabeça da máquina de sinterização para participar da mistura de minério, e assim, o nível de utilização de recursos do sistema de sinterização é acentuado.

5. Comparado com a torre de pulverização tradicional, não existem elementos móveis nem bocais dentro da torre de absorção utilizada no presente processo, e assim, a possibilidade de incrustação é altamente reduzida.

6. Comparado com o sistema de torre de pulverização tradicional, não existe bomba de reciclagem dentro da torre de absorção utilizada no presente processo, e assim, o custo de operação é baixo. Além disso, desde que a velocidade do gás dentro da torre de absorção é alta, a estrutura da torre é compacta e a ocupação de espaço é pequena.

7. Na torre de absorção utilizada no presente processo,

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13/18 desde que o gás de combustão gira e avança para dentro da concentração de pasta semifluida em uma alta velocidade, o efeito de contato de gás/líquido é excelente e a eficiência da dessulfurização e da remoção de poeiras é alta.

8. Considerando as características do gás de combustão da sinterização, substituir o aquecedor regenerativo gás - gás (GGH) pelo modo de reaquecimento utilizando o vapor residual da sinterização não somente elimina o GGH caro mas também evita a ocorrência de bloqueio, desse modo aperfeiçoando a estabilidade operacional do sistema e reduzindo o custo de investimento.

Descrição das figuras [024] A figura 1 é um diagrama esquemático do fluxo de processo da presente invenção.

[025] A figura 2 é um diagrama esquemático do sistema de processo da presente invenção.

Melhor Concretização da Presente Invenção [026] Pode ser visto a partir da figura 1 e da figura 2 que o gás de combustão da sinterização a ser tratado saindo a partir do precipitador eletrostático (ESP) 6 é primeiramente impulsionado por uma ventoinha de impulsão 7, e então entra em um desfluorizador de resfriamento 8 localizado antes da torre de absorção de dessulfurização 9 para ser desfluorizado e resfriado. Durante este estágio, o gás de combustão reage com uma pasta semifluida álcali fresca a pulverizada a partir de um tanque de pasta semifluida de calcário 14 para o desfluorizador de resfriamento 8, e então é lavado pela água do processo pulverizada a partir de um tanque de água do processo 13, para substancialmente remover o HF gasoso a partir do gás de combustão da sinterização e diminuir a temperatura do gás de combustão para abaixo de 80°C, assim proporcionando as condições ótimas de reação para a dessulfurização subsequente e garantindo a segurança térmica da torre de abPetição 870180010776, de 07/02/2018, pág. 16/29

14/18 sorção. Desde que o HCl gasoso no gás de combustão possui solubilidade extremamente grande, a maior parte do HCl gasoso e de poeiras com partícula grande pode ser removida quando o gás de combustão é desfluorizado e resfriado.

[027] A água residual gerada no desfluorizador de resfriamento 8 é descarregada diretamente para um sistema de tratamento de água residual 15. A água residual gerada no desfluorizador de resfriamento 8 contém F^-, C1^-, fuligem contendo metal pesado e uma pequena quantidade de sulfito de cálcio. Desde que a quantidade de água residual não é grande, ela pode ser diretamente descarregada para o sistema de tratamento de água residual sem entrar na torre de dessulfurização subsequente. Portanto, o efeito de acumulação de íon de cloro e de metal pesado no sistema de dessulfurização é altamente reduzido, assim aliviando a corrosão por íon de cloro dos equipamentos subsequentes e aperfeiçoando a qualidade da gipsita do subproduto.

[028] A água residual descarregada a partir do desfluorizador de resfriamento 8 é sujeita à deposição, ao ajuste de valor de pH e assim por diante no sistema de tratamento de água residual 15 para separar os metais pesados da água residual, e o lodo seco de metal pesado é sujeito à separação magnética por um separador magnético 16 para recuperar ferro no mesmo, e o ferro recuperado é retornado para a parte de cima da máquina de sinterização 4 para participar da mistura de minério, e assim, o nível de utilização de recursos do sistema de sinterização é acentuado. Os metais pesados remanescentes podem ser adicionalmente utilizados ou distribuídos para o exterior como requerido.

[029] O gás de combustão após ser resfriado no desfluorizador de resfriamento 8 de forma uniforme entra em vários tubos de injeção de gás dispostos regularmente dentro da torres de absorção de dessulfurização 9, e gira para baixo dentro de tubos por meio de um disPetição 870180010776, de 07/02/2018, pág. 17/29

15/18 positivo de criação de redemoinho nos tubos de injeção de gás e pulveriza dentro da pasta semifluida álcali ao longo da direção tangencial de respiradouros na parte inferior dos tubos de injeção de gás. Devido à disposição especial do tubos de injeção de gás, as bolhas injetadas a partir do tubos geram um forte efeito de colisão, de cisalhamento, de rotação e de ruptura na pasta semifluida, assim gerando uma zona de turbulência com duas fases de gás/líquido intensivamente interferindo e altamente misturando, e aumentando muito o efeito de transferência de massa de gás/líquido. Durante este curso, o SO₂ no gás de combustão se dissolve na fase líquida para suportar uma reação química de absorção, e a poeira residual no gás de combustão também é removida ao entrar em contato com o líquido. As bolhas na zona de turbulência continuam a subir de forma tortuosa até se quebrarem na parte superior da superfície da pasta semifluida, e assim, todo o processo de lavagem do gás de combustão é completado. O sulfito de cálcio resultante é adicionalmente oxidado para virar sulfato de cálcio no tanque de pasta semifluida da torre de absorção através do ar soprado pelo soprador de ar de oxidação 12, e cristaliza para formar gipsita. Os agitadores 5 na parte de baixo da torre estão funcionando todo o tempo para impedir a deposição da pasta semifluida de gipsita. A torre de absorção de dessulfurização da presente invenção pode ser fabricada de material plástico integral reforçado com fibra (para tratar uma pequena quantidade de gás de combustão) ou revestido com aço carbono com material plástico reforçado com fibra (para tratar uma grande quantidade de gás de combustão) em adição ao aço carbono convencional revestido com lâmina de vidro ou revestido com borracha. Os materiais plásticos reforçados com fibra possuem excelentes propriedades anticorrosão e anti-incrustação e baixo custo; a configuração da seção de defluorização e resfriamento 8 proporciona uma garantia confiável para a segurança térmica e segurança anticorrosão dos plásPetição 870180010776, de 07/02/2018, pág. 18/29

16/18 ticos reforçados com fibra utilizados na torres de absorção.

[030] O gás de combustão dessulfurizado sai da torre de absorção 9 e entra em um eliminador de condensação 10 para passar pela separação de gás/líquido. O gás de combustão saindo a partir do eliminador de condensação 10 precisa ser reaquecido até 80°C no reaquecedor de gás de combustão por vapor 3 e então descarregado para dentro de uma chaminé 1 por meio de uma ventoinha de descarga

2. O reaquecedor de gás de combustão por vapor utiliza o vapor residual gerado no resfriamento dos minerais de sinterização pelas máquinas de sinterizar/circular/resfriar como uma fonte de reaquecimento. [031] O gás de combustão reage com a pasta semifluida álcali na torre de absorção de dessulfurização 9 para gerar pasta semifluida de gipsita, a qual entra no sistema de desidratação de gipsita 11 e é sujeita a uma desidratação em dois estágios. A desidratação em dois estágios é realizada pelo desidratador centrífugo com transportador helicoidal (ou hidrociclone) e pelo desidratador de correia a vácuo, respectivamente. Desde que a concentração de SO₂ no gás de combustão da sinterização é relativamente baixa, a produção da gipsita não é alta. De modo a reduzir o incômodo do sistema de tratamento de gipsita e facilitar a desidratação, a descarga intermitente de gipsita é utilizada, isto é, a densidade da pasta semifluida de gipsita é constantemente monitorada por densitômetro, e, quando a densidade da gipsita satisfaz o valor estabelecido, a pasta semifluida de gipsita é extraída pela bomba de descarga de gipsita a partir da parte de baixo da torre de absorção e bombeada para o tanque de pasta semifluida de gipsita, e então é bombeada para um desidratador centrífugo com transportador helicoidal (ou hidrociclone) por uma bomba de desidratação de gipsita para passar pela desidratação do primeiro estágio, e a gipsita após a desidratação do primeiro estágio e o engrossamento é adicionalmente desidratada por desidratação por correia a vácuo até um conteúdo de

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17/18 água de cerca de 10%.

[032] O processo úmido de dessulfurização e remoção de poeiras de gás de combustão é controlado por um sistema de controle distribuído (DCS).

[033] Um sistema experimental em escala piloto para dessulfurização de gás de combustão da sinterização: o gás de combustão testado é extraído a partir do gás descarregado a partir de uma planta de sinterização, com uma temperatura de 150°C, uma taxa de fluxo de 90.000 m^3/h, correspondendo a uma taxa de fluxo de gás de combustão sob condição padrão de 5,78 x 10⁴ (N.d.m³)/h. A concentração de SO2 no gás de combustão é 300 até 800 mg/Nm³, a concentração de HF é 50 até 90 mg/Nm³, a concentração de HCl é 80 até 150 mg/Nm³, e a concentração de poeira é 50 até 120 mg/Nm³. Após passar pelo desfluorizador de resfriamento, a temperatura do gás de combustão é abaixada para 80°C, e, quando a temperatura do gás de combustão original é 150°C, a taxa de fluxo da pasta semiflui da de calcário ejetada para o desfluorizador de resfriamento é 120 até 250 kg/h, e a taxa de fluxo da água de resfriamento do processo é 2 t/h. O gás de combustão resfriado então entra na torre de absorção para passar pelas reações de dessulfurização, onde o diâmetro da torre é 4 m, e a altura da superfície da pasta semifluida é 3,5 m, o número total de tubos de injeção de gás é 28, e o dispositivo de rotação em redemoinho está localizado no meio do tubo de injeção de gás. O absorvente é 15% do peso da pasta semifluida de calcário, onde a quantidade de pasta semifluida consumida pela reação de dessulfurização é 250 até 500 kg/h, e a quantidade de consumo de calcário é 37,6 até 75,2 kg/h. A quantidade de descarga de 20% por peso de gipsita é 0,3 até 0,6 m^3/h. A quantidade de ar de oxidação é 3 m^3/min e a cabeça de pressão do ar de oxidação é 49 kPa. A temperatura do gás de combustão dessulfurizado é 50°C. Após uma remoção de condensação, a gotícula de água

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18/18 transportada pelo gás de combustão é menor do que 75 mg/Nm³, e , quando do reaquecimento, a temperatura do gás de combustão reaquecido sobre para 80 até 90°C.

[034] A eficiência da dessulfurização do sistema de dessulfurização acima não é menor do que 95%, a eficiência da defluorização e da desclorificação não é menor do que 95% e a eficiência da remoção de poeiras é 99%. A quantidade de pasta semifluida de gipsita descarregada a partir da torre de absorção é 0,3 até 0,6 m³/h. Após a desidratação por uma desidratador centrífugo horizontal com transportador helicoidal, o conteúdo de água da gipsita é 50% até 60%. Após a desidratação por um desidratador com correia à vácuo, o conteúdo de água da gipsita é menos do que 10%. O tamanho da partícula do cristal de gipsita resultante é 46 até 100 pm.

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Claims

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(1) o gás de combustão da sinterização saindo de um eliminador de poeira (6) é impulsionado por uma ventoinha de impulsionar (7), então é primeiramente desfluorizado e resfriado, isto é, utilizando pasta semifluida álcali para substancialmente remover HF gasoso, HCl e fuligem com partícula grande a partir do gás de combustão e para diminuir a temperatura do gás de combustão para abaixo de 80°C;

(2) o gás de combustão entra em uma torre de absorção de dessulfurização (9), e o SO₂ no gás de combustão é reagido com uma pasta semifluida álcali na torre de absorção (9), sendo que o gás de combustão desfluorizado e resfriado gira e avança para dentro da concentração de pasta semifluida em uma alta velocidade por meio de um dispositivo de criação de redemoinho em um tubo de injeção de gás dentro da torre de absorção, e é quebrado na pasta semifluida e misturado com a pasta semifluida, no qual o processo de dessulfurização e de remoção de poeiras é completo durante o contato altamente eficiente do gás e do líquido; e (3) o gás de combustão purificado entra em um eliminador de condensação (10) para remover as gotículas no gás de combustão e então é reaquecido antes de ele ser descarregado a partir de uma chaminé (1).

2. Processo de dessulfurização e de retirada de poeiras para gás de combustão de sinterização, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a desfluorização e o resfriamento, na etapa (1), são executados em um desfluorizador de resfriamento (8).

3. Processo de dessulfurização e de retirada de poeiras para gás de combustão de sinterização, de acordo com a reivindicação 2,

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2/3 caracterizado pelo fato de que a temperatura do gás de combustão, na etapa (1), é resfriada pela evaporação da pasta semifluida álcali e pela água do processo no desfluorizador de resfriamento (8).

4. Processo de dessulfurização e de retirada de poeiras para gás de combustão de sinterização, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a pequena quantidade de água residual gerada no desfluorizador de resfriamento (8) é diretamente descarregada em um sistema de tratamento de água residual (15).

5. Processo de dessulfurização e de retirada de poeiras para gás de combustão de sinterização, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a água residual descarregada a partir do desfluorizador de resfriamento (8) é sujeita à deposição, ajuste de valor do pH e assim por diante para separa os metais pesados a partir da água residual, e o lodo seco de metal pesado é sujeito à separação magnética para recuperar ferro no mesmo, e, então, o ferro recuperado é retornado para a cabeça da máquina de sinterização (4) para participar da mistura de minério.

6. Processo de dessulfurização e de retirada de poeiras para gás de combustão de sinterização, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que após se sujeitar à desidratação com dois estágios, o conteúdo de água da pasta semifluida de gipsita produzida, na etapa (2), é reduzido para abaixo de 10%.

7. Processo de dessulfurização e de retirada de poeiras para gás de combustão de sinterização, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a desidratação em dois estágios da pasta semifluida de gipsita é completada pelo desidratador centrífugo com transportador helicoidal (ou hidrociclone) e pelo desidratador de correia a vácuo, respectivamente.

8. Processo de dessulfurização e de retirada de poeiras para gás de combustão de sinterização, de acordo com a reivindicação 1,

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3/3 caracterizado pelo fato de que o reaquecimento do gás de combustão, na etapa (3), é realizado pelo vapor residual da sinterização.

9. Processo de dessulfurização e de retirada de poeiras para gás de combustão de sinterização, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pasta semifluida álcali, nas etapas (1) e (2), inclui uma solução aquosa ou pasta semifluida preparada por calcário, hidróxido de cálcio, e por um ou mais compostos alcalinos selecionados do grupo consistindo de compostos alcalinos à base de sódio, à base de magnésio e à base de amônio.

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1. Processo úmido de dessulfurização e de retirada de poeiras para gás de combustão de sinterização, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:

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