CN110201524A - 一种半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫装置及方法，其特征在于，包括脱硫洗涤机构、脱硫灰制浆机构和氧化提浓机构，所述脱硫洗涤机构至少包括脱硫塔(1)、脱硫循环泵(2)、脱硫灰浆液喷淋泵(6)和石膏浆液喷淋泵(9)；所述脱硫灰制浆机构至少包括脱硫灰化浆罐(3)、脱硫灰浆液泵(4)和脱硫灰浆液储罐(5)；所述氧化提浓机构至少包括氧化塔(7)、氧化风机(8)和石膏排出泵(10)。与现有技术相比，本发明通过湿法脱硫工艺解决了半干法脱硫灰资源化利用难题，在降低湿法脱硫装置运行成本及降低能耗的同时提高湿法脱硫装置净化效率，并且***二次污染小。
Description
技术领域
本发明涉及一种半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫装置及方法，属于资源与环境保护领域。
背景技术
烟气脱硫主要采用湿法、干法和半干法工艺。其中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。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。半干法烟气脱硫灰是一种浅灰色粉末，外观像水泥，含水量1％～5％(平均值3％)，容积密度0.55～1.0t/m3，真密度2.25～2.69t/m3。脱硫灰颗粒粒径较小，绝大多数粒径集中在20um以下。半干法脱硫灰由亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙、氢氧化钙、少量氯化钙、氟化钙以及飞灰组成，其中CaO和SO3含量较高。另外，脱硫灰中还含有大量铝氧化物和硅氧化物及多种重金属元素，如Zn、Cu、Cd、Mo、Cr、Mn和Ni等。
半干法脱硫灰中大量的亚硫酸钙(CaSO3)及未反应的氧化钙(CaO)严重限制了半干法脱硫灰的利用方式和范围，大量的亚硫酸钙(CaSO3)造成半干法脱硫灰性质不稳定，过高的CaO导致脱硫灰碱度较高，对环境危害较大。半干法脱硫灰目前只能用于回填或露天堆放，不仅占用大量土地，造成地下水污染，由于其密度较小，质量较轻，一经风吹，便会到处飞扬，污染空气；如果利用不当，会对环境和水源造成严重的二次污染污染。全国每年排放脱硫灰约2000万吨，大量半干法脱硫灰无法处理。这种脱硫工艺一边脱硫一边产生新的污染，形成恶性循环。
将半干法脱硫灰用于湿法脱硫，作为湿法脱硫装置的脱硫剂，不仅可以利用脱硫塔氧化***完全氧化脱硫灰中的亚硫酸钙(CaSO3)，还能在氧化过程中释放被亚硫酸钙(CaSO3)包裹的氧化钙(CaO)，并利用氧化钙(CaO)的碱性作为湿法脱硫剂进行脱硫，可在较低成本下实现半干法脱硫灰的资源化利用。但是，将半干法脱硫灰直接用于湿法脱硫***存在以下难题：(1)半干法脱硫灰中含有大量的铝氧化物和硅氧化物等两性氧化物，在湿法脱硫过程会包裹脱硫剂颗粒并增加脱硫副产物的脱水难度；(2)且大部分氧化钙(CaO)在半干法脱硫过程中被生成的亚硫酸钙(CaSO3)包裹，脱硫灰浆液总体脱硫容量较低，烟气中SO2浓度较高时，会降低湿法脱硫***脱硫效率；(3)脱硫灰中含有大量的有机物及重金属，将半干法脱硫灰直接用于湿法脱硫，会降低副产物石膏纯度及脱硫废水处理难度。
因此，本发明提出了一种半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫装置及方法，在实现半干法脱硫灰中亚硫酸钙(CaSO3)及氧化钙(CaO)完全资源化提高湿法脱硫装置处理效果的同时大幅降低湿法脱硫装置的运行成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫装置及方法，将湿法脱硫塔通过具有升气接液功能的回液槽层分为上下两个吸收段，利用半干法脱硫灰与石膏滤液及补充工艺水制备的半干法脱硫灰浆液用于上端低硫烟气脱硫，通过脱硫灰浆液喷淋层下方的多孔板层强化脱硫灰中亚硫酸钙(CaSO3)氧化及氧化钙(CaO)溶出，结合具有分层悬浮分离功能的高效氧化塔提取高纯石膏，在实现半干法脱硫灰中亚硫酸钙(CaSO3)及氧化钙(CaO)完全资源化提高湿法脱硫装置处理效果的同时大幅降低湿法脱硫装置的运行成本。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：
一种半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫装置，其特征在于，包括脱硫洗涤机构、脱硫灰制浆机构和氧化提浓机构，其中：
所述脱硫洗涤机构至少包括脱硫塔(1)、脱硫循环泵(2)、脱硫灰浆液喷淋泵(6)和石膏浆液喷淋泵(9)，所述脱硫塔(1)上设有进气口(1-1)和出气口(1-9)，所述脱硫塔(1)内进气口(1-1)以下的部分为脱硫浆池，所述脱硫塔(1)内进气口(1-1)和出气口(1-9)之间沿着烟气流动的方向依次设有脱硫喷淋层(1-2)、一级除雾器层(1-3)、回液槽层(1-4)、多孔板层(1-5)、脱硫灰浆液喷淋层(1-6)、石膏浆液喷淋层(1-7)和二级除雾器层(1-8)；
所述脱硫灰制浆机构至少包括脱硫灰化浆罐(3)、脱硫灰浆液泵(4)和脱硫灰浆液储罐(5)；
所述氧化提浓机构至少包括氧化塔(7)、氧化风机(8)和石膏排出泵(10)。
进一步的，所述脱硫灰浆液泵(4)的入口通过管路与脱硫灰化浆罐(3)的底部连通，其出口通过管路与脱硫灰浆液储罐(5)的顶部连通，所述脱硫灰浆液储罐(5)的底部通过脱硫灰浆液喷淋泵(6)与脱硫灰浆液喷淋层(1-6)连接，所述石膏浆液喷淋泵(9)的入口与氧化塔(7)的上部连通，所述石膏浆液喷淋泵(9)的出口与石膏浆液喷淋层(1-7)连通；所述的脱硫循环泵(2)的入口通过管路与脱硫塔(1)浆池连通，出口通过管路与脱硫喷淋层(1-2)连通。
进一步的，所述的脱硫灰化浆罐(3)的上方设有石膏滤液管(3-1)、脱硫灰输送管(3-2)和工艺水输送管(3-3)，脱硫灰化浆罐(3)和脱硫灰浆液储罐(5)内均设有搅拌装置。
进一步的，所述氧化塔(7)为密封结构，塔体内设有能够将所述氧化塔(7)内腔分割为上下两个可以连通的腔室的布气盘(7-1)，所述布气盘(7-1)上方的氧化塔(7)侧壁上设有排液口(7-2)以及与石膏浆液喷淋泵(9)进口连通的出液口，所述布气盘(7-1)下方的氧化塔(7)侧壁上设有进气口，所述进气口与氧化风机(8)出口连通，所述氧化塔(7)的顶部设有与脱硫塔(1)进气口(1-1)连通的排气通道(7-3)，所述氧化塔(7)的底部通过管路与石膏排出泵(10)进口连通。
进一步的，所述布气盘(7-1)为设有若干开孔的板状体，所述开孔的孔径为5mm～20mm，开孔率为30％～50％，即所述开孔的总面积为布气盘(7-1)表面积的30％～50％，所述布气盘(7-1)位于氧化塔(7)的1/3～1/2高度处。
进一步的，所述回液槽层(1-4)设置在一级除雾器层(1-3)的上方，多孔板层(1-5)的下方，所述回液槽层(1-4)内设有升气回液装置，用于下方气流上升及其上方浆液收集排出脱硫塔(1)外，所述回液槽层(1-4)设有与塔外连通的排液口，所述回液槽层(1-4)的排液口通过管路与氧化塔(7)顶部连通。
进一步的，所述多孔板层(1-5)位于回液槽层(1-4)的上方，脱硫灰浆液喷淋层(1-6)的下方，所述多孔板层(1-5)包含若干层设有开孔(11)的多孔板，所述开孔(11)的孔径为10mm～20mm，所述开孔(11)的总面积为脱硫塔(1)截面面积的15％～40％，作为优选，所述多孔板设置层数为1～2层。
一种半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫方法，使用如上所述的半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫装置进行实施，具体包括以下步骤：
a、烟气从脱硫塔(1)的进气口(1-1)进入，与脱硫喷淋层(1-2)的喷淋浆液逆向接触洗涤，完成初步洗涤脱硫；
b、完成初步脱硫的烟气向上经过一级除雾器层(1-3)除雾后形成低硫烟气向上流动，依次穿过回液槽层(1-4)、多孔板层(1-5)、脱硫灰浆液喷淋层(1-6)和石膏浆液喷淋层(1-7)进行深度脱硫，
其中半干法脱硫灰、石膏滤液和工艺水由输送管路送至脱硫灰化浆罐(3)中，在脱硫灰化浆罐(3)内搅拌器的搅拌作用下配置成脱硫灰质量浓度为5％～15％的半干法脱硫灰浆液并由脱硫灰浆液泵(4)送至脱硫灰浆液储罐(5)内储存，脱硫灰中CaO等碱性组分溶出形成高pH浆液，脱硫灰浆液再通过脱硫灰浆液喷淋泵(6)由脱硫灰浆液储罐(5)送至脱硫灰浆液喷淋层(1-6)雾化，与完成初步洗涤脱硫的低硫烟气逆向接触洗涤，溶出的CaO等碱性组分在喷淋洗涤过程生成CaSO3；
c、完成喷淋洗涤脱硫的低pH脱硫灰浆液在重力作用下落入多孔板层(1-5)，与穿过多孔板开孔并向上的烟气形成气液湍动层，脱硫灰浆液中的CaSO3与烟气中的氧气接触被氧化生成CaSO4形成石膏浆液，最终落入回液槽层(1-4)并通过排液口导流至氧化塔(7)内；
d、通过氧化风机(8)往氧化塔(7)内送入氧化空气，对石膏浆液中残余的CaSO3进行氧化，所述的氧化风机(8)的布气方式为管网布气，所述氧化塔(7)内的布气盘(7-1)在破碎氧化空气气泡的同时对石膏浆液进行分层隔离，密度较大的石膏颗粒沉入布气盘(7-1)以下的氧化塔(7)底部，由石膏排出泵(10)排出并脱水制取高纯石膏；密度较小的脱硫灰杂质、CaSO3和CaO等组分受上升气流影响悬浮于布气盘(7-1)以上的氧化塔(7)上部的腔体内，并由石膏浆液喷淋泵(9)送至石膏浆液喷淋层(1-7)继续洗涤、氧化、分层，而其余的杂质由氧化塔(7)侧壁上端的排液口(7-2)外排；
e、完成深度脱硫后的洁净烟气经二级除雾器层(1-8)除雾后由脱硫塔(1)的出气口(1-9)排出，最终实现半干法脱硫灰资源化利用。
进一步的，所述氧化塔(7)内浆液停留时间为15min～40min。
进一步的，所述的脱硫灰浆液喷淋层(1-6)液气比为1～3L/Nm3，喷淋层覆盖率为200％～350％；所述的石膏浆液喷淋层(1-7)液气比为2～5L/Nm3，喷淋层覆盖率为150％～250％。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供了一种半干法脱硫灰资源化利用的解决方案，将半干法脱硫灰直接用于湿法脱硫，利用湿法脱硫装置氧化CaSO3并将溶出的CaO作为湿法脱硫的脱硫剂，最终将CaSO3和CaO转化为可资源化利用的石膏，在解决半干法脱硫灰资源化利用难题的同时降低了湿法脱硫装置运行成本；
(2)本发明提供了一种利用半干法脱硫灰提高湿法脱硫装置净化效率的解决方案，将具有较高pH但脱硫容量不高的脱硫灰浆液用于净化已经完成初步脱硫的低硫烟气，在大幅提高低硫烟气净化效率的同时，实现半干法脱硫灰资源化利用；
(3)本发明提供了一种低能耗实现半干法脱硫灰资源化利用的解决方案，通过设置多孔板层，利用上升烟气气流与半干法脱硫灰喷淋浆液在多孔板层上方形成的湍动层，强化CaSO3的氧化和CaO的溶出脱硫，在降低脱硫灰中CaSO3氧化能耗的同时，大幅提高湿法脱硫塔的净化效率；
(4)本发明提供了一种二次污染小的半干法脱硫灰资源化利用方案，利用石膏滤液作为半干法脱硫灰的制浆水，并将脱硫塔分为两段吸收，有效的避免了脱硫灰中两性氧化物及重金属对湿法脱硫***及副产物的影响，提高脱硫装置整体净化效率，只需治理由氧化塔排液口排放的废水，***二次污染小。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中多孔板的结构示意图。
图中所示：1是脱硫塔，1-1是进气口，1-2是脱硫喷淋层，1-3是一级除雾器层，1-4是回液槽层，1-5是多孔板层，1-6是脱硫灰浆液喷淋层，1-7是石膏浆液喷淋层，1-8是二级除雾器层，1-9是出气口，2是脱硫循环泵，3是脱硫灰化浆罐，3-1是石膏滤液管，3-2是脱硫灰输送管，3-3是工艺水输送管，4是脱硫灰浆液泵，5是脱硫灰浆液储罐，6是脱硫灰浆液喷淋泵，7是氧化塔，7-1是布气盘，7-2是排液口，7-3是排气通道，8是氧化风机，9是石膏浆液喷淋泵，10是石膏排出泵，11是开孔。
具体实施方式
下面详细说明本发明的优选实施方式。
实施例1：参照图1和图2，为本发明实施例1的结构示意图，
一种半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫装置，包括脱硫洗涤机构、脱硫灰制浆机构和氧化提浓机构，其中：
所述脱硫洗涤机构至少包括脱硫塔1、脱硫循环泵2、脱硫灰浆液喷淋泵6和石膏浆液喷淋泵9，所述脱硫塔1设有进气口1-1和出气口1-9，所述脱硫塔1内进气口1-1和出气口1-9之间沿着烟气流动的方向依次设有脱硫喷淋层1-2、一级除雾器层1-3、回液槽层1-4、多孔板层1-5、脱硫灰浆液喷淋层1-6、石膏浆液喷淋层1-7和二级除雾器层1-8；所述的脱硫循环泵2的入口通过管路与脱硫塔1浆池连通，出口通过管路与脱硫喷淋层1-2连通。所述回液槽层1-4设置在一级除雾器层1-3的上方，多孔板层1-5的下方，所述回液槽层1-4内设有升气回液装置，用于下方气流上升及其上方浆液收集排出脱硫塔1外，所述回液槽层1-4设有与塔外连通的排液口，回液槽排液口通过管路与氧化塔7顶部连通。所述多孔板层1-5位于回液槽层1-4的上方，脱硫灰浆液喷淋层1-6的下方，所述多孔板层1-5包含若干层设有开孔11的多孔板，所述开孔11的孔径为10mm～20mm，所述开孔11的总面积为脱硫塔1截面面积的15％～40％，作为优选，所述多孔板设置层数为1～2层。
所述脱硫灰制浆机构至少包括脱硫灰化浆罐3、脱硫灰浆液泵4和脱硫灰浆液储罐5；
所述脱硫灰浆液泵4的入口通过管路与脱硫灰化浆罐3的底部连通，其出口通过管路与脱硫灰浆液储罐5的顶部连通，所述脱硫灰浆液储罐5的底部通过脱硫灰浆液喷淋泵6与脱硫灰浆液喷淋层1-6连接，所述石膏浆液喷淋泵9的入口与氧化塔7的上部连通，所述石膏浆液喷淋泵9的出口与石膏浆液喷淋层1-7连通；所述的脱硫灰化浆罐3的上方设有石膏滤液管3-1、脱硫灰输送管3-2和工艺水输送管3-3，脱硫灰化浆罐3和脱硫灰浆液储罐5内均设有搅拌装置。
所述氧化提浓机构至少包括氧化塔7、氧化风机8和石膏排出泵10。
所述氧化塔7为密封结构，塔体内设有能够将所述氧化塔7内腔分割为上下两个可以连通的腔室的布气盘7-1，所述布气盘7-1上方的氧化塔7侧壁上设有排液口7-2以及与石膏浆液喷淋泵9连通的出液口，所述布气盘7-1下方的氧化塔7侧壁上设有进气口，所述进气口与氧化风机8连接，所述氧化塔7的顶部设有与脱硫塔1进气口1-1连通的排气通道7-3，所述氧化塔7的底部通过管路与石膏排出泵10连通。
所述布气盘7-1为设有若干开孔的板状体，所述开孔的孔径为5mm～20mm，开孔率为30％～50％，所述布气盘7-1位于氧化塔7的1/3～1/2高度处。
实际使用时：含硫烟气由脱硫塔1下端侧壁的进气口1-1进入并向上运动，脱硫浆池中的脱硫循环液由脱硫循环泵2送至脱硫喷淋层1-2，经脱硫喷淋层1-2喷淋雾化后向下流动与含硫烟气逆向接触反应，烟气中大部分SO2被喷淋浆液吸收，烟气完成初步脱硫并与喷淋浆液换热降温，完成初步脱硫的烟气经过一级除雾器层1-3除雾脱浆后继续向上流动，依次经过回液槽层1-4、多孔板层1-5、脱硫灰浆液喷淋层1-6及石膏浆液喷淋层1-7进行深度脱硫净化，完成深度脱硫净化的烟气经二级除雾器层1-8除雾后由脱硫塔1顶部的出气口1-9排放。
石膏滤液管3-1和脱硫灰输送管3-2将石膏滤液和半干法脱硫灰送入脱硫灰化浆罐3内配置成脱硫灰质量浓度为5％～15％的脱硫灰浆液，脱硫灰化浆罐3内设有搅拌器用于将脱硫灰浆液搅拌均匀，当石膏滤液量不够时，则由工艺水输送管3-3向脱硫灰化浆罐3内补充工艺水，保证浆液中脱硫灰质量浓度满足要求。配置好的脱硫灰浆液由脱硫灰浆液泵4送至脱硫灰浆液储罐5，所述脱硫灰浆液储罐5内设有搅拌器以防止浆液沉积，同时也能促进脱硫灰中CaO的溶出，提高脱硫灰浆液储罐5内脱硫灰浆液的pH。
较高pH的脱硫灰浆液携带大量CaSO3、CaO、两性氧化物、重金属等由脱硫灰浆液喷淋泵6送至脱硫灰浆液喷淋层1-6进行喷淋雾化，与沿脱硫塔1向上流动的低硫烟气逆向接触，脱硫灰浆液中完成溶解的CaO与烟气中残留SO2反应生成CaSO3同时烟气实现深度净化。完成喷淋洗涤的脱硫灰浆液在重力作用下落入多孔板层1-5，在多孔板层1-5气孔上升的高速气流作用下，与穿孔气流在多孔板层1-5上方形成气液湍动层。在气液扰动下，脱硫灰中原有的CaSO3和洗涤喷淋脱硫过程生成的CaSO3与烟气中的氧气接触、氧化，释放出被包裹的CaO；同时，强烈的气液湍动也促进了CaO的溶出，提高湍动层的烟气脱硫效率。脱硫灰中大部分CaSO3、CaO在气液湍动层的氧化、溶出、脱硫反应中转化为副产物石膏，形成石膏浆液。
石膏浆液携带少量未完成转化的CaSO3、CaO穿过多孔板层1-5并在重力作用下落入回液槽层1-4，并经回液槽层1-4由管路排入氧化塔7。氧化空气由氧化风机8送入氧化塔7下方的布气管网，经布气管网破碎成气泡后在浮力作用下向上浮动，对石膏浆液中残留的CaSO3进行深度氧化，同时对石膏浆液起到悬浮搅拌作用。在氧化塔7中部设有开有若干小孔的布气盘7-1，用于破碎上浮气泡提供气液接触面积并对石膏浆液进行分层，完成氧化结晶的石膏晶体颗粒密度较大，在重力作用下落入布气盘7-1下方，并在氧化空气作用下呈悬浮状态；脱硫灰中的CaSO3、CaO、两性氧化物和重金属细颗粒物的粒径和密度较小，在氧化空气浮力作用下在布气盘7-1上方呈悬浮状态，经两级氧化的石膏浆液pH下降至4.5～6.0。氧化塔7中完成深度氧化的上层石膏浆液含有少量未反应的CaO，由石膏浆液喷淋泵9送至石膏浆液喷淋层1-7雾化，与含硫烟气继续反应，同时避免由于较高pH的脱硫灰浆液喷淋层1-6浆液在脱硫塔1避免产生结垢现象；石膏浆液中的两性氧化物、重金属颗粒由氧化塔侧壁的排液口7-2排放；完成沉降浓缩的石膏浆液由石膏排出泵10送至脱水***脱水制取高纯石膏，石膏脱水滤液由管路送至脱硫灰化浆罐3。为了防止氧化过程pH过低造成SO2逃逸，氧化塔7顶部设有与脱硫塔1进气口1-1连通的排气通道7-3，用于将完成氧化的氧化空气送入脱硫塔1内。
实施例2：一种半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫方法，具体包括以下步骤：
a、含硫烟气从脱硫塔1下端侧壁的进气口1-1进入并向上运动，脱硫浆池中的脱硫循环液由脱硫循环泵2送至脱硫喷淋层1-2，经脱硫喷淋层1-2喷淋雾化后向下流动与含硫烟气逆向接触洗涤，烟气中大部分SO2被喷淋浆液吸收，完成初步洗涤脱硫并与喷淋浆液换热降温；
b、完成初步脱硫的烟气向上经过一级除雾器层1-3除雾后形成低硫烟气向上流动，依次穿过回液槽层1-4、多孔板层1-5、脱硫灰浆液喷淋层1-6和石膏浆液喷淋层1-7进行深度脱硫，
石膏滤液管3-1和脱硫灰输送管3-2将石膏滤液和半干法脱硫灰送入脱硫灰化浆罐3内配置成脱硫灰质量浓度为5％～15％的脱硫灰浆液，脱硫灰化浆罐3内设有搅拌器用于将脱硫灰浆液搅拌均匀，当石膏滤液量不够时，则由工艺水输送管3-3向脱硫灰化浆罐3内补充工艺水，保证浆液中脱硫灰质量浓度满足要求。配置好的脱硫灰浆液由脱硫灰浆液泵4送至脱硫灰浆液储罐5内储存，所述脱硫灰浆液储罐5内设有搅拌器以防止浆液沉积，同时也能促进脱硫灰中CaO的溶出，提高脱硫灰浆液储罐5内脱硫灰浆液的pH。
较高pH的脱硫灰浆液携带大量CaSO3、CaO、两性氧化物、重金属等通过脱硫灰浆液喷淋泵6由脱硫灰浆液储罐5送至脱硫灰浆液喷淋层1-6进行喷淋雾化，与沿脱硫塔1向上流动的低硫烟气逆向接触，脱硫灰浆液中完成溶解的CaO与烟气中残留SO2反应生成CaSO3同时烟气实现深度净化。
c、完成喷淋洗涤的低pH脱硫灰浆液在重力作用下落入多孔板层1-5，在多孔板层1-5气孔上升的高速气流作用下，与穿过多孔板开孔并向上的烟气在多孔板层1-5上方形成气液湍动层，在气液扰动下，脱硫灰中原有的CaSO3和洗涤喷淋脱硫过程生成的CaSO3与烟气中的氧气接触被氧化生成CaSO4，释放出被包裹的CaO；同时，强烈的气液湍动也促进了CaO的溶出，提高湍动层的烟气脱硫效率。脱硫灰中大部分CaSO3、CaO在气液湍动层的氧化、溶出、脱硫反应中转化为副产物石膏，形成石膏浆液，石膏浆液携带少量未完成转化的CaSO3、CaO穿过多孔板层1-5并在重力作用下落入回液槽层1-4，并经回液槽层1-4由管路排入氧化塔7；
d、氧化空气由氧化风机8送入氧化塔7下方的布气管网，氧化空气经布气管网破碎成气泡后在浮力作用下向上浮动，对石膏浆液中残留的CaSO3进行深度氧化，同时对石膏浆液起到悬浮搅拌作用。在氧化塔7中部设有开有若干小孔的布气盘7-1，用于破碎上浮气泡提供气液接触面积并对石膏浆液进行分层，完成氧化结晶的石膏晶体颗粒密度较大，在重力作用下落入布气盘7-1下方，并在氧化空气作用下呈悬浮状态；脱硫灰中的CaSO3、CaO、两性氧化物和重金属细颗粒物的粒径和密度较小，在氧化空气浮力作用下在布气盘7-1上方呈悬浮状态，经两级氧化的石膏浆液pH下降至4.5～6.0。氧化塔7中完成深度氧化的上层石膏浆液含有少量未反应的CaO，由石膏浆液喷淋泵9送至石膏浆液喷淋层1-7雾化，与含硫烟气继续反应，同时避免由于较高pH的脱硫灰浆液喷淋层1-6浆液在脱硫塔1避免产生结垢现象；石膏浆液中的两性氧化物、重金属颗粒由氧化塔侧壁的排液口7-2排放；完成沉降浓缩的石膏浆液由石膏排出泵10送至脱水***脱水制取高纯石膏，石膏脱水滤液有管路送至脱硫灰化浆罐3。为了防止氧化过程pH过低造成SO2逃逸，氧化塔7顶部设有与脱硫塔1进气口1-1连通的排气通道7-3，用于将完成氧化的氧化空气送入脱硫塔1内。
e、完成深度脱硫后的洁净烟气经二级除雾器层1-8除雾后由脱硫塔1顶部的出气口1-9排出，最终实现半干法脱硫灰资源化利用。
所述氧化塔7内浆液停留时间为15min～40min。
所述的脱硫灰浆液喷淋层1-6液气比为1～3L/Nm3，喷淋层覆盖率为200％～350％；所述的石膏浆液喷淋层1-7液气比为2～5L/Nm3，喷淋层覆盖率为150％～250％。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫装置，其特征在于，包括脱硫洗涤机构、脱硫灰制浆机构和氧化提浓机构，其中：
所述脱硫洗涤机构至少包括脱硫塔(1)、脱硫循环泵(2)、脱硫灰浆液喷淋泵(6)和石膏浆液喷淋泵(9)，所述脱硫塔(1)设有进气口(1-1)和出气口(1-9)，所述脱硫塔(1)内进气口(1-1)和出气口(1-9)之间沿着烟气流动的方向依次设有脱硫喷淋层(1-2)、一级除雾器层(1-3)、回液槽层(1-4)、多孔板层(1-5)、脱硫灰浆液喷淋层(1-6)、石膏浆液喷淋层(1-7)和二级除雾器层(1-8)；
所述脱硫灰制浆机构至少包括脱硫灰化浆罐(3)、脱硫灰浆液泵(4)和脱硫灰浆液储罐(5)；
所述氧化提浓机构至少包括氧化塔(7)、氧化风机(8)和石膏排出泵(10)。
2.如权利要求1所述的半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫装置，其特征在于，所述脱硫灰浆液泵(4)的入口与脱硫灰化浆罐(3)的底部连通，其出口与脱硫灰浆液储罐(5)的顶部连通，所述脱硫灰浆液储罐(5)的底部通过脱硫灰浆液喷淋泵(6)与脱硫灰浆液喷淋层(1-6)连接，所述石膏浆液喷淋泵(9)的入口与氧化塔(7)的上部连通，所述石膏浆液喷淋泵(9)的出口与石膏浆液喷淋层(1-7)连通。
3.如权利要求1所述的半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫装置，其特征在于，所述的脱硫灰化浆罐(3)的上方设有石膏滤液管(3-1)、脱硫灰输送管(3-2)和工艺水输送管(3-3)，脱硫灰化浆罐(3)和脱硫灰浆液储罐(5)内均设有搅拌装置。
4.如权利要求1所述的半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫装置，其特征在于，所述氧化塔(7)为密封结构，塔体内设有布气盘(7-1)，所述布气盘(7-1)上方的氧化塔(7)侧壁上设有排液口(7-2)以及与石膏浆液喷淋泵(9)进口连通的出液口，所述布气盘(7-1)下方的氧化塔(7)侧壁上设有进气口(1-1)，所述进气口(1-1)与氧化风机(8)出口连通，所述氧化塔(7)的顶部设有与脱硫塔(1)进气口(1-1)连通的排气通道(7-3)，所述氧化塔(7)的底部与石膏排出泵(10)进口连通。
5.如权利要求4所述的半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫装置，其特征在于，所述布气盘(7-1)为设有若干开孔的板状体，所述开孔的孔径为5mm～20mm，开孔率为30％～50％，所述布气盘(7-1)位于氧化塔(7)的1/3～1/2高度处。
6.如权利要求1所述的半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫装置，其特征在于，所述回液槽层(1-4)设置在一级除雾器层(1-3)的上方，所述回液槽层(1-4)设有排液口，所述排液口通过管路与氧化塔(7)的顶部连通。
7.如权利要求1所述的半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫装置，其特征在于，所述多孔板层(1-5)包含若干层设有开孔(11)的多孔板，所述开孔(11)的孔径为10mm～20mm，所述开孔(11)的总面积为脱硫塔(1)截面面积的15％～40％。
8.一种半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫方法，其特征在于，使用如权利要求1～7所述的装置，并包括以下步骤：
a、烟气从脱硫塔(1)的进气口(1-1)进入，与脱硫喷淋层(1-2)的喷淋浆液逆向接触洗涤，完成初步洗涤脱硫；
b、完成初步脱硫的烟气向上经过一级除雾器层(1-3)除雾后形成低硫烟气向上流动，依次穿过回液槽层(1-4)、多孔板层(1-5)、脱硫灰浆液喷淋层(1-6)和石膏浆液喷淋层(1-7)进行深度脱硫，
其中半干法脱硫灰、石膏滤液和工艺水由输送管路送至脱硫灰化浆罐(3)中，搅拌配置成脱硫灰质量浓度为5％～15％的半干法脱硫灰浆液并由脱硫灰浆液泵(4)送至脱硫灰浆液储罐(5)，脱硫灰中CaO等碱性组分溶出形成高pH浆液，再通过脱硫灰浆液喷淋泵(6)送至脱硫灰浆液喷淋层(1-6)雾化，与完成初步洗涤脱硫的低硫烟气逆向接触洗涤，溶出的CaO等碱性组分在喷淋洗涤过程生成CaSO3；
c、完成喷淋洗涤脱硫的低pH脱硫灰浆液在重力作用下落入多孔板层(1-5)，与穿过多孔板开孔并向上的烟气形成气液湍动层，脱硫灰浆液中的CaSO3被氧化生成CaSO4形成石膏浆液，最终落入回液槽层(1-4)并通过排液口导流至氧化塔(7)内；
d、通过氧化风机(8)往氧化塔(7)内送入氧化空气，对石膏浆液中残余的CaSO3进行氧化，所述的氧化风机(8)的布气方式为管网布气，所述氧化塔(7)内的布气盘(7-1)在破碎氧化空气气泡的同时对石膏浆液进行分层隔离，密度较大的石膏颗粒沉入布气盘(7-1)以下的氧化塔(7)底部，由石膏排出泵(10)排出脱水制取高纯石膏；密度较小的脱硫灰杂质、CaSO3和CaO等组分受上升气流影响悬浮于布气盘(7-1)以上的氧化塔(7)上部，并由石膏浆液喷淋泵(9)送至石膏浆液喷淋层(1-7)继续洗涤、氧化、分层，杂质由氧化塔(7)侧壁上端排液口(7-2)外排；
e、完成深度脱硫后的洁净烟气经二级除雾器层(1-8)除雾后由脱硫塔(1)的出气口(1-9)排出，最终实现半干法脱硫灰资源化利用。
9.如权利要求8所述的半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫方法，其特征在于，所述氧化塔(7)内浆液停留时间为15min～40min。
10.如权利要求8所述的半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫方法，其特征在于，所述的脱硫灰浆液喷淋层(1-6)液气比为1～3L/Nm3，喷淋层覆盖率为200％～350％；所述的石膏浆液喷淋层(1-7)液气比为2～5L/Nm3，喷淋层覆盖率为150％～250％。
Priority Applications (1)
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