一种半干法烟气脱硫渣资源化利用方法

技术领域：

本发明属环境保护领域，涉及一种半干法烟气脱硫渣资源化利用方法，特别适用于钙法半干法烟气脱硫工艺，也可用于钠法、镁法等半干法烟气脱硫工艺。

背景技术

二氧化硫是对环境及人类有害的物质，含硫烟气排放之前必须采取进行脱硫，目前使用较多的是以钙法、氨法、钠法等为主导的湿法脱硫技术。

半干法烟气脱硫是利用CaO加水制成Ca(OH)

201910433638.7一种半干法脱硫灰资源化利用的湿法脱硫装置及方法，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)。通过湿法脱硫工艺解决了半干法脱硫灰资源化利用难题。

201910262582.3石灰半干法脱硫灰再利用的方法，为解决脱硫灰难以综合利用、堆放易产生二次污染等问题，通过回用石膏脱水后得到的滤液、在工艺流程中增加脱硫灰浆液过滤装置、控制各脱硫浆液的密度、pH值等，实现了以脱硫灰全部代替石灰/石灰石原料，在脱硫塔内二级喷淋层和一级喷淋层循环喷淋脱硫，达到脱除烟气中二氧化硫的目的；本发明方法减少了石灰/石灰石资源的消耗和烟气脱硫副产物产生量。

虽然现有技术已经公开干法水泥窑氨法半干法脱硫装置，具体涉及一种水泥生产时的尾气中的含硫物进行充分吸附的装置，以解决现有技术中部分不稳定的硫酸铵和亚硫酸氢铵液体会挥发同尾气一起排向空气，造成空气污染问题。

综上，仍不能解决电厂半干法脱硫的问题，所以迫切需要一种半干法烟气脱硫渣资源化利用方法，将半干法脱硫渣循环利用和资源化利用。

发明内容

本发明的目的是，提供了一种半干法烟气脱硫渣资源化利用方法，利用半干法烟气脱硫渣的脱硫剂再生、二氧化硫制酸、水泥制造等协同联产技术，将半干法烟气脱硫渣进行高温焙烧，脱硫渣中亚硫酸盐、硫酸盐分解为SO

本发明的技术方案是：一种半干法脱硫渣资源化利用方法，包括如下步骤：将半干法脱硫装置产生的半干法脱硫渣送高温焙烧装置进行高温焙烧，经焙烧后脱硫渣中的亚硫酸盐、硫酸盐分解为二氧化硫(少量三氧化硫)和氧化钙，二氧化硫随焙烧烟气带出高温焙烧装置，氧化钙留在焙烧渣中排出高温焙烧装置。

焙烧燃料可以用煤、焦炭、煤气等，也可以用电等其它能源，按脱硫渣中硫酸盐含量向焙烧的脱硫渣中掺入炭，焙烧过程脱硫渣主要发生如下反应：

CaSO

2CaSO

CaSO

CaSO

含二氧化硫(少量三氧化硫)的焙烧烟气经过除尘净化后送氨法脱硫装置或硫酸生产装置进行二氧化硫的回收利用。

焙烧烟气除尘净化收得灰渣与焙烧渣一并进入焙烧渣库，焙烧渣一部分经消化后返回半干法烟气脱硫装置作为脱硫剂循环使用，一部分供水泥等建材生产使用。

消化反应如下：

CaO+H

半干法脱硫反应如下：

SO

SO

高温焙烧的温度为500℃-1200℃，焙烧温度随着脱硫渣中硫酸盐含量增加而增高。

高温焙烧的亚硫酸盐和硫酸盐总分解转化率应大于90％。

高温焙烧炉可选用卧式旋转窑、立式煅烧炉、沸腾焙烧炉等，根据处理能力、能源燃料品种、二氧化硫浓度、运行方式等条件进行优选，以保证焙烧效果和焙烧烟气的质量。焙烧水泥熟料的卧式旋转窑、石灰石锻烧的立式炉、炼焦立式炉、硫化物焙烧的沸腾炉等等炉型结构皆可以使用。

为了后续二氧化硫回收利用，焙烧烟气二氧化硫含量应控制在3％-13％(体积比)，需要控制焙烧空气量。

含二氧化硫的焙烧烟气进氨法脱硫装置用氨进行二氧化硫脱除，副产硫酸铵产品。在氨法脱硫装置中，焙烧烟气经含氨的吸收液洗涤其中的二氧化硫与氨反应生成亚硫酸铵，再经空气强制氧化成硫酸铵，硫酸铵溶液经浓缩、结晶、分离、干燥、包装等过程制成硫酸铵产品。

含二氧化硫的焙烧烟气进硫酸生产装置，副产硫酸、纯二氧化硫、纯三氧化硫等产品。二氧化硫浓度大于9％时优先使用干法硫酸工艺，二氧化硫浓度低时可用湿法硫酸工艺(WSA)。在硫酸生产装置可以将一部分烟气用于制纯二氧化硫或纯三氧化硫等产品。

为便储存和销售，对于一些硫酸销售量小、服务半径大的地方，硫酸生产装置同时配套硫酸制硫铵装置，将副产的硫酸与氨反应制成硫酸铵固体产品，这样可以长期大量存放且可以长距离运输。

取大于3％的高温焙烧渣作为水泥等建材生产的氧化钙、硫酸钙原料供水泥生产装置等生产水泥等建材产品。这样来保证循环使用的脱硫渣质量，不影响半干法烟气脱硫性能。其余焙烧渣进石灰消化装置加水进行消化后将氧化钙转化为氢氧化钙返回半干法烟气脱硫装置作脱硫剂。

有益效果：本发明方法对含一定浓度的SO

附图说明

图1是本发明工艺示意图。

图2是本发明实施例一的半干法烟气脱硫渣资源化利用方法流程图；

图3是本发明另一实施例一的半干法烟气脱硫渣资源化利用方法流程图。

具体实施方式

本发明所述一种半干法烟气脱硫渣资源化利用方法，利用半干法烟气脱硫渣的脱硫剂再生、二氧化硫制酸、水泥制造等协同联产技术，将半干法烟气脱硫渣进行高温焙烧，脱硫渣中亚硫酸盐、硫酸盐分解为SO

本发明可以与一个半干法烟气脱硫装置配套实施，也可以独立建设为周边多套半干法烟气脱硫装置配套服务。

本发明机理见附图1；

一种半干法烟气脱硫渣资源化利用方法包括如下步骤：将半干法脱硫装置产生的半干法脱硫渣送高温焙烧装置进行高温焙烧，经焙烧后脱硫渣中的亚硫酸盐、硫酸盐分解为二氧化硫和氧化钙，二氧化硫随焙烧烟气带出高温焙烧装置，氧化钙留在焙烧渣中排出高温焙烧装置。

含二氧化硫的焙烧烟气经过除尘净化后送氨法脱硫装置或硫酸生产装置进行二氧化硫的回收利用。

焙烧烟气除尘净化收得灰渣与焙烧渣一并进入焙烧渣库，焙烧渣一部分经消化后返回半干法烟气脱硫装置作为脱硫剂循环使用，一部分供水泥等建材生产使用。

高温焙烧掺入炭是指如下配比：进入高温焙烧炉的脱硫渣配入渣中硫酸钙盐(包括CaSO

高温焙烧炉可选用卧式旋转窑、立式煅烧炉、沸腾焙烧炉等。

焙烧烟气二氧化硫含量为3％-13％。

含二氧化硫的焙烧烟气进氨法脱硫装置用氨进行二氧化硫脱除，副产硫酸铵产品。

含二氧化硫的焙烧烟气进硫酸生产装置，副产硫酸、纯二氧化硫、纯三氧化硫等产品。

硫酸生产装置同时配套硫酸制硫铵装置，将副产的硫酸与氨反应制成硫酸铵固体产品，便于储存和销售。

取大于3％的高温焙烧渣作为水泥等建材生产的氧化钙、硫酸钙原料供水泥生产装置等生产水泥等建材产品。其余焙烧渣进石灰消化装置加水进行消化后将氧化钙转化为氢氧化钙返回半干法烟气脱硫装置作脱硫剂。

实施例一：

一套采用本发明方法建设的半干法烟气脱硫渣资源化利用装置，用于处理当地三家火电厂用消石灰进行半干法烟气脱硫的脱硫渣处理，装置处理脱硫渣能力为30t/h(240kt/a)。

方法与结构：本实施例一的半干法烟气脱硫渣资源化利用方法流程附图2。

主要特征：本案例的半干法烟气脱硫渣资源化利用方法包括如下步骤：将各家火电厂半干法脱硫装置产生的半干法脱硫渣掺入无烟煤送高温焙烧装置(30t/h转窑+余热回收及余热锅炉)进行高温焙烧，经焙烧后脱硫渣中的亚硫酸盐、硫酸盐分解为二氧化硫和氧化钙，二氧化硫随焙烧烟气带出高温焙烧装置，氧化钙留在焙烧渣中排出高温焙烧装置。

含二氧化硫的焙烧烟气经过除尘净化(旋风除尘+布袋除尘)后送硫酸生产装置(240kt/a两转两吸干法制硫酸能力)进行二氧化硫的回收利用。

焙烧烟气除尘净化收得灰渣与焙烧渣一并进入焙烧渣库，焙烧渣一部分经消化后返回半干法烟气脱硫装置的火电厂作为脱硫剂循环使用，一部分供100kt/a水泥熟料生产使用。

进入高温焙烧的脱硫渣配入渣中硫酸钙摩尔量2倍的单质碳的无烟煤，高温焙烧的温度控制在600℃-800℃。

高温焙烧的亚硫酸盐和硫酸盐总分解转化率控制在92％-95％。

高温焙烧炉可选用卧式旋转窑，空气与进料逆流，窑体长15米。

控制燃烧空气进量，以控制焙烧烟气二氧化硫含量为8％-11％。

配置一套240kt/a两转两吸干法制硫酸能力的装置，同时可能生产硫酸、纯二氧化硫、纯三氧化硫。

含二氧化硫的焙烧烟气进硫酸生产装置，副产硫酸、纯二氧化硫、纯三氧化硫等产品外销。

配套200kt/a硫酸制硫铵装置，将副产的硫酸与氨反应制成硫酸铵固体产品，主要作为化肥销售。

取6％左右的高温焙烧渣作为100kt/a水泥熟料生产的氧化钙、硫酸钙原料供水泥生产装置作原料。

其余焙烧渣进石灰消化装置加水进行消化后(消化机能力为30t/h)将氧化钙转化为氢氧化钙返回各电厂的半干法烟气脱硫装置作脱硫剂。

效果：以上半干法烟气脱硫渣资源化利用的装置实现了半干法脱硫渣全部资源化，即将二氧化硫制成硫酸、硫铵、纯二氧化硫、纯三氧化硫等产品，将再生的氧化钙用于脱硫和生产水泥。既解决了周边几家燃煤电厂脱硫渣处置的难题，还使外购消石灰脱硫剂量降低了90％以上，大幅度降低了对自然资源的依赖和破坏，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。

实施例二：

一家电厂为2台400t/h燃煤锅炉烟气用消石灰半干法脱硫的脱硫渣处理，配套建设一套采用本发明方法建设半干法烟气脱硫渣资源化利用的装置，脱硫渣处理装置处理能力为3t/h，即24000t/a。

方法与结构：本实施例二的半干法烟气脱硫渣资源化利用方法流程附图3。

主要特征：本案例的半干法烟气脱硫渣资源化利用方法包括如下步骤：将各家火电厂半干法脱硫装置产生的半干法脱硫渣掺入少量无烟煤送高温焙烧装置(3t/h立式机械炉，用天然气辅助加热)进行高温焙烧，经焙烧后脱硫渣中的亚硫酸盐、硫酸盐分解为二氧化硫和氧化钙，二氧化硫随焙烧烟气带出高温焙烧装置，氧化钙留在焙烧渣中排出高温焙烧装置。

含二氧化硫的焙烧烟气经过除尘净化(旋风除尘+布袋除尘)后送氨法脱硫装置(处理烟气量为150000m

焙烧烟气除尘净化收得灰渣与焙烧渣一并进入焙烧渣库，焙烧渣一部分经消化后返回半干法烟气脱硫装置的火电厂作为脱硫剂循环使用，一部分外销给水泥厂生产使用。

进入高温焙烧的脱硫渣配入渣中硫酸钙摩尔量1.5倍的单质碳的焦，高温焙烧的温度控制在700℃-900℃。

高温焙烧的亚硫酸盐和硫酸盐总分解转化率控制在93％-96％。

高温焙烧炉可选用立式机械炉，空气与进料逆流，炉体高10米。

控制燃烧空气进量，以控制焙烧烟气二氧化硫含量为5％-7％。

配套一套处理烟气量为150000m

取5％左右的高温焙烧渣销售给水泥厂作为水泥生产原料。

其余焙烧渣进石灰消化装置加水进行消化后(消化机能力为3t/h)将氧化钙转化为氢氧化钙返回半干法烟气脱硫装置作脱硫剂。

效果：此半干法烟气脱硫渣资源化利用的装置实现了半干法脱硫渣全部资源化，即将二氧化硫制成硫铵产品，将再生的氧化钙用于脱硫和生产水泥。既解决了该电厂脱硫渣处置的难题，还使外购消石灰脱硫剂量降低了90％以上，大幅度降低了对自然资源的依赖和破坏，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。

以上实施例不以任何方式限定本发明，凡是对以上实施例以等效变换方式做出的其它改进与应用，都属于本发明的保护范围。