[发明专利]一种脱硫废灰节能高效氧化系统及方法

说明书

本发明提供一种脱硫废灰节能高效氧化系统及方法，属于环境工程技术领域。该系统包括除尘器、预热窑、氧化窑、外加热炉和冷却窑，除尘器设置在预热窑前端，预热窑后部设置氧化窑，外加热炉为氧化窑供热，氧化窑后部设置冷却窑。除尘器包括烟气进口、烟气出口和排灰口；预热窑包括进料口、排气口、排料口和进气口；氧化窑包括进料口、排气口、进气口和排料口；外加热炉包括燃料进料口、助燃风进口和热烟气出口；冷却窑包括进料口、排气口、进气口和排料口。该系统具有能耗低、氧化效率高、处理能力大等优点，适合工业化生产应用。

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，特别是指一种脱硫废灰节能高效氧化系统及方法。

背景技术

国内外应用于烟气脱硫的技术主要分为湿法脱硫、半干法脱硫和干法脱硫。由于湿法脱硫的脱硫效率高、脱硫副产物利用技术成熟等优点，其应用比例达85%以上，但该技术本身存在石膏雨、有色烟羽等问题，随着国家环保要求不断提高，各大工业企业逐步倾向于采用半干法烟气脱硫技术，该技术投资及运行成本低于湿法脱硫，并且不存在有色烟雨，使其应用比例不断提升。

随着半干法脱硫技术广泛应用，尤其是在钢铁、电力行业，生产过程中，每年都产生大量脱硫废灰，由于脱硫废灰中含有大量亚硫酸钙（CaSO₃），该物质稳定性差，水化反应慢，不能直接应用于水泥建材行业，难以将其进行资源化综合利用。目前各大企业所产生的脱硫废灰大都处于堆存状态，占用大量土地，并且脱硫废灰粒度较细，属于碱性物质，极易污染周边环境。因此，解决脱硫废灰的资源化综合利用的关键在于灰中亚硫酸钙如何高效、低耗的转化为硫酸钙（CaSO₄）。

专利CN201410380659 .4公布了一种干法、半干法脱硫灰两段回转富氧外加热氧化工艺及装置，该工艺通往窑内的空气热量来自加热炉热烟气换热，换热效率低，物料预热效果差，能耗偏高；采用窑头进空气，与原料并流经预热段、氧化段，预热物料效果差，气流易携带未氧化颗粒至窑尾，与成品混合，导致成品亚硫酸钙含量高，不利于后续建材应用；该技术成品换热采用热管间接换热，换热效率低，不能有效降低产品温度，后续运输、储存存在较大问题。该装置因受回转滚筒材料强度影响，处理物料能力有限，年生产能力最高只有4万吨。

ZL201710150077.0“烧结脱硫灰处理系统和方法”，将脱硫灰直接将脱硫灰加入渣沟，生产矿渣，灰中亚硫酸钙会在高温下分解出SO₂，污染大气环境。

ZL201710123582.6“一种烧结半干法脱硫灰氧化改性的装置及氧化改性方法”和ZL201710123453.7“一种烧结烟气半干法脱硫灰酸式氧化改性的方法”，上述两种方法虽原理上可行，但从技术和设备上不适用于工业化大规模生产。

发明内容

本发明为了解决现有技术脱硫废灰氧化处理成本高、产生二次污染、氧化效率低等问题，提供一种脱硫废灰节能高效氧化系统及方法，使得氧化处理后的脱硫废灰能够应用于水泥、石膏建材行业，实现资源化、高附加值利用。

该系统包括除尘器、预热窑、氧化窑、外加热炉和冷却窑，除尘器设置在预热窑前端，预热窑后部设置氧化窑，外加热炉为氧化窑供热，氧化窑后部设置冷却窑；其中，除尘器包括烟气进口、烟气出口和排灰口，预热窑包括预热窑排气口、预热窑进料口、预热窑进气口和预热窑排料口，氧化窑包括氧化窑排气口、氧化窑进料口、氧化窑进气口和氧化窑排料口，外加热炉包括烧嘴、热烟气出口、燃料进料口和助燃风进口，冷却窑包括冷却窑排气口、冷却窑进料口、冷却窑进气口和冷却窑排料口。

其中，排灰口连接预热窑进料口，预热窑排气口连接烟气进口，预热窑排料口连接氧化窑进料口，氧化窑排气口和热烟气出口连接预热窑进气口，氧化窑排料口连接冷却窑进料口，冷却窑排气口连接氧化窑进气口和助燃风进口。

预热窑和冷却窑外层为钢滚筒，内部砌筑保温材料，氧化窑为外加热回转窑，氧化窑的滚筒采用310s不锈钢材料制作。