CN108744940B - 一种脱硫副产物氧化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种脱硫副产物氧化装置，属于环境工程技术领域。该装置包括脱硫副产物进口、流化风进口、氧化区、陶瓷加热片、导流板、缓冲区、灰斗、下灰管、浆液池、石膏出口，脱硫副产物进口与流化风进口位于装置外部左下侧；氧化区位于装置内左侧，占据四分之三装置内部空间；陶瓷加热片位于氧化区内侧壁板上；缓冲区位于装置内右侧，占据四分之一装置内部空间；下灰管与缓冲区灰斗相连，做两段式设计，与灰斗直接连接段为垂直管，与浆液接触段为斜管。该装置具有投资省、占地小、能耗低、操作简单、氧化效率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及环境工程技术领域，特别是指一种脱硫副产物氧化装置。
背景技术
湿法脱硫被确认为雾霾元凶之一的情况下，半干法脱硫除尘一体化工艺成为近年来新建及改造脱硫的首选工艺。但由于半干法脱硫剂用量大，脱硫副产物的综合利用也成为近年来的研究热点，解决脱硫副产物的综合利用成为各半干法工艺工程公司的首要任务。只要解决了脱硫副产物中CaSO3高效地氧化成CaSO4的问题，便解决了脱硫副产物的综合利用问题。目前已有的脱硫副产物氧化装置，如中国专利： CN201410380659.4“干法、半干法脱硫灰两段回转富氧外加热氧化工艺及装置”；ZL201621001279.6“一种新型脱硫灰氧化装置”；ZL201620928355.1“一种脱硫灰氧化装置”；ZL201620209119.4“一种半干法脱硫灰的密闭氧化装置”；ZL201621001280.9“脱硫灰的氧化装置”；ZL201020627340.4“脱硫灰氧化装置”等均针对脱硫副产物进行氧化。现有均需要外加热来提供氧化温度，但由于热源没有直接接触脱硫副产物，因此耗能较大，且由于脱硫副产物在氧化过程中呈堆积状，因此氧化不彻底，氧化效率低等问题凸显而出；现有技术还有通过在脱硫副产物中喷洒氧化剂来促进氧化，由于氧化剂一般都很昂贵，且如果不通过外加热，干态下CaSO3氧化成CaSO4的效率非常有限。
发明内容
本发明为了解决现有脱硫副产物氧化工艺能耗大、氧化效率低、投资及运行成本高等一系列问题，提供一种脱硫副产物氧化装置。
该装置包括脱硫副产物进口、流化风进口、氧化区、陶瓷加热片、导流板、缓冲区、灰斗、下灰管、浆液池和石膏出口，其中，脱硫副产物进口与流化风进口位于装置外部左下侧，脱硫副产物进口方向为从上而下，流化风进口方向为从左到右；流化风进口连通氧化区，氧化区设置在装置内部左侧区域；陶瓷加热片竖直设置在氧化区的内壁上，更直接地为氧化区内的脱硫副产物加热，不造成热能损耗；缓冲区设置在装置内部右侧区域；氧化区和缓冲区之间设置导流板；缓冲区下方设置灰斗，灰斗下部连接下灰管，下灰管伸入灰斗下方的浆液池液面以下，浆液池底部设置石膏出口。
流化风进口与脱硫副产物进口垂直交互设置，使得脱硫副产物在进入装置前就得到初步流化。
氧化区占据装置内部3/4空间，经计算机模拟及反复试验发现氧化区面积占据这么大空间时脱硫副产物的流场更均匀，CaSO3氧化成CaSO4的效率更高，更彻底；氧化区底部为斜坡状，氧化区底面与水平面夹角为45度，氧化区与流化风进口交接处为圆弧状，圆弧为120度角；氧化区宽为1-5m，长为1-5m，高为1-10m。
缓冲区占据装置内部1/4空间，经计算机模拟及反复试验发现氧化区面积占据这么大空间时，已经氧化完成的脱硫副产物沉降速度快，使得石膏产出的周期缩短；缓冲区宽为0.3-1.6m，长为0.3-1.6m，高为1-10m。
陶瓷加热片均匀分布在氧化区的内壁上，陶瓷加热片数量为120-900个，陶瓷加热片长8-10mm，宽8-10mm，厚度为1.0-1.2mm，电阻为3-3.5欧姆，电压为8v。
下灰管分为两段构造，下灰管与灰斗相连段占下灰管管长的1/5，且该段与水平面垂直；下灰管伸入到浆液池液面以下部分占下灰管管长的4/5，且该段与水平面成60度角。
浆液池横截面为方形，浆液池底部为斜坡状，浆液池底部与水平方向夹角为15度；浆液池底面四个角均为圆弧状，圆弧角度为120度。
导流板底部连接氧化区和缓冲区交界处，导流板上部与装置顶面距离为0.25-2.5m。
该装置脱硫副产物处理量为0.5~20t/h，装置内的氧化温度为500-550度。
该装置将脱硫副产物在流化状态下高温氧化，氧化温度可以达到500-550度，且由于陶瓷加热片直接贴在氧化区的内壁上，因此热损失非常小。由于在本装置中脱硫副产物是在流化状态下氧化，因此CaSO3与氧气的接触非常充分，因此不需要另外的氧源，只需在空气下就能保证氧化效率达到97%以上。本装置能耗低，占地面积小、投资及运行成本低，为半干法脱硫副产物综合性利用提供了很好的参考。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，采用高温流化氧化脱硫副产物设计，即脱硫副产物在流化状态下，在高温环境中与空气中的氧气接触，从而将CaSO3氧化成CaSO4。本发明氧化区底部为斜坡状，氧化区底面与水平面夹角为45度，且氧化区与流化风进口交接处为圆弧状，圆弧为120度角；经实验室试验及计算机模拟，按照本发明设计，氧化区底部脱硫副产物淤积可降低30%，基本解决了入口处容易淤积脱硫副产物的问题。下灰管与灰斗相连段占下灰管管长的1/5，且此段与水平面垂直；伸入到浆液池液面以下的部分占下灰管管长的4/5，且此段与水平面成60度角。经实验室试验及计算机模拟，按照本发明设计，氧化区底部脱硫副产物淤积可降低30%，基本解决了入口处容易淤积脱硫副产物的问题；按照本发明设计，脱硫副产物通过下灰管进入到浆液中时，避免了大量脱硫副产物落入浆液时对池底的冲击，使得脱硫副产物进入浆液后能迅速扩散开，避免其在浆液池底面产生堆积。
本发明设备占地面积小、热能不损失、能耗低、接触面积大、氧化效率高，解决了半干法脱硫副产物氧化效率低、投资及运行成本高等难题。
附图说明
图1为本发明的脱硫副产物氧化装置结构示意图。
其中：1-脱硫副产物进口；2-流化风进口；3-氧化区；4-陶瓷加热片；5-导流板；6-缓冲区；7-灰斗；8-下灰管；9-浆液池；10-石膏出口。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的脱硫副产物氧化装置存在的能耗高、投资及运行成本高、氧化不彻底等问题，提供一种经济、占地面积小、氧化效果突出、能耗低的脱硫副产物氧化装置。
如图1所示，该装置中，脱硫副产物进口1与流化风进口2位于装置外部左下侧，脱硫副产物进口1方向为从上而下，流化风进口2方向为从左到右；流化风进口2连通氧化区3，氧化区3设置在装置内部左侧区域；陶瓷加热片4竖直设置在氧化区3的内壁上；缓冲区6设置在装置内部右侧区域；氧化区3和缓冲区6之间设置导流板5；缓冲区6下方设置灰斗7，灰斗7下部连接下灰管8，下灰管8伸入灰斗7下方的浆液池9液面以下，浆液池9底部设置石膏出口10。
在实际设置中，流化风进口2与脱硫副产物进口1垂直交互设置。氧化区3占据装置内部3/4空间，氧化区3底部为斜坡状，氧化区3底面与水平面夹角为45度，氧化区3与流化风进口2交接处为圆弧状，圆弧为120度角；氧化区3宽为1-5m，长为1-5m，高为1-10m。
缓冲区6占据装置内部1/4空间，缓冲区6宽为0.3-1.6m，长为0.3-1.6m，高为1-10m。
陶瓷加热片4均匀分布在氧化区3的内壁上，陶瓷加热片4数量为120-900个，陶瓷加热片4长8-10mm，宽8-10mm，厚度为1.0-1.2mm，电阻为3-3.5欧姆，电压为8v。
下灰管8分为两段构造，下灰管8与灰斗7相连段占下灰管8管长的1/5，且该段与水平面垂直；下灰管8伸入到浆液池9液面以下部分占下灰管8管长的4/5，且该段与水平面成60度角。
浆液池9横截面为方形，浆液池9底部为斜坡状，浆液池9底部与水平方向夹角为15度；浆液池9底面四个角均为圆弧状，圆弧角度为120度。
在实际使用中，流化风进口2进来的空气不仅给氧化区3中脱硫副产物提供流化风速，还为其提供氧源，由于本设计中的脱硫副产物处于悬浮流化状，且环境温度达到500-550度，因此CaSO3转化成CaSO4的转化率非常高，可以达到97%以上。氧化区3底部为斜坡状，氧化区3底面与水平面夹角为45度，氧化区3与流化风进口2交接处为圆弧状，圆弧为120度角，经实验室试验及计算机模拟，氧化区3底部的特殊设计，可以使脱硫副产物淤积可降低30%，基本解决了入口处容易淤积脱硫副产物的问题。下灰管8与灰斗7相连段占下灰管8管长的1/5，且此段与水平面垂直；伸入到浆液池9液面以下的部分占下灰管8管长的4/5，且此段与水平面成60度角。经实验室试验及计算机模拟，下灰管8的特殊设计，避免了大量脱硫副产物落入浆液时对池底的冲击，使得脱硫副产物进入浆液后能迅速扩散开，避免其在浆液池底面产生堆积。
在具体应用中，半干法脱硫装置间歇排出的80度左右的脱硫副产物从脱硫副产物进口1垂直进入本发明装置，由罗茨风机提供的风由流化风进口2水平进入本发明装置，脱硫副产物被流化风吹入装置氧化区3中，罗茨风机不仅提供脱硫副产物在氧化区3中的流化风，还为CaSO3氧化成CaSO4提供氧源。氧化区3的内壁上均匀排布着陶瓷加热片4，陶瓷加热片4保证氧化区温度达到500-550度，脱硫副产物在氧化区充分与氧气接触，从而将CaSO3氧化成CaSO4。脱硫副产物继续运动，进入缓冲区6中，在缓冲区6中自然沉降，通过灰斗7落入下灰管8中，下灰管8的两段式设计不仅使得脱硫副产物能顺畅地排出来，而且还使得脱硫副产物在进入浆液池9后能迅速分散开来，减少底面淤堵现象发生。浆液池9中的石膏会定期从石膏出口10中排出，经板框压滤机脱水后，氧化彻底的高品质石膏被运往建材厂做二次利用。石膏的压滤废液会回到浆液池9中，至此完成一整个循环。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种脱硫副产物氧化装置，其特征在于：包括脱硫副产物进口（1）、流化风进口（2）、氧化区（3）、陶瓷加热片（4）、导流板（5）、缓冲区（6）、灰斗（7）、下灰管（8）、浆液池（9）和石膏出口（10），其中，脱硫副产物进口（1）与流化风进口（2）位于装置外部左下侧，脱硫副产物进口（1）方向为从上而下，流化风进口（2）方向为从左到右；流化风进口（2）连通氧化区（3），氧化区（3）设置在装置内部左侧区域；陶瓷加热片（4）竖直设置在氧化区（3）的内壁上；缓冲区（6）设置在装置内部右侧区域；氧化区（3）和缓冲区（6）之间设置导流板（5）；缓冲区（6）下方设置灰斗（7），灰斗（7）下部连接下灰管（8），下灰管（8）伸入灰斗（7）下方的浆液池（9）液面以下，浆液池（9）底部设置石膏出口（10）。
2.根据权利要求1所述的脱硫副产物氧化装置，其特征在于：所述流化风进口（2）与脱硫副产物进口（1）垂直交互设置。
3.根据权利要求1所述的脱硫副产物氧化装置，其特征在于：所述氧化区（3）占据装置内部3/4空间，氧化区（3）底部为斜坡状，氧化区（3）底面与水平面夹角为45度，氧化区（3）与流化风进口（2）交接处为圆弧状，圆弧为120度角；氧化区（3）宽为1-5m，长为1-5m，高为1-10m。
4.根据权利要求1所述的脱硫副产物氧化装置，其特征在于：所述缓冲区（6）占据装置内部1/4空间，缓冲区（6）宽为0.3-1.6m，长为0.3-1.6m，高为1-10m。
5.根据权利要求1所述的脱硫副产物氧化装置，其特征在于：所述陶瓷加热片（4）均匀分布在氧化区（3）的内壁上，陶瓷加热片（4）数量为120-900个，陶瓷加热片（4）长8-10mm，宽8-10mm，厚度为1.0-1.2mm，电阻为3-3.5欧姆，电压为8v。
6.根据权利要求1所述的脱硫副产物氧化装置，其特征在于：所述下灰管（8）分为两段构造，下灰管（8）与灰斗（7）相连段占下灰管（8）管长的1/5，且该段与水平面垂直；下灰管（8）伸入到浆液池（9）液面以下部分占下灰管（8）管长的4/5，且该段与水平面成60度角。
7.根据权利要求1所述的脱硫副产物氧化装置，其特征在于：所述浆液池（9）横截面为方形，浆液池（9）底部为斜坡状，浆液池（9）底部与水平方向夹角为15度；浆液池（9）底面四个角均为圆弧状，圆弧角度为120度。
8.根据权利要求1所述的脱硫副产物氧化装置，其特征在于：所述导流板（5）底部连接氧化区（3）和缓冲区（6）交界处，导流板（5）上部与装置顶面距离为0.25-2.5m。
9.根据权利要求1所述的脱硫副产物氧化装置，其特征在于：该装置脱硫副产物处理量为0.5~20t/h，装置内的氧化温度为500-550度。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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