CN114247282A

CN114247282A - 一种湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法

Info

Publication number: CN114247282A
Application number: CN202011000819.XA
Authority: CN
Inventors: 王如意; 李乃霞; 石磊; 李红红
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2020-09-22
Filing date: 2020-09-22
Publication date: 2022-03-29
Anticipated expiration: 2040-09-22
Also published as: CN114247282B

Abstract

本发明公开了一种湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，球团脱硫灰制浆后，一部分与既有石灰石浆液作为脱硫剂进入既有湿法脱硫吸收塔制备石膏浆液，剩余部分作为深度氧化过程中的碱性沉淀促进剂；石膏浆液经石膏旋流器后得到溢流浆液和底流浆液，溢流浆液静置后得到溢流上清液和溢流固相物，底流浆液和溢流固相物脱水得到脱硫石膏；溢流上清液经深度氧化、絮凝沉淀、静置后得到澄清液和底泥；澄清液用于球团脱硫灰制浆；底泥经废水旋流器处理后得到前段污泥和脱硫废水，脱硫废水进入脱硫废水处理系统处理。该方法改进了现有技术中球团脱硫灰配比量低、浆液池易起泡溢流、脱硫石膏色度深品位差、脱硫废水处理系统污泥量大、浆液池易中毒等缺陷。

Description

一种湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法

技术领域

本发明涉及烟气脱硫技术领域，尤其涉及一种湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法。

背景技术

球团脱硫灰来自钢铁企业球团矿制备过程的烟气干法/半干法脱硫装置，其粒径极细(平均粒径在10μm以下)、成分复杂且含量波动大，除CaSO₃、CaCO₃、f-CaO、Ca(OH)₂等碱性组分外，SiO₂、Al₂O₃等极细飞灰含量在3.5％～20％，且含铁量高、有害元素(氯离子、惰性杂质和重金属元素等)富集，储运、利用和处置难度很大，目前国内外对于球团脱硫灰的处置方式以堆放和抛弃为主；此外还有一些探索性利用的途径比如用作水泥缓凝剂、混凝土掺和料、墙体材料、砂浆材料等，或工程填筑、级配材料、加固软地基等，多属于被动末端处理，存在用量少、附加值低等问题。

近年来，利用湿法脱硫系统协同处置干法/半干法脱硫灰的报道陆续出现，主要技术原理是：在湿法脱硫系统吸收池内，脱硫灰中CaSO₃、CaCO₃、f-CaO、Ca(OH)₂等碱性组分与烟气中的SO₂发生吸收、氧化和中和反应生成脱硫石膏，利用湿法脱硫吸收塔浆液池强大的缓冲消纳容量，实现脱硫灰的处理和消纳；比如申请号200910194833.5公开了一种脱硫灰的处理方法，采用脱硫灰替代部分石灰石粉制成浆液，通过吸收塔与烟气中SO₂反应，再通过石膏旋流器浓缩、真空过滤制得石膏副产品，工艺中产生的废水进入工艺水收集箱，进行循环再利用；又如申请号201710543844.4公开了一种在湿法烟气脱硫工艺下利用半干法脱硫灰的方法，通过向湿法脱硫工艺脱硫塔中加入脱硫灰浆液、石灰石浆液，所述脱硫灰浆液与所述石灰石浆液共同与所述脱硫塔中含有SO₂的烟气反应生成二水硫酸钙，即脱硫石膏。上述方法均通过将脱硫灰用作脱硫剂的一部分代替石灰石粉，当脱硫灰的配比增加时，会对既有的湿法系统带来负面影响，主要涉及以下几方面：(1)脱硫灰中含铁量较高，颜色较深，在吸收塔浆液系统内无法有效去除，导致石膏副产品颜色加深，给后续综合利用带来困难；(2)脱硫灰中的惰性杂质、有机杂质等有对石灰石粉有包裹作用，会降低石灰石脱硫活性，引起反应闭塞，影响系统顺行；(3)脱硫灰中极细的颗粒不断富集，给浆液起泡提供凝结核，造成浆液溢流；(4)浆液中氯离子和重金属离子富集较高，引起浆液中毒，降低脱硫效率；(5)脱硫灰中杂质组分全部进入脱硫废水和脱硫石膏脱水系统，增加了废水处理负荷和脱水污泥处理难度，降低了石膏品位；(6)脱硫灰配加比例过高时，既有湿法脱硫体系因氯离子、重金属元素、亚硫酸钙含量突然增加，造成负荷变化太大，浆液池氧化不彻底，导致石膏脱水困难、品位降低，甚至导致既有脱硫系统停运。

鉴于上述情况，亟待研发一种新的湿法脱硫系统协同处理工艺，在不影响既有湿法脱硫系统的情况下，能够将脱硫灰中新引入湿法脱硫系统中的杂质排除在系统之外，从而提升回用水品质，改善石膏质量，缓解吸收塔浆液起泡溢流状况，降低脱硫废水处理负荷、脱硫废水污泥产生量，显著提升湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的配比量。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明目的是提供一种湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，采用球团脱硫灰制浆后，一部分脱硫灰浆液与既有石灰石浆液作为脱硫剂，在既有湿法脱硫吸收塔内转化为脱硫石膏，另一部分作为深度氧化过程的碱性沉淀促进剂促进重金属元素、无机杂质、铁离子、氯离子等脱硫灰杂质排出湿法脱硫系统之外；通过利用既有的湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰，将吸收塔浆液系统杂质的去除，使浆液成分得到改善，从而使吸收塔浆液起泡溢流状况得以缓解，脱硫石膏质量得以改善，脱硫废水污泥产生量大幅减少，球团脱硫灰的湿法脱硫系统协同处理量得以提高；整个协同处理工艺简单、实现容易，具有显著的经济效益和环保效益。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，包括以下步骤：

S1，球团脱硫灰制浆后得到脱硫灰浆液，所述脱硫灰浆液一部分与既有石灰石浆液作为脱硫剂进入既有湿法脱硫吸收塔，中与烟气中SO2反应得到石膏浆液；

S2,所述石膏浆液经石膏旋流器后得到溢流浆液和底流浆液，所述溢流浆液进入溢流缓冲池静置后得到溢流上清液和溢流固相物，所述底流浆液和所述溢流固相物经真空皮带机脱水得到脱硫石膏；

S3,所述溢流上清液进行深度氧化和絮凝沉淀后，在澄清池中静置得到澄清液和底泥；所述深度氧化过程中，所述步骤S1中制备的脱硫灰浆液的剩余部分作为碱性沉淀促进剂；所述澄清液用于球团脱硫灰制浆；所述底泥经废水旋流器处理后得到前段污泥和脱硫废水，所述脱硫废水进入脱硫废水处理系统进行处理。

优选地，所述步骤S1中，所述球团脱硫灰来自于烟气干法/半干法烟气脱硫工艺中的副产物，所述球团脱硫灰中CaSO₃·1/2H₂O、CaSO₄·2H₂O、CaCO₃、CaO和Ca(OH)₂五种成分的总含量为60～90wt％，铁含量≥0.5wt％。

优选地，所述脱硫剂中，所述脱硫灰浆液与所述石灰石浆液中的的固相质量比为1：0.5～10；

所述脱硫剂中的球团脱硫灰与所述碱性沉淀促进剂中的球团脱硫灰质量比为1：0.1～5。

优选地，所述步骤S2中，所述溢流浆液中固含量为2～10wt％，所述底流浆液中固含量为45～55wt％。

优选地，所述步骤S2中，所述溢流缓冲池内设置有斜板或折板沉降设施；所述溢流浆液在所述溢流缓冲池中的停留时间为1～12h。

优选地，所述步骤S3中，所述深度氧化过程中，所述溢流上清液进入氧化池，在曝气氧化装置的作用下与所述碱性沉淀促进剂进行深度氧化；所述曝气氧化装置采用机械曝气或鼓风曝气，每立方米溢流上清液供气量为0.1～10Nm³。

优选地，所述步骤S3中，所述溢流上清液与所述碱性沉淀促进剂的固相质量比为1：0.01～0.2。

优选地，所述步骤S3中，所述絮凝沉淀过程中，经深度氧化后的溢流上清液进入絮凝沉淀池，加入絮凝剂和助凝剂，在搅拌条件下发生絮凝沉淀。

优选地，所述絮凝剂选自聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硅酸铝铁、碱金属偏铝酸盐的一种或多种；所述助凝剂采用聚丙烯酰胺。

优选地，所述絮凝剂的投加量为0～550ppm；所述助凝剂的投加量为0～200ppm。

本发明的有益效果为：

本发明湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，改进了现有技术中球团脱硫灰配比量低、浆液池易起泡溢流、脱硫石膏色度深品位差、脱硫废水处理系统污泥产量大、浆液池易中毒等缺陷；

1.提升了回用水品质，缓解了吸收塔浆液状况：通过增设深度氧化池和絮凝沉淀池将因配加脱硫灰带入的铁离子、氯离子、惰性杂质、极细颗粒等进行了沉淀脱除，避免了这些杂质元素在吸收塔浆液和回用水中的循环富集，对极大缓解吸收塔浆液起泡溢流状况，提升回用水品质和吸收塔浆液环境有积极作用；

2.实现了脱水污泥分质处理，降低了脱硫废水处理负荷：通过“深度氧化池-絮凝沉淀池”，在碱性沉淀促进剂作用下，形成了以氢氧化化铁、氯铝酸钙以及硫酸钙为主的底泥，通过将底泥引出系统之外，降低了后续脱硫废水的处理负荷和脱硫废水后段污泥的产量(脱硫废水后段污泥一般作为危险废物，需外委高价处置)，且底泥因铁元素含量较高，更具资源化利用价值(如返回烧结工序资源利用)；

3.显著提升了湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的配比量：根据既有湿法脱硫系统的情况，球团脱硫灰分两个部分添加，并通过“深度氧化-絮凝沉淀”处理将球团脱硫灰杂质引出系统，使得吸收塔浆液池的化学环境得以优化，浆液系统运行更加稳定，既有湿法脱硫系统可以协同消纳更多的球团脱硫灰；

4.可以提升脱硫石膏的品质：球团脱硫灰经除铁、除氯、去除极细颗粒后，可以显著提升真空皮带机的脱水性能，大为改善石膏品位和颜色；同时，经由深度氧化的处理，石膏内残留的亚硫酸钙含量会大为降低；

5.与现有湿法脱硫系统相比协同性和经济性更好：在既有的湿法脱硫系统中增设溢流缓冲池、深度氧化池和絮凝沉淀池，其他设备和控制系统可以利用现有系统配置，因此协同性和经济性更好。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。

如图1所示，本发明所提供的一种湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，包括以下步骤：

S1，球团脱硫灰制浆后得到脱硫灰浆液，脱硫灰浆液一部分与既有石灰石浆液混合作为脱硫剂进入既有湿法脱硫吸收塔，在浆液池中与烟气中SO2反应得到石膏浆液；

具体过程如下：球团脱硫灰制浆后得到脱硫灰浆液，其中一部分脱硫灰浆液与既有石灰石浆液按照固相质量比为1：0.5～10进行配比，混合后作为脱硫剂(即脱硫剂中，脱硫灰浆液中的球团脱硫灰与石灰石浆液中石灰石粉末的质量比为1：0.5～10进行配比)，送入湿法脱硫吸收塔，与含有SO₂的烟气发生吸收、中和、氧化和结晶作用，得到固含量为10～20wt％的石膏浆液；作为将进一步优选方案中，石膏浆液中固含量优选为12～15wt％。其中球团脱硫灰为干法/半干法烟气脱硫副产物，脱硫灰中CaSO₃·1/2H₂O、CaSO₄·2H₂O、CaCO₃、f-CaO和Ca(OH)₂五种物质的总含量为60～90wt％，铁含量≥0.5wt％。球团脱硫灰入塔前不必进行水洗、旋流分离等预处理；作为进一步优选方案，脱硫剂中，脱硫灰浆液与既有石灰石浆液的固相质量比为1：1～5(即脱硫剂中，脱硫灰浆液中的球团脱硫灰与石灰石浆液中石灰石粉末的质量比为1：1～5进行配比)；石灰石粉品质满足湿法烟气脱硫工程的通用要求，而脱硫灰浆液和石灰石浆液混合而成的脱硫剂中固含量为15～25wt％；

湿法脱硫吸收塔为喷淋塔、鼓泡塔、液柱塔、板式塔、填料塔、筛板塔、双回路循环塔、浮球塔、气动乳化塔、文丘里吸收塔及喷射鼓泡塔的一种，在优选方案中，湿法脱硫吸收塔采用喷淋塔；

S2,石膏浆液经石膏旋流器后得到溢流浆液和底流浆液，溢流浆液进入溢流缓冲池静置后得到溢流上清液和溢流固相物，底流浆液和溢流固相物经真空皮带机脱水得到脱硫石膏；

具体过程如下：石膏浆液从湿法脱硫吸收塔底部排出后通过石膏旋流器得到固含量为2～10wt％的溢流浆液和固含量为45～55wt％的底流浆液，在进一步的优选方案中，溢流浆液中固含量为3～6wt％，底流浆液中固含量为48～50wt％；然后溢流浆液进入溢流缓冲池中，停留1～12h静置后得到溢流上清液和溢流固相物，在优选方案中，溢流浆液在溢流缓冲池中的停留时间为2～5h；其中溢流缓冲池内设置有斜板或折板沉降设施，便于延长溢流停留时间，使溢流中的固体颗粒能自然沉降至锥形池底部。底流浆液和溢流固相物进入真空皮带机进行真空脱水得到脱硫石膏，滤液则引入回用水箱循环利用；

S3,溢流上清液进行深度氧化和絮凝沉淀后，在澄清池中静置得到澄清液和底泥；深度氧化过程中，步骤S1中制备的脱硫灰浆液的剩余部分作为碱性沉淀促进剂；澄清液用于球团脱硫灰制浆；底泥经废水旋流器处理后得到前段污泥和脱硫废水，前段污泥干燥后回收利用，脱硫废水进入脱硫废水处理系统进行处理。

具体过程如下：溢流上清液进入深度氧化池，向深度氧化池内投加步骤S1中制备脱硫灰浆液的剩余部分作为碱性沉淀促进剂，在曝气氧化装置的作用下通入空气进行深度氧化和络合沉淀，溢流上清液中的Fe²⁺氧化为Fe³⁺，CaSO₃氧化为CaSO₄；其中步骤S1中脱硫剂的球团脱硫灰与碱性沉淀促进剂中的球团脱硫灰质量比为1：0.1～5(即作为脱硫剂使用的脱硫灰浆液中的球团脱硫灰与作为碱性沉淀促进剂使用的脱硫灰浆液中的球团脱硫灰的质量比为1：0.1～5)，在进一步优选方案中，步骤S1中脱硫剂中的球团脱硫灰与碱性沉淀促进剂中的球团脱硫灰质量比为1：0.2～1(即作为脱硫剂使用的脱硫灰浆液中的球团脱硫灰与作为碱性沉淀促进剂使用的脱硫灰浆液中的球团脱硫灰的质量比为1：0.2～1)；溢流上清液和碱性沉淀促进剂的固相质量比为1：0.01～0.2；曝气氧化装置采用机械曝气或鼓风曝气，每立方米溢流上清液供气量为0.1～10Nm³，具体供气量根据溶液中Fe²⁺和SO₃ ^2-量而定：按照化学计量比，Fe²⁺和SO₃ ^2-氧化成Fe³⁺和SO₄ ^2-所需的氧气(空气量)是可以量化的，但工程上考虑到成分组成和废水量的波动性，曝气量一般是理论值的2～5倍，以确保充分氧化，比如Fe²⁺的浓度为200～500mg/L，SO₃ ^2-的浓度为100～250mg/L时，每立方米溢流上清液供气量为2.0～5.0Nm³。溢流上清液经深度氧化后进入絮凝沉淀池，加入絮凝剂和助凝剂，在搅拌条件下悬浮颗粒物、铁离子和部分氯离子等发生絮凝和沉淀，胶体颗粒和悬浮物颗粒凝聚、聚集，形成比较大的轻质絮体，从液相中分离；其中絮凝剂选自聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硅酸铝铁、碱金属偏铝酸盐的一种或多种；助凝剂采用聚丙烯酰胺；在絮凝沉淀过程中，絮凝剂的投加量为0～550ppm，助凝剂的投加量为0～200ppm，在深度氧化中碱性沉淀促进剂的促进作用下，铁离子转化为氢氧化化铁、部分氯离子转化为氯铝酸钙，亚硫酸钙氧化为硫酸钙，极细颗粒和惰性杂质附着在絮状物上一起被网捕卷扫形成络合沉淀；随后溢流上清液在絮凝沉淀后，进入澄清池中静置发生泥水分离，澄清池上部60～90wt％的液相部分为澄清液，其固含量小于0.1wt％，可用于球团脱硫灰制浆，澄清池底部10～40wt％沉积浓缩的絮凝物为底泥，经废水旋流器固液分离后得到前段污泥和脱硫废水，其中前段污泥占底泥总质量的1～10wt％，前段污泥中因铁元素含量较高，经干燥后可可回收利用，比如返回烧结工序重新利用；脱硫废水占底泥总质量的90～99wt％，可转入脱硫废水处理系统中进行后续处理。

上述处理方法中，浆液中部分水分回用于脱硫灰制浆系统，剩余部分进入既有脱硫废水处理系统。

下面结合具体的例子对本发明的湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法进一步介绍；

实施例1

本实施例中的球团脱硫灰来自于球团矿制备过程的干法/半干法烟气脱硫装置，其烟气脱硫工艺为循环流化床，样品松散、呈浅红褐色，主要成分如下：CaSO₃·1/2H₂O：23.46％、CaSO₄·2H₂O：3.38％、CaCO₃：18.56％、Ca(OH)₂：6.19％、CaCl₂：0.83％、SiO₂：5.0％、Al₂O₃：3.5％、Fe₂O₃：4.2％、Cl：2.8％，以重量百分数计。

本实施例的湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，具体步骤如下：球团脱硫灰制浆后形成脱硫灰浆液，脱硫灰浆液的一部分与既有石灰石浆液按照固相质量比为1：0.5混合作为脱硫剂，进入喷淋塔中，在浆液池内与烟气中的SO₂发生吸收、中和、氧化和结晶作用后得到固含量为15wt％的石膏浆液；脱硫灰浆液的剩余部分作为后续深度氧化过程中的碱性沉淀促进剂备用，其中作为脱硫剂使用的脱硫灰浆液中的球团脱硫灰与作为碱性沉淀促进剂使用的脱硫灰浆液中的球团脱硫灰的质量比为1：0.2；

石膏浆液从喷淋塔底部取出后经石膏浆液旋流器得到固含量为55wt％的底流浆液和固含量为4wt％的溢流浆液；底流浆液进入真空皮带机中脱水得到脱硫石膏，溢流浆液进入溢流缓冲池静置5h后，溢流缓冲池底部的溢流固相物并入真空皮带机中进行脱水制备脱硫石膏；

溢流上清液则进入深度氧化池中，加入作为碱性沉淀促进剂(即上述球团脱硫灰制成的脱硫灰浆液的剩余部分)，在曝气氧化装置的作用下进行深度氧化，溢流上清液中的Fe²⁺氧化为Fe³⁺，CaSO₃氧化为CaSO₄；其中溢流上清液和碱性沉淀促进剂的固相质量比为1：0.01，曝气氧化装置采用鼓风曝气，通过池底环状格栅式曝气，供气量为5Nm³(空气)/m³(溢流上清液)；

然后深度氧化后的溢流上清液进入絮凝沉淀池，加入100ppm的聚合硫酸铝和250ppm碱金属偏铝酸钠的组合物作为絮凝剂，以及100ppm的助凝剂聚丙烯酰胺PAM，在慢速搅拌的条件下，使胶体颗粒和悬浮物颗粒发生凝聚和聚集，形成比较大的絮体，随后进入澄清池中静置发生泥水分离，澄清池上部80wt％的液相部分为澄清液，用于球团脱硫灰制浆；澄清池底部20wt％沉积浓缩的絮凝物为底泥，经废水旋流器固液分离后得到前段污泥和脱硫废水，其中前段污泥占底泥总质量的1wt％，经干燥后可返回烧结工序重新利用，而占底泥总质量99wt％的脱硫废水则转入既有的脱硫废水处理系统中进行后续处理。

上述处理过程中，浆液无起泡现象，系统运行稳定，浆液中部分水分用于球团脱硫灰制浆，剩余部分进入脱硫废水处理系统，通过废水旋流器分离出铁元素含量较高的前段污泥降低脱硫废水处理系统的负荷以及脱硫废水处理系统的污泥量。

步骤S2中制备的脱硫石膏为浅灰白色，经《GB/T 5484-2012石膏化学分析方法》检测，CaSO₄·2H₂O的含量为92.8wt％，CaSO₃·1/2H₂O的含量为0.24wt％，CaCO₃的含量为0.82wt％，Ca(OH)₂的含量小于0.01wt％，CaCl₂的含量为0.1wt％，SiO₂的含量为0.5wt％，Al₂O₃的含量为0.2wt％，Fe₂O₃的含量为0.3wt％,满足建材利用要求。

实施例2

本实施例中的球团脱硫灰来自于球团矿制备过程的干法/半干法烟气脱硫装置，其烟气脱硫工艺为旋转喷雾工艺，样品松散、呈浅灰褐色，主要成分如下：CaSO₃·1/2H₂O：42.78％、CaSO₄·2H₂O：4.05％、CaCO₃：3.83％、Ca(OH)₂：1.68％、CaCl₂：0.98％、SiO₂：2.0％、Al₂O₃：1.5％、Fe₂O₃：2.0％、Cl：3.85％，以重量百分数计。

本实施例的湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，具体步骤如下：球团脱硫灰制浆后形成脱硫灰浆液，脱硫灰浆液的一部分与既有石灰石浆液按照固相质量比为1：0.5混合作为脱硫剂，进入喷淋塔中，在浆液池内与烟气中的SO₂发生吸收、中和、氧化和结晶作用后得到固含量为15wt％的石膏浆液；脱硫灰浆液的剩余部分作为后续深度氧化过程中的碱性沉淀促进剂备用，其中作为脱硫剂使用的脱硫灰浆液中的球团脱硫灰与作为碱性沉淀促进剂使用的脱硫灰浆液中的球团脱硫灰的质量比为1：0.5；

石膏浆液从喷淋塔底部取出后经石膏浆液旋流器得到固含量为50wt％的底流浆液和固含量为5wt％的溢流浆液；底流浆液进入真空皮带机中脱水得到脱硫石膏，溢流浆液进入溢流缓冲池静置2h后，溢流缓冲池底部的溢流固相物并入真空皮带机中进行脱水制备脱硫石膏；

溢流上清液则进入深度氧化池中，加入作为碱性沉淀促进剂(即上述球团脱硫灰制成的浆液的剩余部分)，在曝气氧化装置的作用下进行深度氧化，溢流上清液中的Fe²⁺氧化为Fe³⁺，CaSO₃氧化为CaSO₄；其中溢流上清液和碱性沉淀促进剂的固相质量比为1：0.05，曝气氧化装置采用鼓风曝气，通过池底环状格栅式曝气，供气量为10Nm³(空气)/m³(溢流上清液)；

然后深度氧化后的溢流上清液进入絮凝沉淀池，加入250ppm的聚合硫酸铝和300ppm碱金属偏铝酸钠的组合物作为絮凝剂，以及150ppm的助凝剂聚丙烯酰胺PAM，在慢速搅拌的条件下，使胶体颗粒和悬浮物颗粒发生凝聚和聚集，形成比较大的絮体，随后进入澄清池中静置发生泥水分离，澄清池上部90wt％的液相部分为澄清液，用于球团脱硫灰制浆；澄清池底部10wt％沉积浓缩的絮凝物为底泥，经废水旋流器固液分离后得到前段污泥和脱硫废水，其中前段污泥占底泥总质量的5wt％，经干燥后可返回烧结工序重新利用，而占底泥总质量95wt％的脱硫废水则转入既有的脱硫废水处理系统中进行后续处理。

步骤S2中制备的脱硫石膏为浅灰白色，经《GB/T 5484-2012石膏化学分析方法》检测，CaSO₄·2H₂O的含量为91.2wt％，CaSO₃·1/2H₂O的含量为0.15wt％，CaCO₃的含量为0.72wt％，Ca(OH)₂的含量小于0.01wt％，CaCl₂的含量为0.05wt％，SiO₂的含量为0.4wt％，Al₂O₃的含量为0.1wt％，Fe₂O₃的含量为0.4wt％,满足建材利用要求。

实施例3

本实施例中的球团脱硫灰来自于球团矿制备过程的干法/半干法烟气脱硫装置，其烟气脱硫工艺为旋转喷雾工艺，样品松散、呈浅灰褐色，主要成分如下：CaSO₃·1/2H₂O：40.85％、CaSO₄·2H₂O：11.52％、CaCO₃：5.78％、Ca(OH)₂：4.65％、CaCl₂：2.55％、SiO₂：1.5％、Al₂O₃：1.2％、Fe₂O₃：3.5％、Cl：1.52％，以重量百分数计。

本实施例的湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，具体步骤如下：球团脱硫灰制浆后形成脱硫灰浆液，脱硫灰浆液的一部分与既有石灰石浆液按照固相质量比为1：5混合作为脱硫剂，进入喷淋塔中，在浆液池内与烟气中的SO₂发生吸收、中和、氧化和结晶作用后得到固含量为20wt％的石膏浆液；脱硫灰浆液的剩余部分作为后续深度氧化过程中的碱性沉淀促进剂备用，其中作为脱硫剂使用的脱硫灰浆液中的球团脱硫灰与作为碱性沉淀促进剂使用的脱硫灰浆液中的球团脱硫灰的质量比为1：1；

石膏浆液从喷淋塔底部取出后经石膏浆液旋流器得到固含量为55wt％的底流浆液和固含量为3wt％的溢流浆液；底流浆液进入真空皮带机中脱水得到脱硫石膏，溢流浆液进入溢流缓冲池静置12h后，溢流缓冲池底部的溢流固相物并入真空皮带机中进行脱水制备脱硫石膏；

溢流上清液则进入深度氧化池中，加入作为碱性沉淀促进剂(即上述球团脱硫灰制成的浆液的剩余部分)，在曝气氧化装置的作用下进行深度氧化，溢流上清液中的Fe²⁺氧化为Fe³⁺，CaSO₃氧化为CaSO₄；其中溢流上清液和碱性沉淀促进剂的固相质量比为1：0.2，曝气氧化装置采用鼓风曝气，通过池底环状格栅式曝气，供气量为1Nm³(空气)/m³(溢流上清液)；

然后深度氧化后的溢流上清液进入絮凝沉淀池，加入100ppm的聚合硫酸铝作为絮凝剂，以及50ppm的助凝剂聚丙烯酰胺PAM，在慢速搅拌的条件下，使胶体颗粒和悬浮物颗粒发生凝聚和聚集，形成比较大的絮体，随后进入澄清池中静置发生泥水分离，澄清池上部60wt％的液相部分为澄清液，用于球团脱硫灰制浆；澄清池底部40wt％沉积浓缩的絮凝物为底泥，经废水旋流器固液分离后得到前段污泥和脱硫废水，其中前段污泥占底泥总质量的3wt％，经干燥后可返回烧结工序重新利用，而占底泥总质量97wt％的脱硫废水则转入既有的脱硫废水处理系统中进行后续处理。

步骤S2中制备的脱硫石膏为浅灰白色，经《GB/T 5484-2012石膏化学分析方法》检测，CaSO₄·2H₂O的含量为94.5wt％，CaSO₃·1/2H₂O的含量为0.33wt％，CaCO₃的含量为0.51wt％，Ca(OH)₂的含量小于0.01wt％，CaCl₂的含量为0.12wt％，SiO₂的含量为0.4wt％，Al₂O₃的含量为0.3wt％，Fe₂O₃的含量为0.2wt％,满足建材利用要求。

结合实施例1～3，本发明的湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，在不影响现有湿法脱硫系统的情况下，通过在石膏旋流器和废水旋流器之间增设深度氧化池和絮凝沉淀池，从而提升了回用水品质，改善了石膏质量，缓解了吸收塔浆液起泡溢流状况，降低了脱硫废水污泥产量，可显著提升湿法脱硫系统协同处理脱硫灰的配比量，整个协同工艺简单、实现容易，具有显著的经济效益和环保效益。

综上所述，上述实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，球团脱硫灰制浆后得到脱硫灰浆液，所述脱硫灰浆液一部分与既有石灰石浆液作为脱硫剂进入既有湿法脱硫吸收塔，与烟气中SO₂反应得到石膏浆液；

2.如权利要求1所述的湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述球团脱硫灰来自于烟气干法/半干法烟气脱硫工艺中的副产物，所述球团脱硫灰中CaSO₃·1/2H₂O、CaSO₄·2H₂O、CaCO₃、CaO和Ca(OH)₂五种成分的总含量为60～90wt％，铁含量≥0.5wt％。

3.如权利要求1所述的湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，其特征在于，所述脱硫剂中，所述脱硫灰浆液与所述石灰石浆液中的固相质量比为1：0.5～10；

4.如权利要求1所述的湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述溢流浆液中固含量为2～10wt％，所述底流浆液中固含量为45～55wt％。

5.如权利要求1所述的湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述溢流缓冲池内设置有斜板或折板沉降设施；所述溢流浆液在所述溢流缓冲池中的停留时间为1～12h。

6.如权利要求1所述的湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述深度氧化过程中，所述溢流上清液进入氧化池，在曝气氧化装置的作用下与所述碱性沉淀促进剂进行深度氧化；所述曝气氧化装置采用机械曝气或鼓风曝气，每立方米溢流上清液供气量为0.1～10Nm³。

7.如权利要求1所述的湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述溢流上清液与所述碱性沉淀促进剂的固相质量比为1：0.01～0.2。

8.如权利要求1所述的湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述絮凝沉淀过程中，经深度氧化后的溢流上清液进入絮凝沉淀池，加入絮凝剂和助凝剂，在搅拌条件下发生絮凝沉淀。

9.如权利要求8所述的湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，其特征在于，所述絮凝剂选自聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硅酸铝铁、碱金属偏铝酸盐的一种或多种；所述助凝剂采用聚丙烯酰胺。

10.如权利要求8所述的湿法脱硫系统协同处理球团脱硫灰的方法，其特征在于，所述絮凝剂的投加量为0～550ppm；所述助凝剂的投加量为0～200ppm。