權(quán)利要求

1.高硫鋁土礦干法脫硫裝置，其特征在于：包括給料單元、干燥預(yù)熱單元、懸浮脫硫爐、脫硫反應(yīng)器、余熱回收單元、燃燒系統(tǒng)、凈化單元及排放單元；所述給料單元的進(jìn)料端用于輸入高硫鋁土礦粉，給料單元的出料端通過(guò)第一溜槽與干燥預(yù)熱單元的進(jìn)料端相連通，干燥預(yù)熱單元的廢氣排放端通過(guò)含塵廢氣排放管與凈化單元的廢氣進(jìn)入端相連通，凈化單元的返灰端通過(guò)返灰料管與干燥預(yù)熱單元的進(jìn)料端相連通，凈化單元的廢氣排放端通過(guò)凈化廢氣排放管與排放單元的廢氣進(jìn)入端相連通，排放單元的廢氣排放端用于輸出廢氣；所述干燥預(yù)熱單元的出料端通過(guò)第一排料管與懸浮脫硫爐的進(jìn)料端相連通，懸浮脫硫爐的熱廢氣排放端通過(guò)熱廢氣排放管與干燥預(yù)熱單元的干燥預(yù)熱氣體進(jìn)入端相連通，懸浮脫硫爐的出料端通過(guò)第二排料管與脫硫反應(yīng)器的進(jìn)料端相連通，脫硫反應(yīng)器的反應(yīng)廢氣排放端通過(guò)反應(yīng)廢氣排放管與懸浮脫硫爐的反應(yīng)廢氣進(jìn)入端相連通，脫硫反應(yīng)器的出料端通過(guò)第二溜槽與余熱回收單元的進(jìn)料端相連通，余熱回收單元的熱空氣排放端通過(guò)熱空氣排放管與懸浮脫硫爐的熱煙氣進(jìn)入端相連通，余熱回收單元的出料端用于輸出熟料，余熱回收單元的冷空氣進(jìn)入端用于輸入冷空氣；所述燃燒系統(tǒng)的高溫?zé)煔馀欧哦朔秩份敵?，第一路直接與懸浮脫硫爐的熱煙氣進(jìn)入端相連通，第二路通過(guò)第一高溫?zé)煔馀欧殴芘c干燥預(yù)熱單元的的干燥預(yù)熱氣體進(jìn)入端相連通，第三路通過(guò)第二高溫?zé)煔馀欧殴芘c余熱回收單元的熱煙氣進(jìn)入端相連通；所述燃燒系統(tǒng)的燃?xì)膺M(jìn)入端用于輸入燃?xì)狻?/span>

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硫鋁土礦干法脫硫裝置，其特征在于：所述給料單元包括緩沖倉(cāng)和計(jì)量稱，緩沖倉(cāng)的進(jìn)料口作為給料單元的進(jìn)料端，緩沖倉(cāng)的出料口設(shè)置有節(jié)料閥，緩沖倉(cāng)的出料口通過(guò)計(jì)量稱外接給料溜槽，給料溜槽的出料口作為給料單元的出料端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硫鋁土礦干法脫硫裝置，其特征在于：所述干燥預(yù)熱單元包括干燥器和預(yù)熱器，干燥器與預(yù)熱器之間通過(guò)管道相連通；所述預(yù)熱器采用單級(jí)結(jié)構(gòu)或多級(jí)結(jié)構(gòu)，且多級(jí)預(yù)熱器之間通過(guò)管道相連通；所述干燥器的進(jìn)料口作為干燥預(yù)熱單元的進(jìn)料端；當(dāng)預(yù)熱器采用單級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，單級(jí)預(yù)熱器的出料口作為干燥預(yù)熱單元的出料端；當(dāng)預(yù)熱器采用多級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，末級(jí)預(yù)熱器的出料口作為干燥預(yù)熱單元的出料端。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硫鋁土礦干法脫硫裝置，其特征在于：所述懸浮脫硫爐包括懸浮反應(yīng)器和旋風(fēng)分離器，懸浮反應(yīng)器的主體結(jié)構(gòu)為圓柱形，懸浮反應(yīng)器的底部設(shè)為圓錐形；所述懸浮反應(yīng)器的進(jìn)料口作為懸浮脫硫爐的進(jìn)料端，懸浮反應(yīng)器的頂部出料口與旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口相連通，旋風(fēng)分離器的出料口作為懸浮脫硫爐的出料端。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硫鋁土礦干法脫硫裝置，其特征在于：所述脫硫反應(yīng)器包括流化床、流化風(fēng)站和羅茨風(fēng)機(jī)，流化床的進(jìn)料口作為脫硫反應(yīng)器的進(jìn)料端，流化床的出料口作為脫硫反應(yīng)器的出料端；所述流化床與流化風(fēng)站之間、流化風(fēng)站與羅茨風(fēng)機(jī)之間均通過(guò)管道相連通；所述流化床采用多室流化床，且流化床各室內(nèi)設(shè)獨(dú)立風(fēng)室，風(fēng)室上布設(shè)風(fēng)器；采用空氣作為流化風(fēng)，由所述流化風(fēng)站和羅茨風(fēng)機(jī)提供流化風(fēng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硫鋁土礦干法脫硫裝置，其特征在于：所述余熱回收單元包括旋風(fēng)冷卻器和流化床冷卻器，旋風(fēng)冷卻器與流化床冷卻器之間通過(guò)管道相連通；所述旋風(fēng)冷卻器采用單級(jí)結(jié)構(gòu)或多級(jí)結(jié)構(gòu)，且多級(jí)旋風(fēng)冷卻器之間通過(guò)管道相連通；當(dāng)旋風(fēng)冷卻器采用單級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，旋風(fēng)冷卻器的進(jìn)料口作為余熱回收單元的進(jìn)料端；當(dāng)旋風(fēng)冷卻器采用多級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，第一級(jí)旋風(fēng)冷卻器的進(jìn)料口作為余熱回收單元的進(jìn)料端；所述流化床冷卻器的出料口作為余熱回收單元的出料端。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硫鋁土礦干法脫硫裝置，其特征在于：所述燃燒系統(tǒng)包括主燃燒站、輔助燃燒站、啟動(dòng)燃燒站和干燥燃燒站，主燃燒站、輔助燃燒站和啟動(dòng)燃燒站采用的燃料為固體燃料、液體燃料或氣體燃料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硫鋁土礦干法脫硫裝置，其特征在于：所述凈化單元包括氣體脫硫裝置、除塵器、溜槽、離心風(fēng)機(jī)、氣力輸送設(shè)備和羅茨風(fēng)機(jī)，氣體脫硫裝置、除塵器、溜槽、離心風(fēng)機(jī)、氣力輸送設(shè)備和羅茨風(fēng)機(jī)之間均通過(guò)管道相連通；所述溜槽內(nèi)的流化風(fēng)由離心風(fēng)機(jī)提供；所述氣力輸送設(shè)備內(nèi)的輸送風(fēng)由羅茨風(fēng)機(jī)提供；所述除塵器采用布袋除塵器、金屬濾袋除塵器、電除塵器或電袋除塵器；所述氣力輸送設(shè)備采用氣力提升泵、倉(cāng)式泵或垂直螺旋給料泵。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硫鋁土礦干法脫硫裝置，其特征在于：所述排放單元包括引風(fēng)機(jī)、風(fēng)門和煙囪，引風(fēng)機(jī)的排風(fēng)口通過(guò)風(fēng)門與煙囪相連通，煙囪的排煙口與大氣相連通。

10.高硫鋁土礦干法脫硫方法，采用了權(quán)利要求1所述的高硫鋁土礦干法脫硫裝置，其特征在于包括如下步驟：

步驟一：干燥預(yù)熱

將高硫鋁土礦粉送入給料單元的緩沖倉(cāng)中，經(jīng)計(jì)量稱的稱重后進(jìn)入干燥預(yù)熱單元內(nèi)，此時(shí)的礦粉會(huì)與來(lái)自懸浮脫硫爐中旋風(fēng)分離器排放的熱廢氣進(jìn)行熱交換，礦粉被逐級(jí)預(yù)熱至280℃～400℃并形成預(yù)熱物料，同時(shí)熱廢氣被降溫至150℃～200℃并形成含塵廢氣，預(yù)熱物料直接進(jìn)入懸浮脫硫爐中，而含塵廢氣直接進(jìn)入凈化單元中；

步驟二：一次脫硫

當(dāng)預(yù)熱物料進(jìn)入懸浮脫硫爐的懸浮反應(yīng)器后，預(yù)熱物料會(huì)被來(lái)自燃燒系統(tǒng)中主燃燒站產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)一步加熱至400℃～800℃形成高溫物料，此時(shí)懸浮反應(yīng)器中高溫?zé)煔獾难鹾繛?％～8％，并且高溫物料需要在懸浮脫硫爐停留4s～20s，以使脫硫反應(yīng)率達(dá)到40％～50％，而完成一次脫硫后的高溫物料直接進(jìn)入懸浮脫硫爐的旋風(fēng)分離器中進(jìn)行氣、固分離，并可獲得固體物料和熱廢氣，固體物料直接進(jìn)入脫硫反應(yīng)器中，而熱廢氣直接排入干燥預(yù)熱單元內(nèi)參與礦粉預(yù)熱干燥；

步驟三：二次脫硫

當(dāng)固體物料進(jìn)入脫硫反應(yīng)器的流化床后，固體物料中未反應(yīng)的黃鐵礦礦物會(huì)與流化風(fēng)中的氧氣進(jìn)一步發(fā)生脫硫反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為5min～30min，直到固體物料中的黃鐵礦成份全部完成脫硫反應(yīng)，進(jìn)而獲得高溫熟料和反應(yīng)廢氣，高溫熟料直接進(jìn)入余熱回收單元，反應(yīng)廢氣直接進(jìn)入懸浮脫硫爐中循環(huán)利用；

步驟四：余熱回收

當(dāng)高溫熟料進(jìn)入余熱回收單元的旋風(fēng)冷卻器中，高溫熟料會(huì)與來(lái)自外界的冷空氣進(jìn)行熱交換，高溫熟料會(huì)被逐級(jí)冷卻至100℃以下并形成降溫熟料，同時(shí)冷空氣被逐級(jí)加熱至320℃～500℃形成預(yù)熱空氣，降溫后的熟料排入熟料儲(chǔ)倉(cāng)進(jìn)行存儲(chǔ)，預(yù)熱空氣直接進(jìn)入懸浮脫硫爐中用于燃燒系統(tǒng)的燃料助燃；

步驟五：廢氣凈化

當(dāng)含塵廢氣進(jìn)入凈化單元后，依次完成脫硫凈化和除塵，形成的固體粉塵直接返回干燥預(yù)熱單元中實(shí)現(xiàn)回收，形成的凈化廢氣經(jīng)排放單元排入大氣，而回收的SO2儲(chǔ)存后用于制酸。

說(shuō)明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及高硫鋁土礦干法脫硫裝置及方法。

背景技術(shù)

在輕有色冶金行業(yè)，習(xí)慣將全硫含量大于0.6％的鋁土礦稱為高硫鋁土礦，我國(guó)現(xiàn)已探明的鋁土礦儲(chǔ)量約為23億噸，其中高硫鋁土礦約占7.8％，核算成儲(chǔ)量約為1.8億噸。在這些已探明的高硫鋁土礦中，硫又主要以黃鐵礦(FeS2)的形式存在，而溶出時(shí)主要以S2-、SO32-、SO42-等形式存在，而硫的存在則會(huì)影響氧化鋁的溶出工藝或燒結(jié)工藝，生產(chǎn)流程中的硫會(huì)與堿結(jié)合形成硫酸鈉并結(jié)晶析出，而析出的硫酸鈉結(jié)晶將使種分分解率下降以及使AH產(chǎn)能降低，并且硫化物及硫代硫酸鹽還會(huì)加劇設(shè)備的腐蝕，并引起溶液中可溶性鐵的濃度增高，最終造成氫氧化鋁質(zhì)量的不合格。另外，由于黃鐵礦(FeS2)和硫鐵礦易吸附Al(OH)4-、Na+離子和水，則會(huì)導(dǎo)致赤泥性能變得更差。因此，如何解決用于氧化鋁生產(chǎn)的高硫鋁土礦的脫硫問(wèn)題，成為緩解氧化鋁生產(chǎn)礦石資源緊張局面、降低礦石對(duì)外依存度的當(dāng)務(wù)之急。

目前，高硫鋁土礦的脫硫多側(cè)重于有濕法脫硫，并采用反浮選工藝，通過(guò)添加捕收劑浮選含硫礦物。但是，濕法脫硫普遍存在工藝復(fù)雜、氧化鋁回收率低、尾礦難于處理、硫含量臺(tái)時(shí)產(chǎn)量小、脫硫成本高的缺點(diǎn)。

為此，申請(qǐng)?zhí)枮?01310330194.7的中國(guó)專利，公開(kāi)了一種高硫鋁土礦懸浮態(tài)預(yù)熱焙燒脫硫-快速冷卻工藝，雖然該工藝能夠滿足高硫鋁土礦的脫硫要求，但該工藝卻存在工藝過(guò)程復(fù)雜、占地面積大、熱損失大、能耗高、難以實(shí)現(xiàn)大型化、焙燒溫度相對(duì)高等缺點(diǎn)，同時(shí)焙燒熟料還存在欠燒的情況，而且其對(duì)高硫鋁土礦成份變化的適應(yīng)性較差。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高硫鋁土礦干法脫硫裝置及方法，具有工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、占地面積小、熱損失小、能耗低、易于實(shí)現(xiàn)大型化、焙燒溫度相對(duì)低等特點(diǎn)，且焙燒熟料的質(zhì)量更高。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了熱量的梯級(jí)合理利用，燃料直接在懸浮燃燒爐內(nèi)燃燒，減少了路徑、脫硫反應(yīng)器的設(shè)置，提升了礦粉脫硫反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度，因此更加節(jié)能，折合每噸熟料能夠使能耗降低8.1％～10.2％。本發(fā)明對(duì)高硫鋁土礦成份變化的適應(yīng)性更強(qiáng)，能夠處理全硫含量為0.6％～6％的高硫鋁土礦。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種高硫鋁土礦干法脫硫裝置，包括給料單元、干燥預(yù)熱單元、懸浮脫硫爐、脫硫反應(yīng)器、余熱回收單元、燃燒系統(tǒng)、凈化單元及排放單元；所述給料單元的進(jìn)料端用于輸入高硫鋁土礦粉，給料單元的出料端通過(guò)第一溜槽與干燥預(yù)熱單元的進(jìn)料端相連通，干燥預(yù)熱單元的廢氣排放端通過(guò)含塵廢氣排放管與凈化單元的廢氣進(jìn)入端相連通，凈化單元的返灰端通過(guò)返灰料管與干燥預(yù)熱單元的進(jìn)料端相連通，凈化單元的廢氣排放端通過(guò)凈化廢氣排放管與排放單元的廢氣進(jìn)入端相連通，排放單元的廢氣排放端用于輸出廢氣；所述干燥預(yù)熱單元的出料端通過(guò)第一排料管與懸浮脫硫爐的進(jìn)料端相連通，懸浮脫硫爐的熱廢氣排放端通過(guò)熱廢氣排放管與干燥預(yù)熱單元的干燥預(yù)熱氣體進(jìn)入端相連通，懸浮脫硫爐的出料端通過(guò)第二排料管與脫硫反應(yīng)器的進(jìn)料端相連通，脫硫反應(yīng)器的反應(yīng)廢氣排放端通過(guò)反應(yīng)廢氣排放管與懸浮脫硫爐的反應(yīng)廢氣進(jìn)入端相連通，脫硫反應(yīng)器的出料端通過(guò)第二溜槽與余熱回收單元的進(jìn)料端相連通，余熱回收單元的熱空氣排放端通過(guò)熱空氣排放管與懸浮脫硫爐的熱煙氣進(jìn)入端相連通，余熱回收單元的出料端用于輸出熟料，余熱回收單元的冷空氣進(jìn)入端用于輸入冷空氣；所述燃燒系統(tǒng)的高溫?zé)煔馀欧哦朔秩份敵?，第一路直接與懸浮脫硫爐的熱煙氣進(jìn)入端相連通，第二路通過(guò)第一高溫?zé)煔馀欧殴芘c干燥預(yù)熱單元的的干燥預(yù)熱氣體進(jìn)入端相連通，第三路通過(guò)第二高溫?zé)煔馀欧殴芘c余熱回收單元的熱煙氣進(jìn)入端相連通；所述燃燒系統(tǒng)的燃?xì)膺M(jìn)入端用于輸入燃?xì)狻?/span>

所述給料單元包括緩沖倉(cāng)和計(jì)量稱，緩沖倉(cāng)的進(jìn)料口作為給料單元的進(jìn)料端，緩沖倉(cāng)的出料口設(shè)置有節(jié)料閥，緩沖倉(cāng)的出料口通過(guò)計(jì)量稱外接給料溜槽，給料溜槽的出料口作為給料單元的出料端。

所述干燥預(yù)熱單元包括干燥器和預(yù)熱器，干燥器與預(yù)熱器之間通過(guò)管道相連通；所述預(yù)熱器采用單級(jí)結(jié)構(gòu)或多級(jí)結(jié)構(gòu)，且多級(jí)預(yù)熱器之間通過(guò)管道相連通；所述干燥器的進(jìn)料口作為干燥預(yù)熱單元的進(jìn)料端；當(dāng)預(yù)熱器采用單級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，單級(jí)預(yù)熱器的出料口作為干燥預(yù)熱單元的出料端；當(dāng)預(yù)熱器采用多級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，末級(jí)預(yù)熱器的出料口作為干燥預(yù)熱單元的出料端。

所述懸浮脫硫爐包括懸浮反應(yīng)器和旋風(fēng)分離器，懸浮反應(yīng)器的主體結(jié)構(gòu)為圓柱形，懸浮反應(yīng)器的底部設(shè)為圓錐形；所述懸浮反應(yīng)器的進(jìn)料口作為懸浮脫硫爐的進(jìn)料端，懸浮反應(yīng)器的頂部出料口與旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口相連通，旋風(fēng)分離器的出料口作為懸浮脫硫爐的出料端。

所述脫硫反應(yīng)器包括流化床、流化風(fēng)站和羅茨風(fēng)機(jī)，流化床的進(jìn)料口作為脫硫反應(yīng)器的進(jìn)料端，流化床的出料口作為脫硫反應(yīng)器的出料端；所述流化床與流化風(fēng)站之間、流化風(fēng)站與羅茨風(fēng)機(jī)之間均通過(guò)管道相連通；所述流化床采用多室流化床，且流化床各室內(nèi)設(shè)獨(dú)立風(fēng)室，風(fēng)室上布設(shè)風(fēng)器；采用空氣作為流化風(fēng)，由所述流化風(fēng)站和羅茨風(fēng)機(jī)提供流化風(fēng)。

所述余熱回收單元包括旋風(fēng)冷卻器和流化床冷卻器，旋風(fēng)冷卻器與流化床冷卻器之間通過(guò)管道相連通；所述旋風(fēng)冷卻器采用單級(jí)結(jié)構(gòu)或多級(jí)結(jié)構(gòu)，且多級(jí)旋風(fēng)冷卻器之間通過(guò)管道相連通；當(dāng)旋風(fēng)冷卻器采用單級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，旋風(fēng)冷卻器的進(jìn)料口作為余熱回收單元的進(jìn)料端；當(dāng)旋風(fēng)冷卻器采用多級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，第一級(jí)旋風(fēng)冷卻器的進(jìn)料口作為余熱回收單元的進(jìn)料端；所述流化床冷卻器的出料口作為余熱回收單元的出料端。

所述燃燒系統(tǒng)包括主燃燒站、輔助燃燒站、啟動(dòng)燃燒站和干燥燃燒站，主燃燒站、輔助燃燒站和啟動(dòng)燃燒站采用的燃料為固體燃料、液體燃料或氣體燃料。

所述凈化單元包括氣體脫硫裝置、除塵器、溜槽、離心風(fēng)機(jī)、氣力輸送設(shè)備和羅茨風(fēng)機(jī)，氣體脫硫裝置、除塵器、溜槽、離心風(fēng)機(jī)、氣力輸送設(shè)備和羅茨風(fēng)機(jī)之間均通過(guò)管道相連通；所述溜槽內(nèi)的流化風(fēng)由離心風(fēng)機(jī)提供；所述氣力輸送設(shè)備內(nèi)的輸送風(fēng)由羅茨風(fēng)機(jī)提供；所述除塵器采用布袋除塵器、金屬濾袋除塵器、電除塵器或電袋除塵器；所述氣力輸送設(shè)備采用氣力提升泵、倉(cāng)式泵或垂直螺旋給料泵。

所述排放單元包括引風(fēng)機(jī)、風(fēng)門和煙囪，引風(fēng)機(jī)的排風(fēng)口通過(guò)風(fēng)門與煙囪相連通，煙囪的排煙口與大氣相連通。

一種高硫鋁土礦干法脫硫方法，采用了所述的高硫鋁土礦干法脫硫裝置，包括如下步驟：

步驟一：干燥預(yù)熱

將高硫鋁土礦粉送入給料單元的緩沖倉(cāng)中，經(jīng)計(jì)量稱的稱重后進(jìn)入干燥預(yù)熱單元內(nèi)，此時(shí)的礦粉會(huì)與來(lái)自懸浮脫硫爐中旋風(fēng)分離器排放的熱廢氣進(jìn)行熱交換，礦粉被逐級(jí)預(yù)熱至280℃～400℃并形成預(yù)熱物料，同時(shí)熱廢氣被降溫至150℃～200℃并形成含塵廢氣，預(yù)熱物料直接進(jìn)入懸浮脫硫爐中，而含塵廢氣直接進(jìn)入凈化單元中；

步驟二：一次脫硫

當(dāng)預(yù)熱物料進(jìn)入懸浮脫硫爐的懸浮反應(yīng)器后，預(yù)熱物料會(huì)被來(lái)自燃燒系統(tǒng)中主燃燒站產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)一步加熱至400℃～800℃形成高溫物料，此時(shí)懸浮反應(yīng)器中高溫?zé)煔獾难鹾繛?％～8％，并且高溫物料需要在懸浮脫硫爐停留4s～20s，以使脫硫反應(yīng)率達(dá)到40％～50％，而完成一次脫硫后的高溫物料直接進(jìn)入懸浮脫硫爐的旋風(fēng)分離器中進(jìn)行氣、固分離，并可獲得固體物料和熱廢氣，固體物料直接進(jìn)入脫硫反應(yīng)器中，而熱廢氣直接排入干燥預(yù)熱單元內(nèi)參與礦粉預(yù)熱干燥；

步驟三：二次脫硫

當(dāng)固體物料進(jìn)入脫硫反應(yīng)器的流化床后，固體物料中未反應(yīng)的黃鐵礦礦物會(huì)與流化風(fēng)中的氧氣進(jìn)一步發(fā)生脫硫反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為5min～30min，直到固體物料中的黃鐵礦成份全部完成脫硫反應(yīng)，進(jìn)而獲得高溫熟料和反應(yīng)廢氣，高溫熟料直接進(jìn)入余熱回收單元，反應(yīng)廢氣直接進(jìn)入懸浮脫硫爐中循環(huán)利用；

步驟四：余熱回收

當(dāng)高溫熟料進(jìn)入余熱回收單元的旋風(fēng)冷卻器中，高溫熟料會(huì)與來(lái)自外界的冷空氣進(jìn)行熱交換，高溫熟料會(huì)被逐級(jí)冷卻至100℃以下并形成降溫熟料，同時(shí)冷空氣被逐級(jí)加熱至320℃～500℃形成預(yù)熱空氣，降溫后的熟料排入熟料儲(chǔ)倉(cāng)進(jìn)行存儲(chǔ)，預(yù)熱空氣直接進(jìn)入懸浮脫硫爐中用于燃燒系統(tǒng)的燃料助燃；

步驟五：廢氣凈化

當(dāng)含塵廢氣進(jìn)入凈化單元后，依次完成脫硫凈化和除塵，形成的固體粉塵直接返回干燥預(yù)熱單元中實(shí)現(xiàn)回收，形成的凈化廢氣經(jīng)排放單元排入大氣，而回收的SO2儲(chǔ)存后用于制酸。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的高硫鋁土礦干法脫硫裝置及方法，具有工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、占地面積小、熱損失小、能耗低、易于實(shí)現(xiàn)大型化、焙燒溫度相對(duì)低等特點(diǎn)，且焙燒熟料的質(zhì)量更高。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了熱量的梯級(jí)合理利用，燃料直接在懸浮燃燒爐內(nèi)燃燒，減少了路徑、脫硫反應(yīng)器的設(shè)置，提升了礦粉脫硫反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度，因此更加節(jié)能，折合每噸熟料能夠使能耗降低8.1％～10.2％。本發(fā)明對(duì)高硫鋁土礦成份變化的適應(yīng)性更強(qiáng)，能夠處理全硫含量為0.6％～6％的高硫鋁土礦。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種高硫鋁土礦干法脫硫裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖中，1—給料單元，2—干燥預(yù)熱單元，3—懸浮脫硫爐，4—脫硫反應(yīng)器，5—余熱回收單元，6—燃燒系統(tǒng)，7—凈化單元，8—排放單元，9—第一溜槽，10—含塵廢氣排放管，11—返灰料管，12—凈化廢氣排放管，13—第一排料管，14—熱廢氣排放管，15—第二排料管，16—反應(yīng)廢氣排放管，17—第二溜槽，18—熱空氣排放管，19—第一高溫?zé)煔馀欧殴埽?0—第二高溫?zé)煔馀欧殴埽珹—高硫鋁土礦粉，B—廢氣，C—熟料，D—冷空氣，E—燃?xì)狻?/span>

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，一種高硫鋁土礦干法脫硫裝置，包括給料單元1、干燥預(yù)熱單元2、懸浮脫硫爐3、脫硫反應(yīng)器4、余熱回收單元5、燃燒系統(tǒng)6、凈化單元7及排放單元8；所述給料單元1的進(jìn)料端用于輸入高硫鋁土礦粉A，給料單元1的出料端通過(guò)第一溜槽9與干燥預(yù)熱單元2的進(jìn)料端相連通，干燥預(yù)熱單元2的廢氣排放端通過(guò)含塵廢氣排放管10與凈化單元7的廢氣進(jìn)入端相連通，凈化單元7的返灰端通過(guò)返灰料管11與干燥預(yù)熱單元2的進(jìn)料端相連通，凈化單元7的廢氣排放端通過(guò)凈化廢氣排放管12與排放單元8的廢氣進(jìn)入端相連通，排放單元8的廢氣排放端用于輸出廢氣B；所述干燥預(yù)熱單元2的出料端通過(guò)第一排料管13與懸浮脫硫爐3的進(jìn)料端相連通，懸浮脫硫爐3的熱廢氣排放端通過(guò)熱廢氣排放管14與干燥預(yù)熱單元2的干燥預(yù)熱氣體進(jìn)入端相連通，懸浮脫硫爐3的出料端通過(guò)第二排料管15與脫硫反應(yīng)器4的進(jìn)料端相連通，脫硫反應(yīng)器4的反應(yīng)廢氣排放端通過(guò)反應(yīng)廢氣排放管16與懸浮脫硫爐3的反應(yīng)廢氣進(jìn)入端相連通，脫硫反應(yīng)器4的出料端通過(guò)第二溜槽17與余熱回收單元5的進(jìn)料端相連通，余熱回收單元5的熱空氣排放端通過(guò)熱空氣排放管18與懸浮脫硫爐3的熱煙氣進(jìn)入端相連通，余熱回收單元5的出料端用于輸出熟料C，余熱回收單元5的冷空氣進(jìn)入端用于輸入冷空氣D；所述燃燒系統(tǒng)6的高溫?zé)煔馀欧哦朔秩份敵?，第一路直接與懸浮脫硫爐3的熱煙氣進(jìn)入端相連通，第二路通過(guò)第一高溫?zé)煔馀欧殴?9與干燥預(yù)熱單元2的的干燥預(yù)熱氣體進(jìn)入端相連通，第三路通過(guò)第二高溫?zé)煔馀欧殴?0與余熱回收單元5的熱煙氣進(jìn)入端相連通；所述燃燒系統(tǒng)6的燃?xì)膺M(jìn)入端用于輸入燃?xì)釫。

所述給料單元1包括緩沖倉(cāng)和計(jì)量稱，緩沖倉(cāng)的進(jìn)料口作為給料單元1的進(jìn)料端，緩沖倉(cāng)的出料口設(shè)置有節(jié)料閥，緩沖倉(cāng)的出料口通過(guò)計(jì)量稱外接給料溜槽，給料溜槽的出料口作為給料單元1的出料端。具體的，所述計(jì)量稱可采用電子定量給料機(jī)、計(jì)量螺旋輸送機(jī)、沖板流量計(jì)或轉(zhuǎn)子秤，所述節(jié)料閥可采用棒閥或插板閥；當(dāng)高硫鋁土礦粉A的含水率≤2％時(shí)，計(jì)量稱優(yōu)選轉(zhuǎn)子秤；當(dāng)高硫鋁土礦粉A的含水率＞2％時(shí)，計(jì)量稱優(yōu)選電子定量給料機(jī)。

所述干燥預(yù)熱單元2包括干燥器和預(yù)熱器，干燥器與預(yù)熱器之間通過(guò)管道相連通；所述預(yù)熱器采用單級(jí)結(jié)構(gòu)或多級(jí)結(jié)構(gòu)，且多級(jí)預(yù)熱器之間通過(guò)管道相連通；所述干燥器的進(jìn)料口作為干燥預(yù)熱單元2的進(jìn)料端；當(dāng)預(yù)熱器采用單級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，單級(jí)預(yù)熱器的出料口作為干燥預(yù)熱單元2的出料端；當(dāng)預(yù)熱器采用多級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，末級(jí)預(yù)熱器的出料口作為干燥預(yù)熱單元2的出料端。具體的，干燥器可采用文丘里干燥器或烘干打散機(jī)，預(yù)熱器可設(shè)為單級(jí)、二級(jí)或三級(jí)結(jié)構(gòu)；當(dāng)高硫鋁土礦粉A的含水率≤8％時(shí)，干燥器優(yōu)選文丘里干燥器；當(dāng)高硫鋁土礦粉A的含水率＞8％時(shí)，干燥器優(yōu)選烘干打散機(jī)。

所述懸浮脫硫爐3包括懸浮反應(yīng)器和旋風(fēng)分離器，懸浮反應(yīng)器的主體結(jié)構(gòu)為圓柱形，懸浮反應(yīng)器的底部設(shè)為圓錐形；所述懸浮反應(yīng)器的進(jìn)料口作為懸浮脫硫爐3的進(jìn)料端，懸浮反應(yīng)器的頂部出料口與旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口相連通，旋風(fēng)分離器的出料口作為懸浮脫硫爐3的出料端。

所述脫硫反應(yīng)器4包括流化床、流化風(fēng)站和羅茨風(fēng)機(jī)，流化床的進(jìn)料口作為脫硫反應(yīng)器4的進(jìn)料端，流化床的出料口作為脫硫反應(yīng)器4的出料端；所述流化床與流化風(fēng)站之間、流化風(fēng)站與羅茨風(fēng)機(jī)之間均通過(guò)管道相連通；所述流化床采用多室流化床，且流化床各室內(nèi)設(shè)獨(dú)立風(fēng)室，風(fēng)室上布設(shè)風(fēng)器；采用空氣作為流化風(fēng)，由所述流化風(fēng)站和羅茨風(fēng)機(jī)提供流化風(fēng)。

所述余熱回收單元5包括旋風(fēng)冷卻器和流化床冷卻器，旋風(fēng)冷卻器與流化床冷卻器之間通過(guò)管道相連通；所述旋風(fēng)冷卻器采用單級(jí)結(jié)構(gòu)或多級(jí)結(jié)構(gòu)，且多級(jí)旋風(fēng)冷卻器之間通過(guò)管道相連通；當(dāng)旋風(fēng)冷卻器采用單級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，旋風(fēng)冷卻器的進(jìn)料口作為余熱回收單元5的進(jìn)料端；當(dāng)旋風(fēng)冷卻器采用多級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，第一級(jí)旋風(fēng)冷卻器的進(jìn)料口作為余熱回收單元5的進(jìn)料端；所述流化床冷卻器的出料口作為余熱回收單元5的出料端。具體的，可根據(jù)冷卻終溫度的要求選擇不配置流化床冷卻器，當(dāng)旋風(fēng)冷卻器采用單級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，旋風(fēng)冷卻器的出料口作為余熱回收單元5的出料端，當(dāng)旋風(fēng)冷卻器采用多級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，末級(jí)旋風(fēng)冷卻器的出料口作為余熱回收單元5的出料端；旋風(fēng)冷卻器可設(shè)為單級(jí)、二級(jí)或三級(jí)結(jié)構(gòu)。

所述燃燒系統(tǒng)6包括主燃燒站、輔助燃燒站、啟動(dòng)燃燒站和干燥燃燒站，主燃燒站、輔助燃燒站和啟動(dòng)燃燒站采用的燃料為固體燃料、液體燃料或氣體燃料。具體的，干燥燃燒站可視物料附著水情況確定是否配置。其中，主燃燒站用于提供脫硫裝置生產(chǎn)時(shí)所需的熱量，輔助燃燒站用于保證脫硫裝置的安全點(diǎn)火和運(yùn)行，啟動(dòng)燃燒站用于新砌筑含爐內(nèi)襯設(shè)備的爐襯進(jìn)行烘爐，干燥燃燒站用于補(bǔ)充干燥礦粉濾餅附著水不足的熱量。

所述凈化單元7包括氣體脫硫裝置、除塵器、溜槽、離心風(fēng)機(jī)、氣力輸送設(shè)備和羅茨風(fēng)機(jī)，氣體脫硫裝置、除塵器、溜槽、離心風(fēng)機(jī)、氣力輸送設(shè)備和羅茨風(fēng)機(jī)之間均通過(guò)管道相連通；所述溜槽內(nèi)的流化風(fēng)由離心風(fēng)機(jī)提供；所述氣力輸送設(shè)備內(nèi)的輸送風(fēng)由羅茨風(fēng)機(jī)提供；所述除塵器采用布袋除塵器、金屬濾袋除塵器、電除塵器或電袋除塵器；所述氣力輸送設(shè)備采用氣力提升泵、倉(cāng)式泵或垂直螺旋給料泵。具體的，優(yōu)選金屬濾袋除塵器，氣力輸送設(shè)備優(yōu)選氣力提升泵。

所述排放單元8包括引風(fēng)機(jī)、風(fēng)門和煙囪，引風(fēng)機(jī)的排風(fēng)口通過(guò)風(fēng)門與煙囪相連通，煙囪的排煙口與大氣相連通。

本實(shí)施例中，給料單元1的設(shè)備規(guī)格為：緩沖倉(cāng)的直徑為φ3800mm，緩沖倉(cāng)的容積為85m3，計(jì)量稱采用轉(zhuǎn)子秤，轉(zhuǎn)子秤的測(cè)量能力為30～300t/h。干燥預(yù)熱單元2的設(shè)備規(guī)格為：干燥器采用文丘里干燥器，文丘里干燥器的尺寸規(guī)格為φ2470mm/φ3380mm，預(yù)熱器采用二級(jí)結(jié)構(gòu)，第一級(jí)預(yù)熱器的尺寸規(guī)格為φ4290mm×φ9960mm，第二級(jí)預(yù)熱器的尺寸規(guī)格為φ5330mm×φ11200mm。懸浮脫硫爐3的設(shè)備規(guī)格為：懸浮反應(yīng)器的尺寸規(guī)格為φ6400mm×19200mm，旋風(fēng)分離器的尺寸規(guī)格為φ6400mm×13800mm。脫硫反應(yīng)器4的設(shè)備規(guī)格為：流化床的尺寸規(guī)格為2500mm×6700mm×3600mm，羅茨風(fēng)機(jī)的送風(fēng)能力為117m3/min，送風(fēng)壓力為39.4Kpa。余熱回收單元5的設(shè)備規(guī)格為：旋風(fēng)冷卻器采用二級(jí)結(jié)構(gòu)，第一級(jí)旋風(fēng)冷卻器的尺寸規(guī)格為φ6500mm×14500mm，第二級(jí)旋風(fēng)冷卻器的尺寸規(guī)格為φ5600mm×12600mm，流化床冷卻器的尺寸規(guī)格為2400mm×2800mm×10300mm。燃燒系統(tǒng)6的設(shè)備規(guī)格為：主燃燒站的燃料采用煤氣，煤氣流量為60000m3/h，煤氣熱值為1450kcal/m3。凈化單元7的設(shè)備規(guī)格為：除塵器采用布袋除塵器，布袋除塵器的煙氣處理量為350000m3/h。排放單元8的設(shè)備規(guī)格為：引風(fēng)機(jī)的引風(fēng)量為420000m3/h，引風(fēng)壓力為-9000pa。脫硫裝置的高硫鋁土礦粉A的日處理能力為3100t/d～6820t/d。當(dāng)高硫鋁土礦粉A的鋁硅比為6.4，全硫含量為2％(其中SO42-占0.08％，其余為黃鐵礦中硫)，含水率≤15％，粒徑分布為：100％＜0.3mm，50％～75％≤0.074mm，礦粉脫硫后熟料的全硫含量為0.2％。當(dāng)高硫鋁土礦粉A的鋁硅比為5.1，全硫含量為3.2％(其中SO42-占0.07％，其余為黃鐵礦中硫)，含水率≤8％，粒徑分布為：100％＜0.3mm，50％～75％≤0.074mm，礦粉脫硫后熟料的全硫含量0.32％。

一種高硫鋁土礦干法脫硫方法，采用了所述的高硫鋁土礦干法脫硫裝置，包括如下步驟：

步驟一：干燥預(yù)熱

將高硫鋁土礦粉A送入給料單元1的緩沖倉(cāng)中，經(jīng)計(jì)量稱的稱重后進(jìn)入干燥預(yù)熱單元2內(nèi)，此時(shí)的礦粉會(huì)與來(lái)自懸浮脫硫爐3中旋風(fēng)分離器排放的熱廢氣進(jìn)行熱交換，礦粉被逐級(jí)預(yù)熱至280℃～400℃并形成預(yù)熱物料，同時(shí)熱廢氣被降溫至150℃～200℃并形成含塵廢氣，預(yù)熱物料直接進(jìn)入懸浮脫硫爐3中，而含塵廢氣直接進(jìn)入凈化單元7中；

步驟二：一次脫硫

當(dāng)預(yù)熱物料進(jìn)入懸浮脫硫爐3的懸浮反應(yīng)器后，預(yù)熱物料會(huì)被來(lái)自燃燒系統(tǒng)6中主燃燒站產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)一步加熱至400℃～800℃形成高溫物料，此時(shí)懸浮反應(yīng)器中高溫?zé)煔獾难鹾繛?％～8％，并且高溫物料需要在懸浮脫硫爐3停留4s～20s，以使脫硫反應(yīng)率達(dá)到40％～50％，而完成一次脫硫后的高溫物料直接進(jìn)入懸浮脫硫爐3的旋風(fēng)分離器中進(jìn)行氣、固分離，并可獲得固體物料和熱廢氣，固體物料直接進(jìn)入脫硫反應(yīng)器4中，而熱廢氣直接排入干燥預(yù)熱單元2內(nèi)參與礦粉預(yù)熱干燥；

步驟三：二次脫硫

當(dāng)固體物料進(jìn)入脫硫反應(yīng)器4的流化床后，固體物料中未反應(yīng)的黃鐵礦礦物會(huì)與流化風(fēng)中的氧氣進(jìn)一步發(fā)生脫硫反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為5min～30min，直到固體物料中的黃鐵礦成份全部完成脫硫反應(yīng)，進(jìn)而獲得高溫熟料和反應(yīng)廢氣，高溫熟料直接進(jìn)入余熱回收單元5，反應(yīng)廢氣直接進(jìn)入懸浮脫硫爐3中循環(huán)利用；

步驟四：余熱回收

當(dāng)高溫熟料進(jìn)入余熱回收單元5的旋風(fēng)冷卻器中，高溫熟料會(huì)與來(lái)自外界的冷空氣進(jìn)行熱交換，高溫熟料會(huì)被逐級(jí)冷卻至100℃以下并形成降溫熟料，同時(shí)冷空氣被逐級(jí)加熱至320℃～500℃形成預(yù)熱空氣，降溫后的熟料排入熟料儲(chǔ)倉(cāng)進(jìn)行存儲(chǔ)，預(yù)熱空氣直接進(jìn)入懸浮脫硫爐3中用于燃燒系統(tǒng)6的燃料助燃；

步驟五：廢氣凈化

當(dāng)含塵廢氣進(jìn)入凈化單元7后，依次完成脫硫凈化和除塵，形成的固體粉塵直接返回干燥預(yù)熱單元2中實(shí)現(xiàn)回收，形成的凈化廢氣經(jīng)排放單元8排入大氣，而回收的SO2儲(chǔ)存后用于制酸。

實(shí)施例中的方案并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更，均包含于本案的專利范圍中。

全文PDF

高硫鋁土礦干法脫硫裝置及方法.pdf