本發(fā)明涉及一種對高含硫量鐵基物進行無害化處理的系統(tǒng)和方法，尤其涉及一種廢棄脫硫劑無害化處理系統(tǒng)和方法，并適用于冶金領域中的硫鐵礦冶煉和硫渣處置技術，屬于危廢處置領域。

背景技術：

高含硫量鐵基物，是以鐵硫化物和活性硫為主的混合物，主要包括廢脫硫劑、廢硫磺渣等。

對石化、鋼鐵、焦化等行業(yè)所產(chǎn)煤氣中h2s進行深度脫除的方法除濕式催化氧化法外，還有活性氧化鐵法?；钚匝趸F法所使用的脫硫劑接近或達到其飽和硫容時，即需再生直至更換。廢脫硫劑屬非特定行業(yè)危險廢物，危廢代碼為hw06，濕式催化氧化法中產(chǎn)生的含硫殘渣和脫硫廢液的危廢代碼為hw11。

活性氧化鐵法的廢脫硫劑典型特性為直徑4-5mm、長度約25mm的柱狀體顆粒，自然堆積密度約為1.06×103kg/m3，其化學成分主要是cao、fe、s等成分，具體可參考表1所示：

表1.廢脫硫劑的化學成分組成



其中，fe、s主要以fes、fe2s3、單質s等形式存在，也存在少量有機硫。廢脫硫劑在空氣中會發(fā)生自燃而不宜久貯。緩慢氧化和燃燒時產(chǎn)生so2和fe2o3，反應如下：

4fes+7o2＝2fe2o3+4so2↑

fe2s3+3/2o2＝fe2o3+3s↑

s+o2＝so2↑

產(chǎn)生的反應熱還引起廢脫硫劑中固體硫單質微粒以硫蒸汽形式揮發(fā)。

目前，對于該類廢脫硫劑和濕式催化氧化法中產(chǎn)生的含硫殘渣的處理措施，除了堆置深埋、焚燒外，還常見有兩種資源化利用方式：(1)與硫鐵礦摻燒，將其中硫元素轉化生產(chǎn)硫酸；(2)與鐵礦石摻混燒結為球團回收其中鐵元素，摻燒時燒結裝置作業(yè)情況惡化，燒結過程中所含硫元素幾乎全部轉化為so2混入燒結煙氣中轉移后續(xù)處置。

這兩種利用方式都是將廢脫硫劑摻入工業(yè)大裝置的原料，將所含硫元素中轉化為so2進行處理，對工業(yè)大裝置依賴程度高、危廢轉運距離遠、貯運限制條件多、硫元素利用途徑單一。

硫鐵礦主要成分為fes2，堆置時會隨著時間推移緩慢氧化，對大氣和土壤形成較嚴重污染。因而國內(nèi)硫鐵礦大多用來生產(chǎn)硫酸和氧化鐵。同樣存在上述不足。

迄今為止，尚無流程精小、成本低、本質環(huán)保的高含硫量鐵基物無害化處理技術。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種高含硫量鐵基物無害化處理的系統(tǒng)及方法，用于解決高含硫量鐵基物危廢處理中存在的上述不足，根據(jù)本發(fā)明所述系統(tǒng)和方法，能夠將高含硫量鐵基物無害化處理為常溫下沒有自燃風險和污染風險的氧化鐵混合物和硫磺，具有系統(tǒng)投資少、環(huán)境友好、產(chǎn)物資源化利用水平高、運行成本低的突出優(yōu)點，大幅提高了高含硫量鐵基物危險廢物的處置技術水平。

本發(fā)明提供了一種高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其包括：連續(xù)進料設備、反應與蒸發(fā)設備、除塵設備、冷卻設備及槽類設備：

其中，

所述連續(xù)進料設備包括投料貯斗1、推料機構2和空氣鼓風機4；所述投料貯斗1的下端與推料機構2相連，鐵硫基原料a由于重力落入推料機構2中；所述推料機構2將所述鐵硫基原料a連續(xù)送入所述反應與蒸發(fā)設備3的入口；所述空氣鼓風機4將空氣b送入所述反應與蒸發(fā)設備3；

所述反應與蒸發(fā)設備依據(jù)設備內(nèi)固體物料流向水平微傾斜設置，其豎直的氣體出口與除塵設備的氣體進口相連，其熱固體出口與中心同軸安裝的鐵渣冷卻器5相連；所述反應與蒸發(fā)設備3帶有加熱器以提供反應開始進行的啟始條件；

所述除塵設備為除塵器10，其除塵灰出口與所述鐵渣冷卻器5豎直相連，其氣體出口與硫冷凝器9對接；

所述冷卻設備包括鐵渣冷卻器5和硫冷凝器9；所述鐵渣冷卻器5內(nèi)固體物料與移熱介質間接換熱，其固體物料進口有兩處：一處與所述反應與蒸發(fā)設備3熱固體物料出口中心同軸相連、一處與所述除塵器10除塵灰出口豎直相連，鐵渣冷卻器5的固體物料出口與淬冷水封槽6相連；所述硫冷凝器9中脫灰熱氣體與移熱介質間接換熱，熱氣體中所含硫磺蒸汽被冷凝成硫液滴后通過設備底部的接口排入硫液封槽8，硫冷凝器9排出氣體含有so2，將所述含so2煙氣送入其他裝置消納或就地洗凈脫硫后排放；

所述槽類設備包括硫液封槽8、淬冷水封槽6和濕料貯斗7；所述硫液封槽8和淬冷水封槽6都具有液封功能，兩者的進料管均插入槽內(nèi)保持特定液位的液體中；硫液封槽8將硫冷凝器來的液硫c等量排出；所述淬冷水封槽6配有固體物料輸送設施，將熱固體物料淬冷潤濕后轉移至所述濕料貯斗7。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其中所述推料機構2選自旋轉密封閥、螺旋給料機或電動液壓柱塞中的一種。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其中所述反應與蒸發(fā)設備3所帶的加熱器以電加熱器或以供熱介質用夾套方式供熱。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其中所述除塵器10選自重力除塵器或電除塵器中的一種。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其中所述硫冷凝器9依據(jù)設備內(nèi)脫灰熱氣體流向水平微傾斜或豎直設置。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其中所述移熱介質可依據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的外部公輔條件選自常溫空氣b、鍋爐供水d、循環(huán)冷卻水或導熱油中的一種或幾種。

進一步地，所述移熱介質可以在所述系統(tǒng)的組成設備中開路使用，也可以在所述系統(tǒng)的組成設備間串聯(lián)起來梯級使用。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其中所述淬冷水封槽6還配有固體物料輸送機械。

進一步地，所述固體物料輸送機械選自鏈板機、抓斗或旋轉密封閥中的一種。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其中連續(xù)進料設備還包括循環(huán)氣體抽吸器11。

進一步地，所述循環(huán)氣體抽吸器11選自鼓風機或文氏管中的一種。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種高含硫量鐵基物無害化處理的方法，其采用上述系統(tǒng)進行高含硫量鐵基物無害化處理，所述方法包括：

1)在連續(xù)進料設備中連續(xù)加入高含硫量鐵基物原料a、氧氣和惰性氣體；

2)上述三種物質在反應與蒸發(fā)設備3中混合后發(fā)生氧化，所釋放的能量持續(xù)提供原料分解、蒸發(fā)所需的驅動力，將原料自有以及生成的單質硫蒸發(fā)為硫蒸汽；其中供氧量低于“將原料完全生成鐵氧化物及so2所需的供氧量”，介于“將原料完全生成鐵氧化物所需供氧量”至“完全生成鐵氧化物及so2所需供氧量”之間；通過調節(jié)惰性氣體量和供氧量來控制反應生成物系的溫度；生成的熱的氣固混合物不斷前移排出所述反應與蒸發(fā)設備3；

3)在除塵器10中對所述熱的氣固混合物中的氣體物系進行除塵；

4)冷凝器9連續(xù)地間接冷卻除塵后的氣體物系，將氣體物系中所含硫蒸汽進行冷凝冷卻；并連續(xù)地排出含so2的惰性氣體；

5)連續(xù)地排出反應生成物系中包括除塵灰的固體物系并直接冷卻，氧化鐵混合物的固體產(chǎn)出物在潤濕狀態(tài)下轉運和貯存。

進一步地，所述方法的具體步驟為：

s1.鐵硫基原料a從投料貯斗1因重力落入推料機構2中，推料機構2將所述鐵硫基原料a連續(xù)送入反應與蒸發(fā)設備3的入口端并在其入口端形成一段常溫的致密料層并在該位置始終保持；隨著推料機構2的往復推料動作，致密料層前移；空氣鼓風機4將空氣b送入反應與蒸發(fā)設備3；

s2.進入反應與蒸發(fā)設備3的致密料層，前移經(jīng)過設在本設備前部的空氣吹管時，即被吹管本身及其噴吹出的氣流所碎化和分散；疏松料層與空氣b接觸時，發(fā)生氧化自燃；所放出的反應熱將原料自有以及生成的單質硫蒸發(fā)為硫蒸汽；為將鐵硫化物充分氧化為鐵氧化物，加入空氣量必需略大于生成鐵氧化物所需的供氧量；過剩的氧與單質硫蒸汽反應生成so2，也釋放出熱量；熱的氣固混合物不斷前移排出所述反應與蒸發(fā)設備3；氣體與固體分別通過豎直的氣體出口排入除塵器10、熱固體排入鐵渣冷卻器5；

s3.由所述反應與蒸發(fā)設備3排出的氣體進入除塵器10去除固體飛灰后再進入所述硫冷凝器9；

s4.脫灰熱氣體與移熱介質間接換熱后冷卻到100～270℃，所述脫灰熱氣體中硫磺蒸汽同時冷凝成硫液滴，硫液滴通過硫冷凝器9底部的接口排入硫液封槽8后以液硫狀態(tài)排出本系統(tǒng)；去除硫液滴的氣體送入其他裝置消納或就地洗凈脫硫后排放；

s5.除塵器10排出的固體飛灰通過與鐵渣冷卻器5豎直相連的接口排入鐵渣冷卻器5；鐵渣冷卻器5排出的固體物料落入淬冷水封槽6；所述淬冷水封槽6將熱固體物料淬冷，槽內(nèi)蒸發(fā)損失的水連續(xù)補充，同時使固體物料顆粒保持疏松孔隙易于潤濕。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，s1-s5均在較低絕壓壓強下進行，范圍在0.01～0.2mpa之間。

優(yōu)選地，所述絕壓壓強為0.05～0.15mpa。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，s1的空氣加入量與加入的固體原料量及成份有關，視處置產(chǎn)物對鐵硫化物殘留的允許值，可以由本領域技術人員根據(jù)具體情況而確定。

優(yōu)選地，s1還包括：所述空氣鼓風機4將空氣b與循環(huán)氣體抽吸器11抽吸的硫冷凝器9排出的部分煙氣混合后，再送入反應與蒸發(fā)設備3。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，在s2中在反應與蒸發(fā)設備3中所產(chǎn)生的反應熱使料層由常溫迅速達到反應溫度t，其中100℃<t<1200℃。

優(yōu)選地，140℃<t<445℃。

更優(yōu)選地，240℃<t<350℃。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，在s3中排出所述反應與蒸發(fā)設備3的氣體含有固體飛灰、硫蒸汽、so2，其余為n2、co2等不具有反應性的惰性氣體。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，s4還包括：從所述硫冷凝器9排出的煙氣部分被循環(huán)氣體抽吸器11抽吸到系統(tǒng)前端與空氣b混合，其余煙氣送入其他裝置消納或就地洗凈脫硫后排放。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，在s4中所述脫灰熱氣體與移熱介質間接換熱后優(yōu)選冷卻到132～150℃。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，在s4中所述去除硫液滴的氣體含有so2、n2、co2等成份。

相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)和方法具有以下優(yōu)點：本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)運行溫度明顯降低，so2產(chǎn)生量大幅減少，封閉的連續(xù)處置方式避免了煙塵逸散，固體產(chǎn)出物潤濕轉運和貯存，實現(xiàn)處置過程的本質清潔；所產(chǎn)硫磺便于貯運且用途廣泛；固體產(chǎn)出物和硫磺的貯運本質安全；系統(tǒng)的物、能消耗和人工作業(yè)強度明顯降低；工藝簡短。本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)和方法大幅提升了諸如廢脫硫劑、硫鐵礦、廢硫渣等高含硫量鐵基物的資源化利用水平，具有極高的經(jīng)濟價值和環(huán)保價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1～2的系統(tǒng)流程圖。

圖2為本發(fā)明實施例3～5的系統(tǒng)流程圖。

主要設備、部件和介質的符號說明：

投料貯斗1，推料機構2，反應與蒸發(fā)設備3，空氣鼓風機4，鐵渣冷卻器5，淬冷水封槽6，濕料貯斗7，硫液封槽8，硫冷凝器9，除塵器10，循環(huán)氣體抽吸器11。

鐵硫基原料a，空氣b，液體硫磺c，鍋爐供水d，含so2煙氣e，蒸汽f，內(nèi)循環(huán)煙氣g。

具體實施方式

下文將結合具體實施方式和實施例，具體闡述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和各種效果將由此更加清楚地呈現(xiàn)。本領域技術人員應理解，這些具體實施方式和實施例是用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。

在整個說明書中，除非另有特別說明，本文使用的術語應理解為如本領域中通常所使用的含義。因此，除非另有定義，本文使用的所有技術和科學術語具有與本發(fā)明所屬領域技術人員的一般理解相同的含義。若存在矛盾，本說明書優(yōu)先。

除非另有特別說明，本發(fā)明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設備等，均可通過市場購買得到或者可通過現(xiàn)有方法制備得到。

本發(fā)明提供了一種高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其包括：連續(xù)進料設備、反應與蒸發(fā)設備、除塵設備、冷卻設備及槽類設備：

其中，

所述連續(xù)進料設備包括投料貯斗1、推料機構2和空氣鼓風機4；所述投料貯斗1的下端與推料機構2相連，鐵硫基原料a由于重力落入推料機構2中；所述推料機構2將所述鐵硫基原料a連續(xù)送入所述反應與蒸發(fā)設備3的入口；所述空氣鼓風機4將空氣b送入所述反應與蒸發(fā)設備3；

所述反應與蒸發(fā)設備依據(jù)設備內(nèi)固體物料流向水平微傾斜設置，其豎直的氣體出口與除塵設備的氣體進口相連，其熱固體出口與中心同軸安裝的鐵渣冷卻器5相連；所述反應與蒸發(fā)設備3帶有加熱器以提供反應開始進行的啟始條件；

所述除塵設備為除塵器10，其除塵灰出口與所述鐵渣冷卻器5豎直相連，其氣體出口與硫冷凝器9對接。

所述冷卻設備包括鐵渣冷卻器5和硫冷凝器9；所述鐵渣冷卻器5內(nèi)固體物料與移熱介質間接換熱，其固體物料進口有兩處：一處與所述反應與蒸發(fā)設備3熱固體物料出口中心同軸相連、一處與所述除塵器10除塵灰出口豎直相連，鐵渣冷卻器5的固體物料出口與淬冷水封槽6相連；所述硫冷凝器9中脫灰熱氣體與移熱介質間接換熱，熱氣體中所含硫磺蒸汽被冷凝成硫液滴后通過設備底部的接口排入硫液封槽8，硫冷凝器9排出氣體含有so2，將所述含so2煙氣送入其他裝置消納或就地洗凈脫硫后排放；

所述槽類設備包括硫液封槽8、淬冷水封槽6和濕料貯斗7；所述硫液封槽8和淬冷水封槽6都具有液封功能，兩者的進料管均插入槽內(nèi)保持特定液位的液體中；硫液封槽8將硫冷凝器來的液硫c等量排出；所述淬冷水封槽6配有固體物料輸送設施，將熱固體物料淬冷潤濕后轉移至所述濕料貯斗7。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，所述循環(huán)氣體抽吸器11根據(jù)原料中鐵硫含量高低，可以不采用或采用不同輸送能力的抽吸器；一般來說，高活性硫含量的原料采用大流量的抽吸器，以降低硫的表面蒸汽分壓，使原料反應時易于硫的蒸發(fā)，相應降低了反應溫度。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其中所述推料機構2選自旋轉密封閥、螺旋給料機或電動液壓柱塞中的一種。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其中所述反應與蒸發(fā)設備3依據(jù)設備內(nèi)固體物料流向水平微傾斜設置，當所述設備水平向下微傾斜，可利用自身重力克服部分移動摩擦力；當所述設備水平向上微傾斜，可利用推料機構來提供克服全部自身重力及移動摩擦力的動力。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其中所述反應與蒸發(fā)設備3所帶的加熱器以電加熱器或以供熱介質用夾套方式供熱。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其中所述除塵器10將所述反應與蒸發(fā)設備3排出的氣體在此除去夾帶的飛灰，除塵灰出口與鐵渣冷卻器5豎直相連，脫灰的熱氣體送入硫冷凝器9，所述除塵器10選自重力除塵器或電除塵器中的一種。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其中所述硫冷凝器9依據(jù)設備內(nèi)脫灰熱氣體流向水平微傾斜或豎直設置。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其中所述冷卻設備中鐵渣冷卻器和硫冷凝器所使用的移熱介質可依據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的外部公輔條件來采用常溫空氣b、鍋爐供水d、循環(huán)冷卻水或導熱油中的一種或幾種。所述移熱介質可以在所述系統(tǒng)的組成設備中開路使用，如：鍋爐供水送入硫冷凝器產(chǎn)生蒸汽或熱水；等等。移熱介質也可以在所述系統(tǒng)的組成設備間串聯(lián)起來梯級使用，如：常溫空氣在鐵渣冷卻器及/或硫冷凝器被加熱后送入反應與蒸發(fā)設備；鍋爐供水在鐵渣冷卻器加熱后送入硫冷凝器；等等。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其中所述淬冷水封槽6將熱固體物料淬冷，使固體物料保持疏松易于潤濕，槽內(nèi)連續(xù)補充淬冷蒸發(fā)的水，所述淬冷水封槽6還配有固體物料輸送機械。

進一步地，所述固體物料輸送機械選自鏈板機、抓斗或旋轉密封閥中的一種，將潤濕物料轉移至濕料貯斗7，轉移過程沒有揚塵。

在本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)的組成設備中，除了連續(xù)進料設備中投料貯斗、推料機構和空氣鼓風機以及槽類設備中的淬冷水封槽和濕料貯斗之外，其余均有保溫絕熱的措施。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其中連續(xù)進料設備還包括循環(huán)氣體抽吸器11。

進一步地，所述循環(huán)氣體抽吸器11選自鼓風機或文氏管中的一種，抽吸硫冷凝器排出的部分煙氣混入空氣鼓風機送來的空氣中。

根據(jù)本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理系統(tǒng)，其組成設備/部件/移熱介質均可以依據(jù)介質流向順序和工藝功能對接的方式來組合成幾件集成化部件/設備或一套集成化設備。據(jù)此進行的組合和修飾，均應理解為在本次申請內(nèi)容及其等同技術的范圍之內(nèi)。

本發(fā)明還提供了一種高含硫量鐵基物無害化處理的方法，其采用上述系統(tǒng)進行高含硫量鐵基物無害化處理，所述方法包括：

1)在連續(xù)進料設備中連續(xù)加入高含硫量鐵基物原料a、氧氣和惰性氣體；

2)上述三種物質在反應與蒸發(fā)設備3中混合后發(fā)生氧化，所釋放的能量持續(xù)提供原料分解、蒸發(fā)所需的驅動力。其中供氧量“低于將原料完全生成鐵氧化物及so2所需的供氧量”；視處置產(chǎn)物對鐵硫化物殘留的允許值，可低于“將原料完全生成鐵氧化物所需的供氧量”；一般介于“將原料完全生成鐵氧化物所需供氧量”至“完全生成鐵氧化物及so2所需供氧量”之間。氧化放熱使原料自有以及生成的單質硫蒸發(fā)為硫蒸汽；為將鐵硫化物充分氧化為鐵氧化物，加入空氣量必需略大于生成鐵氧化物所需的供氧量；過剩的氧與單質硫蒸汽反應生成so2，也釋放出熱量；以調節(jié)惰性氣體量和供氧量來控制反應生成物系的溫度；生成的熱的氣固混合物不斷前移排出所述反應與蒸發(fā)設備3；

3)在除塵器10中對所述熱的氣固混合物中的氣體物系進行除塵；

4)冷凝器9連續(xù)地間接冷卻除塵后的氣體物系，將氣體物系中所含硫蒸汽進行冷凝冷卻；并連續(xù)地排出含so2的惰性氣體；

5)連續(xù)地排出反應生成物系中包括除塵灰的固體物系并直接冷卻，氧化鐵混合物的固體產(chǎn)出物在潤濕狀態(tài)下轉運和貯存。

進一步地，所述方法的具體步驟為：

s1.鐵硫基原料a從投料貯斗1因重力落入推料機構2中，推料機構2將所述鐵硫基原料a連續(xù)送入反應與蒸發(fā)設備3的入口端并在其入口端形成一段常溫的致密料層并在該位置始終保持；隨著推料機構2的往復推料動作，致密料層前移；空氣鼓風機4將空氣b送入反應與蒸發(fā)設備3；

s2.進入反應與蒸發(fā)設備3的致密料層，前移經(jīng)過設在所述反應與蒸發(fā)設備3前部的空氣吹管時，即被吹管本身及其噴吹出的氣流所碎化和分散；疏松料層與空氣b接觸時，發(fā)生氧化自燃；所放出的反應熱將原料自有以及生成的單質硫蒸發(fā)為硫蒸汽；為將鐵硫化物充分氧化為鐵氧化物，加入空氣量必需略大于生成鐵氧化物所需的供氧量；過剩的氧與單質硫蒸汽反應生成so2，也釋放出熱量；熱的氣固混合物不斷前移排出所述反應與蒸發(fā)設備3；氣體與固體分別通過豎直的氣體出口排入除塵器10、熱固體排入鐵渣冷卻器5；

s3.由所述反應與蒸發(fā)設備3排出的氣體進入除塵器10去除固體飛灰后再進入所述硫冷凝器9；

s4.與脫灰熱氣體移熱介質間接換熱后冷卻到100～270℃，所述脫灰熱氣體中硫磺蒸汽同時冷凝成硫液滴，硫液滴通過硫冷凝器9底部的接口排入硫液封槽8后以液硫狀態(tài)排出本系統(tǒng)；去除硫液滴的氣體送入其他裝置消納或就地洗凈脫硫后排放；

s5.除塵器10排出的固體飛灰通過與鐵渣冷卻器5豎直相連的接口排入鐵渣冷卻器5；鐵渣冷卻器5排出的固體物料落入淬冷水封槽6；所述淬冷水封槽6將熱固體物料淬冷，槽內(nèi)蒸發(fā)損失的水連續(xù)補充，同時使固體物料顆粒保持疏松孔隙易于潤濕。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，s1-s5均在較低絕壓壓強下進行，范圍在0.01～0.2mpa之間。

優(yōu)選地，所述絕壓壓強為0.05～0.15mpa。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，s1的空氣加入量與加入的固體原料量及成份有關，可以由本領域技術人員根據(jù)具體情況而確定，其中供氧量低于“將原料完全生成鐵氧化物及so2所需的供氧量”；視處置產(chǎn)物對鐵硫化物殘留的允許值，可低于“將原料完全生成鐵氧化物所需的供氧量”；一般介于“將原料完全生成鐵氧化物所需供氧量”至“完全生成鐵氧化物及so2所需供氧量”之間。

在高含硫量鐵基物氧化反應時加入惰性氣體，降低反應生成物系的溫度；同時也降低了生成物氣體物系中硫蒸汽的分壓，易于硫在低于其沸點溫度下蒸發(fā)。所述惰性氣體是指n2、co2等不具有反應性的氣體。

優(yōu)選地，s1還包括：所述空氣鼓風機4將空氣b與循環(huán)氣體抽吸器11抽吸的硫冷凝器9排出的部分煙氣混合后，再送入反應與蒸發(fā)設備3。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，當所述反應與蒸發(fā)設備排出的反應生成物系的溫度偏離控制溫度范圍時，通過調節(jié)惰性氣體量和供氧量來控制反應生成物系的溫度t，提升了對原料組成的適應性。

具體地，在s2中在反應與蒸發(fā)設備3中所產(chǎn)生的反應熱使料層由常溫迅速達到反應溫度t，其中100℃<t<1200℃。

優(yōu)選地，140℃<t<445℃。

更優(yōu)選地，240℃<t<350℃。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，排出所述反應與蒸發(fā)設備3的氣體進入除塵器10去除固體飛灰后再進入所述硫冷凝器9，硫蒸汽冷凝冷卻前，設置除塵設備對生成物氣體物系進行除塵，以減少對液硫產(chǎn)物的污染。在s3中排出所述反應與蒸發(fā)設備3的氣體含有固體飛灰、硫蒸汽、so2、其余為n2、co2等不具有反應性的惰性氣體。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，s4還包括：從所述硫冷凝器9排出的煙氣部分被循環(huán)氣體抽吸器11抽吸到系統(tǒng)前端與空氣b混合，其余煙氣送入其他裝置消納或就地洗凈脫硫后排放。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，在s4中所述除塵器10排出的脫灰熱氣體與移熱介質(鍋爐供水d)間接換熱后優(yōu)選冷卻到132～150℃。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，在s4中所述去除硫液滴的氣體含有so2、n2、co2等成份。所述脫灰熱氣體中硫磺蒸汽同時冷凝成硫液滴；去除硫液滴的氣體含有so2、n2、co2等成份，含so2煙氣e排出本系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，在s5中除塵器10排出的固體飛灰通過與鐵渣冷卻器5豎直相連的接口排入鐵渣冷卻器5；反應與蒸發(fā)設備3排出的熱固體在鐵渣冷卻器5內(nèi)冷卻的同時，固體的孔隙結構中氣體收縮，對除塵器10由重力作用排出的固體飛灰也產(chǎn)生吸附集聚作用；鐵渣冷卻器5排出的固體物料落入淬冷水封槽6。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，大宗的處置產(chǎn)物是常溫下沒有自燃風險和污染風險的氧化鐵混合物和硫磺；少量處置產(chǎn)物是含so2煙氣。

根據(jù)本發(fā)明所述的高含硫量鐵基物無害化處理的方法，所述淬冷水封槽6將熱固體物料淬冷，槽內(nèi)蒸發(fā)損失的水連續(xù)補充，同時使固體物料顆粒保持疏松孔隙易于潤濕，淬冷水封槽還配有固體物料輸送機械如：鏈板機、抓斗、旋轉密封閥等，將潤濕物料轉移至濕料貯斗，轉移過程沒有揚塵。

綜上所訴，本發(fā)明所述高含硫量鐵基物無害化處理的系統(tǒng)和方法的主要特點在于：1)由物料自身氧化所釋放的能量提供了系統(tǒng)運行所需的反應、蒸發(fā)等驅動力；并能副產(chǎn)蒸汽或熱水；2)通過原料空氣攜入的惰性氣體以及內(nèi)循環(huán)的惰性氣體，使硫蒸汽的分壓降低，系統(tǒng)工作溫度介于硫磺的升華溫度和汽化溫度之間；3)通過調節(jié)加入的空氣量以及惰性氣體的風量來控制系統(tǒng)工作溫度；提升了對原料組成變化的適應性；4)系統(tǒng)因進料端的致密料層和出料端的液封結構，保持了整體的嚴密性；5)所設置的除塵設備減少了對液硫產(chǎn)物的污染；6)用于固體物料進料的推料機構僅需提供固體物料通過系統(tǒng)所需克服摩擦力的做功；7)連續(xù)地進料與出料，避免了對環(huán)境的逸散，也使系統(tǒng)的能耗及人工作業(yè)強度明顯降低；8)固體產(chǎn)出物潤濕轉運和貯存，避免揚塵；9)設備/部件常規(guī)、流程精小、工藝簡化。

實施例1

本實施例提供了一種對高含硫量鐵基物—廢脫硫劑的無害化處理的系統(tǒng)，其包括：連續(xù)進料設備、反應與蒸發(fā)設備、除塵設備、冷卻設備及槽類設備，如圖1所示。

所述連續(xù)進料設備包括投料貯斗1、推料機構2和空氣鼓風機4；所述投料貯斗1的下端與所述推料機構2相連，鐵硫基原料a由于重力落入所述推料機構2中；所述推料機構2將鐵硫基原料a連續(xù)送入所述反應與蒸發(fā)設備3的入口端并在其入口端形成一段致密料層；所述空氣鼓風機4將空氣b通過所述鐵渣冷卻器5加熱后再送入所述反應與蒸發(fā)設備3入口端的致密料層后側。

加入所述反應與蒸發(fā)設備3的鐵硫基原料a在本設備內(nèi)氧化蒸發(fā)，并將產(chǎn)生的鐵氧化物、硫蒸汽和含so2氣體的混合物排出；所述反應與蒸發(fā)設備3依據(jù)設備內(nèi)固體物料流向水平微傾斜設置，其熱固體出口與中心同軸安裝的鐵渣冷卻器5對接，其豎直的氣體出口與除塵器10的氣體進口相連；所述反應與蒸發(fā)設備3帶有加熱器以提供反應開始進行的啟始條件。

所述除塵設備為除塵器10，其除塵灰出口與所述鐵渣冷卻器5豎直相連，其氣體出口與所述硫冷凝器9對接，所述反應與蒸發(fā)設備3排出的氣體在此除去夾帶的飛灰。

所述冷卻設備包括鐵渣冷卻器5和硫冷凝器9；所述鐵渣冷卻器5內(nèi)固體物料與空氣b間接換熱，其固體物料進口有兩處：一處與所述反應與蒸發(fā)設備3熱固體物料出口中心同軸相連、一處與所述除塵器10的除塵灰出口豎直相連，所述鐵渣冷卻器5的固體物料出口與淬冷水封槽6相連；所述硫冷凝器9依據(jù)設備內(nèi)脫灰熱氣體流向水平微傾斜或豎直設置，脫灰熱氣體與系統(tǒng)外供應的鍋爐供水d間接換熱排出本系統(tǒng)，熱氣體中所含硫磺蒸汽被冷凝成硫液滴后通過設備底部的接口排入所述硫液封槽8，含so2煙氣e排出本系統(tǒng)；所述硫冷凝器9將鍋爐供水d加熱產(chǎn)生蒸汽f排出本系統(tǒng)。

所述槽類設備包括硫液封槽8、淬冷水封槽6和濕料貯斗7；所述硫液封槽8和淬冷水封槽6都具有液封功能，兩者的進料管均插入槽內(nèi)保持特定液位的液體中；所述硫液封槽8將液硫c排出本系統(tǒng)；所述淬冷水封槽6配有固體物料輸送設施，將熱固體物料淬冷潤濕后轉移至所述濕料貯斗7。

在上述的系統(tǒng)中，所述推料機構2是電動液壓柱塞。

所述反應與蒸發(fā)設備3帶有加熱器，所附加熱器是電加熱器。

所述除塵器10是重力除塵器。

所述淬冷水封槽6配有的固體物料輸送機械是鏈板機。

實施例2

本實施例采用實施例1的系統(tǒng)對廢脫硫劑進行無害化處理。所述廢脫硫劑處理負荷為1t/h，以重量百分比計，其組成為：fe2o321.57％、s28.46％、其余為不可氧化的ca、mg、al、k、na的氧化物。

將上述廢脫硫劑從所述投料貯斗1中由于重力落入所述推料機構2中；所述推料機構2將所述廢脫硫劑連續(xù)送入所述反應與蒸發(fā)設備3的入口端并在其入口端形成一段常溫的致密料層并在該位置始終保持；隨著推料機構的往復推料動作，致密料層前移；所述空氣鼓風機4將空氣b通過所述鐵渣冷卻器5加熱后再送入所述反應與蒸發(fā)設備3，空氣b的流量略大于將鐵硫基原料a完全生成鐵氧化物所需供氧量的對應空氣量；

進入所述反應與蒸發(fā)設備3的致密料層，前移經(jīng)過設在本設備前部的空氣吹管時，即被吹管本身及其噴吹出的氣流所碎化和分散；疏松料層與空氣接觸時，發(fā)生氧化自燃；所放出的反應熱將原料自有以及生成的單質硫蒸發(fā)為硫蒸汽；鐵硫化物充分氧化為鐵氧化物后，過剩的氧與單質硫蒸汽反應生成so2，也釋放出熱量；通過調節(jié)空氣b的流量，使反應熱使料層由常溫迅速達到431℃；

熱的氣固混合物不斷前移排出所述反應與蒸發(fā)設備3時，氣固分離；含有固體飛灰、硫蒸汽、so2、其余為n2、co2等惰性氣體的氣體物系通過豎直的氣體出口排入所述除塵器10去除其中的固體飛灰；熱固體則排入所述鐵渣冷卻器5。所述除塵器采用重力除塵器，氣體流速為0.2m/s。

由所述除塵器10排出的熱氣體進入所述硫冷凝器9中與移熱介質—鍋爐供水d間接換熱后冷卻到132℃，脫灰熱氣體中硫磺蒸汽同時冷凝成硫液滴；去除硫液滴的氣體含有so2、n2、co2等成份，含so2煙氣e排出本系統(tǒng)；同時，在所述硫冷凝器中，鍋爐供水d與介質氣體間接換熱后產(chǎn)生蒸汽f排出本系統(tǒng)；所述硫冷凝器9內(nèi)冷凝得到硫液滴通過其底部的接口排入所述硫液封槽8后以液硫c排出本系統(tǒng)，系統(tǒng)中硫液封槽和淬冷水封槽的液封高度依據(jù)系統(tǒng)排出煙氣壓力25kpa(表壓)設定。

所述除塵器10排出的固體飛灰排入所述鐵渣冷卻器5；所述反應與蒸發(fā)設備3排出的熱固體在所述鐵渣冷卻器5內(nèi)冷卻的同時，固體的孔隙結構中氣體收縮，對所述除塵器10由重力作用排出的固體飛灰也產(chǎn)生吸附集聚作用；所述鐵渣冷卻器5排出的固體物料落入所述淬冷水封槽6；所述淬冷水封槽6將熱固體物料淬冷潤濕，槽內(nèi)蒸發(fā)損失的水連續(xù)補充，并用所配的鏈板機將濕物料轉移至所述濕料貯斗7，轉移過程沒有揚塵。

廢脫硫劑加入量為1t/h時，加入247m3/h空氣，此流量略大于將廢脫硫劑原料完全生成鐵氧化物所需供氧量的對應空氣量；鼓風機將空氣通過鐵渣冷卻器加熱后送入反應與蒸發(fā)設備；廢脫硫劑與空氣在反應與蒸發(fā)設備內(nèi)發(fā)生氧化自燃，料層溫度達到431℃；廢脫硫劑中鐵硫化物被氧化為鐵氧化物的同時，其中活性硫也分解、蒸發(fā)；熱的氣固混合物不斷前移排出反應與蒸發(fā)設備，熱氣體與固體分別進入除塵器和鐵渣冷卻器；393m3/h(標態(tài))、431℃的熱氣體在除塵器去除固體飛灰后，其中硫蒸汽約48.1v％，再進入硫冷凝器中與鍋爐供水間接換熱后冷卻到138℃，冷凝得到的液硫和降溫的煙氣排出系統(tǒng)。系統(tǒng)排出含so2煙氣的流量約為204m3/h(標態(tài))，成份約為(v％)：s0.5％、so23.9％、n294.4％；得到硫磺約271kg/h，對于原料的全硫分收率約為95.1％；硫冷凝器產(chǎn)生0.4mpa的蒸汽約107kg/h排出本系統(tǒng)；得到的鐵氧化物含硫小于0.2wt％。

保持廢脫硫劑加入量為1t/h，將空氣量減少到238m3/h，各處數(shù)據(jù)變化如下：反應與蒸發(fā)設備排出熱氣體386m3/h(標態(tài))、389℃，其中硫蒸汽約49.5v％；系統(tǒng)排出含so2煙氣的流量約為195m3/h(標態(tài))，成份約為(v％)：s0.5％、so23.1％、n295.2％；得到硫磺約273kg/h，對于原料的全硫分收率約為96.0％；硫冷凝器產(chǎn)生0.4mpa的蒸汽約104kg/h排出本系統(tǒng)；得到的鐵氧化物含硫小于0.2wt％。

實施例3

本實施例提供了一種對高含硫量鐵基物—廢脫硫劑的無害化處理的系統(tǒng)，其包括：連續(xù)進料設備、反應與蒸發(fā)設備、除塵設備、冷卻設備及槽類設備。與實施例1相比，在系統(tǒng)的連續(xù)進料設備中增加了循環(huán)氣體抽吸器11，如圖2所示。

所述連續(xù)進料設備包括投料貯斗1、推料機構2、空氣鼓風機4和循環(huán)氣體抽吸器11；所述投料貯斗1、推料機構2和空氣鼓風機4的功能及配置與實施例1相同；所述循環(huán)氣體抽吸器11將所述硫冷凝器9排出的部分煙氣混入空氣鼓風機4送來的、通過所述鐵渣冷卻器5加熱后的空氣b中；其余的反應與蒸發(fā)設備、除塵設備、冷卻設備及槽類設備的功能及配置皆與實施例1相同。

在上述的系統(tǒng)中，所述循環(huán)氣體抽吸器11是文氏管引射器，在上述的系統(tǒng)中，所述循環(huán)氣體抽吸器根據(jù)原料中鐵硫含量高低，可以采用不同輸送能力的抽吸器。

實施例4

本實施例提供了一種對廢脫硫劑的無害化處理的方法，其為采用實施例3的系統(tǒng)所述廢脫硫劑的進行無害化處理的方法，該方法包括以下步驟：

所述空氣鼓風機4將空氣b通過所述鐵渣冷卻器5加熱后、與所述循環(huán)氣體抽吸器11抽吸的硫冷凝器9排出的部分煙氣混合后，再送入所述反應與蒸發(fā)設備3，空氣b的流量略大于將所述廢脫硫劑完全生成鐵氧化物所需供氧量的對應空氣量；所述廢脫硫劑從所述投料貯斗1中由于重力落入所述推料機構2中；所述推料機構2將上述廢脫硫劑連續(xù)送入所述反應與蒸發(fā)設備3的入口端并在其入口端形成一段常溫的致密料層并在該位置始終保持；隨著推料機構的往復推料動作，致密料層前移。所述循環(huán)氣體抽吸器采用文氏管引射器，吸氣能力為120m3/h。

進入所述反應與蒸發(fā)設備3的致密料層，前移經(jīng)過設在本設備前部的空氣吹管時，即被吹管本身及其噴吹出的氣流所碎化和分散；疏松料層與空氣接觸時，發(fā)生氧化自燃；所放出的反應熱將原料自有以及生成的單質硫蒸發(fā)為硫蒸汽；鐵硫化物充分氧化為鐵氧化物后，過剩的氧與單質硫蒸汽反應生成so2，也釋放出熱量；通過調節(jié)空氣b的流量，使反應熱使料層由常溫迅速達到373℃；

熱的氣固混合物不斷前移排出所述反應與蒸發(fā)設備3時，氣固分離；含有固體飛灰、硫蒸汽、so2、其余為n2、co2等惰性氣體的氣體物系通過豎直的氣體出口排入所述除塵器10去除其中的固體飛灰；熱固體則排入所述鐵渣冷卻器5。所述除塵器采用重力除塵器，氣體流速為0.2m/s。

由所述除塵器10排出的熱氣體進入所述硫冷凝器9中與鍋爐供水d間接換熱后冷卻到138℃，介質氣體中硫磺蒸汽同時冷凝成硫液滴；去除硫液滴的氣體含有so2、n2、co2等成份，從所述硫冷凝器9排出的煙氣部分被循環(huán)氣體抽吸器11抽吸到系統(tǒng)前端，其余的含so2煙氣e排出本系統(tǒng)；同時，在所述硫冷凝器中，鍋爐供水d與介質氣體間接換熱后產(chǎn)生蒸汽f排出本系統(tǒng)；所述硫冷凝器9內(nèi)冷凝得到硫液滴通過其底部的接口排入所述硫液封槽8后以液硫c排出本系統(tǒng)。

所述除塵器10排出的固體飛灰排入所述鐵渣冷卻器5；所述反應與蒸發(fā)設備3排出的熱固體在所述鐵渣冷卻器5內(nèi)冷卻的同時，固體的孔隙結構中氣體收縮，對所述除塵器10由重力作用排出的固體飛灰也產(chǎn)生吸附集聚作用；所述鐵渣冷卻器5排出的固體物料落入所述淬冷水封槽6；所述淬冷水封槽6將熱固體物料淬冷潤濕，槽內(nèi)蒸發(fā)損失的水連續(xù)補充，并用所配的固體物料輸送機械將濕物料轉移至所述濕料貯斗7，轉移過程沒有揚塵。

廢脫硫劑加入量為1t/h時，加入247m3/h空氣，此流量略大于將廢脫硫劑原料完全生成鐵氧化物所需供氧量的對應空氣量；鼓風機將空氣通過鐵渣冷卻器后、與循環(huán)氣體抽吸器抽吸的硫冷凝器排出的部分煙氣混合后，再送入反應與蒸發(fā)設備；廢脫硫劑與空氣在反應與蒸發(fā)設備內(nèi)發(fā)生氧化自燃，料層溫度達到373℃；廢脫硫劑中鐵硫化物被氧化為鐵氧化物的同時，其中活性硫也分解、蒸發(fā)；熱的氣固混合物不斷前移排出反應與蒸發(fā)設備，熱氣體與固體分別進入除塵器和鐵渣冷卻器；513m3/h(標態(tài))、373℃的熱氣體在除塵器去除固體飛灰后，其中硫蒸汽約36.8v％，再進入硫冷凝器中與鍋爐供水間接換熱后冷卻到150℃，冷凝得到的液硫和降溫的煙氣排出系統(tǒng)。硫冷凝器排出含so2煙氣的流量約為324m3/h(標態(tài))；系統(tǒng)排出含so2煙氣的流量約為204m3/h(標態(tài))，成份約為(v％)：s0.5％、so23.9％、n294.4％；得到硫磺約271kg/h，對于原料的全硫分收率約為95.2％；硫冷凝器產(chǎn)生0.4mpa的蒸汽約107kg/h排出本系統(tǒng)；得到的鐵氧化物含硫小于0.17wt％。

實施例5

本實施例提供了一種對含硫殘渣的無害化處理的方法，其為采用實施例3的系統(tǒng)所述含硫殘渣的進行無害化處理的方法，該方法包括以下步驟：

所述空氣鼓風機4將空氣b通過所述鐵渣冷卻器5加熱后、與所述循環(huán)氣體抽吸器11抽吸的硫冷凝器9排出的部分煙氣混合后，再送入所述反應與蒸發(fā)設備3，空氣b的流量略大于將所述含硫殘渣a完全生成鐵氧化物所需供氧量的對應空氣量；所述含硫殘渣a從所述投料貯斗1中由于重力落入所述推料機構2中；所述推料機構2將上述含硫殘渣a連續(xù)送入所述反應與蒸發(fā)設備3的入口端并在其入口端形成一段常溫的致密料層并在該位置始終保持；隨著推料機構的往復推料動作，致密料層前移。所述循環(huán)氣體抽吸器采用風機，吸氣能力為800m3/h。

進入所述反應與蒸發(fā)設備3的致密料層，前移經(jīng)過設在本設備前部的空氣吹管時，即被吹管本身及其噴吹出的氣流所碎化和分散；疏松料層與空氣接觸時，發(fā)生氧化自燃；所放出的反應熱將原料自有以及生成的單質硫蒸發(fā)為硫蒸汽；鐵硫化物充分氧化為鐵氧化物后，過剩的氧與單質硫蒸汽反應生成so2，也釋放出熱量；通過調節(jié)空氣b的流量，使反應熱使料層由常溫迅速達到270℃；

熱的氣固混合物不斷前移排出所述反應與蒸發(fā)設備3時，氣固分離；含有固體飛灰、硫蒸汽、so2、其余為n2、co2等惰性氣體的氣體物系通過豎直的氣體出口排入所述除塵器10去除其中的固體飛灰；熱固體則排入所述鐵渣冷卻器5。所述除塵器采用重力除塵器，氣體流速為0.2m/s。

由所述除塵器10排出的熱氣體進入所述硫冷凝器9中與鍋爐供水d間接換熱后冷卻到138℃，介質氣體中硫磺蒸汽同時冷凝成硫液滴；去除硫液滴的氣體含有so2、n2、co2等成份，從所述硫冷凝器9排出的煙氣部分被循環(huán)氣體抽吸器11抽吸到系統(tǒng)前端，其余的含so2煙氣e排出本系統(tǒng)；同時，在所述硫冷凝器9中，鍋爐供水d與介質氣體間接換熱后產(chǎn)生蒸汽f排出本系統(tǒng)；所述硫冷凝器9內(nèi)冷凝得到硫液滴通過其底部的接口排入所述硫液封槽8后以液硫c排出本系統(tǒng)。

所述除塵器10排出的固體飛灰排入所述鐵渣冷卻器5；所述反應與蒸發(fā)設備3排出的熱固體在所述鐵渣冷卻器5內(nèi)冷卻的同時，固體的孔隙結構中氣體收縮，對所述除塵器10由重力作用排出的固體飛灰也產(chǎn)生吸附集聚作用；所述鐵渣冷卻器5排出的固體物料落入所述淬冷水封槽6；所述淬冷水封槽6將熱固體物料淬冷潤濕，槽內(nèi)蒸發(fā)損失的水連續(xù)補充，并用所配的固體物料輸送機械將濕物料轉移至所述濕料貯斗7，轉移過程沒有揚塵。

含硫殘渣a(s含量約95％、其余為feso4、銨鹽和焦油)加入量為580kg/h時，加入73.3m3/h空氣，此流量略大于將含硫殘渣原料完全生成鐵氧化物和co2所需供氧量的對應空氣量；鼓風機將空氣通過鐵渣冷卻器后、與循環(huán)氣體抽吸器抽吸的硫冷凝器排出的部分煙氣(800m3/h、標態(tài))混合后，再送入反應與蒸發(fā)設備；含硫殘渣a與氧氣在反應與蒸發(fā)設備內(nèi)發(fā)生氧化自燃，料層溫度達到270℃；含硫殘渣a中單質硫同時蒸發(fā)；熱的氣固混合物不斷前移排出反應與蒸發(fā)設備，熱氣體與固體分別進入除塵器和鐵渣冷卻器；1381.5m3/h(標態(tài))、270℃的熱氣體在除塵器去除固體飛灰后，其中硫蒸汽約26.8v％，再進入硫冷凝器9中與鍋爐供水間接換熱后冷卻到138℃，冷凝得到的液硫和降溫的煙氣排出系統(tǒng)。除塵器的工作壓強是14kpa(絕壓)。硫冷凝器排出含so2煙氣的流量約為1011.2m3/h(標態(tài))；系統(tǒng)排出含so2煙氣的流量約為211.2m3/h(標態(tài))，成份約為(v％)：s0.4％、so272.6％、n226.5％、co20.5％；得到硫磺(純度99.9％)約528kg/h，對于原料的全硫分收率約為95.8％。

由上述實施例可以看出，本發(fā)明提供的一種對高含硫量鐵基物無害化處理的方法和系統(tǒng)，通過控制供氧量降低了系統(tǒng)運行溫度和so2的產(chǎn)生量；再進一步通過加入惰性氣體降低系統(tǒng)運行溫度和提升硫磺蒸發(fā)的驅動力。

本發(fā)明所述對高含硫量鐵基物無害化處理的系統(tǒng)和方法與常見的處置方式——制酸法或燒結法中摻燒相比，具有如下特點：

(1)工況溫度顯著降低，制酸的工況溫度在750～950℃、燒結的工況溫度～1000℃，降低了設備材質的要求；

(2)硫元素的部分氧化使排出煙氣量明顯減少，由全氧化～1100m3/h降至～204m3/h，大幅降低了后續(xù)銜接本發(fā)明系統(tǒng)的煙氣消納或凈化系統(tǒng)的處理能力要求；降低了對特定的大工業(yè)消納裝置的依賴；

(3)大宗處置產(chǎn)物的資源化利用水平以及環(huán)境友好程度提升，氧化鐵粉和硫磺便于貯存和多途徑利用；

(4)由物料自身部分氧化所釋放的能量提供了系統(tǒng)運行所需的反應、蒸發(fā)等驅動力；并能副產(chǎn)蒸汽；

(5)通過結合物料性質和不同部位的差異化密封設計，實現(xiàn)物料裝入——卸出的過程清潔；因此，本發(fā)明具有系統(tǒng)投資少、環(huán)境友好、產(chǎn)物資源化利用水平高、運行成本低的突出優(yōu)點。本發(fā)明大幅提高了高含硫量鐵基物危險廢物的處置技術水平，并可應用于硫鐵礦等高含硫量鐵基物的資源化利用領域，具有極高的經(jīng)濟價值和環(huán)保價值。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領域內(nèi)的技術人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。

技術特征：

技術總結

本發(fā)明公開了一種對高含硫量鐵基物進行無害化處理的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)包括：連續(xù)進料設備、反應與蒸發(fā)設備、除塵設備、冷卻設備及槽類設備，用于解決高含硫量鐵基物危廢處理中存在的不足。根據(jù)本發(fā)明所述系統(tǒng)和方法，能夠將高含硫量鐵基物無害化處理為常溫下沒有自燃風險和污染風險的氧化鐵混合物和硫磺，具有系統(tǒng)投資少、環(huán)境友好、產(chǎn)物資源化利用水平高、運行成本低的突出優(yōu)點，大幅提高了高含硫量鐵基物危險廢物的處置技術水平。

技術研發(fā)人員：沈齊暉;高美琴

受保護的技術使用者：沈齊暉

技術研發(fā)日：2019.05.15

技術公布日：2019.08.20