半干法脱硫灰资源化高效综合利用技术

一、研发背景
      半干法脱硫工艺因其工艺流程短、占地小、投资省、控制简单、耗水少、无白色烟雨等优点，目前广泛应用于我国钢铁企业烧结、球团和燃煤电厂的烟气脱硫工程中。半干法脱硫灰是半干法烟气脱硫工艺产生的一种副产物，其主要成分为：游离氧化钙、亚硫酸钙、碳酸钙、硫酸钙和氢氧化钙等物质。由于半干法脱硫灰成分很不稳定，呈弱碱性，且容易分解，因此半干法脱硫灰的综合利用非常困难。
      目前半干法脱硫灰处理和利用技术主要围绕生产免烧砖、蒸养砖、水泥缓凝剂、胶凝材料、干混砂浆、路基材料、陶瓷、石膏制品、复合墙板用面板、建筑砌块、填筑材料等建筑材料，但最终因为半干法脱硫灰成分不稳定、实际掺配量小而无法实现产业化生产，绝大部分的脱硫灰还是被堆存、填埋、低值化处理、而非正规化处置。 

      随着生产的不断进行而不断增加的脱硫灰堆积保管成本和环保治理也会不断增加，同时其造成环境污染的风险也不断增加，这必然成为企业的极大负担。据有关统计：我国有将近800条燃煤机组及150余条烧结、球团采用半干法脱硫工艺。在生产过程中，每年都要产生超过2000万吨的半干法脱硫灰难以进行处理，研发新的半干法脱硫灰的高效综合利用技术迫在眉睫，并具有非常重大的意义。

二、技术工艺
      与湿脱硫石膏相比，半干法脱硫灰含有大量CaSO₃，其水化反应慢，稳定性差，遇高温其中的SO₂会重新释放，造成二次污染。同时Si、Al、Fe等杂质含量偏高，且大部分为不稳定物质， 呈强碱性。若将脱硫灰进行氧化处理，得到脱硫氧化石膏，可替代湿法脱硫石膏应用于建材行业。因此，探索研发低能耗、低成本、高效率、适合工业化生产的工艺和设备成为半干法脱硫灰资源化的关键。
      北科环境作为环保领域的“技术先导型企业”和“密相干塔半干法脱硫技术”的发明团队，针对半干法脱硫灰难以处理的问题，公司精心组织了10余名技术骨干，并联合北京科技大学能源与环境工程学院，于2018年率先研发出“三段式回转加热脱硫灰富氧氧化工艺”，该技术已荣获两项国家发明专利(201910305514.0; 201911211125.8)和一项实用新型专利(201921536161.7)，此技术的问世，对解决当前半干法脱硫灰处理难的问题具有重大的现实意义。 

上图：三段式回转富氧外加热脱硫灰氧化技术工艺流程图

下表：烧结烟气半干法脱硫灰氧化前后主要成分对比

三、技术特点
1. 转化效率高：采用三段回转窑氧化装置，转化效率高、产品性能稳定，可实现连续化生产、处理能力强。
2. 智能化控制：采用智能化燃烧调温系统，稳定控制窑内反应温度；采用智能氧浓度控制系统，保障反应气氛；采用智能化转速调节系统，保障反应时间。
3. 能耗低：采用烧结余热利用系统，节省能耗；采用原料预热、成品换热系统、采用温度梯级利用系统，节省能耗，提高产能。
4. 环境友好：系统无二次污染物排放。改性后脱硫灰变石膏，用于建材、建筑、装修等领域，为脱硫灰市场应用开辟了新途径。

四、中试基地