一种利用余热提高湿法脱硫石膏品质的系统及方法与流程

1.本发明属于节能环保领域，涉及一种利用余热提高湿法脱硫石膏品质的系统及方法。


背景技术：

2.目前，燃煤电厂产生的脱硫石膏总体情况是综合利用小于产出，产生的脱硫石膏主要的方式仍然是以堆存或者抛弃为主，这样的结果就会导致大量土地被占用，同时脱硫石膏含有一些对环境不友好的离子，在堆存过程中会有浸出现象，很容易造成二次污染。
3.脱硫石膏(caso4·
2h2o)自身经济附加值低、来源广、杂质多，要拓展石膏的应用领域，对其进行改性显得尤为必要。二水石膏在不同条件下加热脱水，会形成不同的脱水相。每种脱水相由于形成条件不同、脱水转变方式不同，具有不同的结构与相产物性能。
4.二水石膏在结晶水脱水前，首先需要脱除其携带的游离水，目前燃煤电厂脱硫石膏含水率普遍较高，一般在12％
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15％，甚至高达20％以上，含水率直接影响了二水石膏改性所消耗的热量。
5.燃煤电站在生产过程中，会产生少量温度在80℃以上的低品质蒸汽或热水，如伴热蒸汽、回收烟气余热的热水等，这些低品质蒸汽或热水无法二次利用或利用率较低，造成了热量浪费。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种利用余热提高湿法脱硫石膏品质的系统及方法，本发明能实现利用低品质蒸汽或热水的热量加热脱硫石膏，初步脱除石膏中的游离水，提高脱硫石膏的品质和余热的回收率，降低后续改性工序的热量消耗。
7.为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
8.一种利用余热提高湿法脱硫石膏品质的系统，包括利用余热系统、湿法脱硫石膏脱水层和设置于湿法脱硫石膏脱水层下料口位置的脱硫石膏下料装置，硫石膏下料装置包括脱硫石膏加热器，脱硫石膏加热器上开设有若干上下设置的、供脱水后的湿法脱硫石膏穿过的下料通道，脱硫石膏加热器内部在下料通道周围设有供热媒流通的空腔，所述空腔具有热媒进口和热媒出口，所述热媒进口与余热系统的余热介质出口连接。
9.优选的，脱硫石膏下料装置还包括吹灰装置，脱硫石膏下料装置中在脱硫石膏加热器的上下两侧分别设置有吹灰装置，脱硫石膏加热器上侧的吹灰装置用于吹扫下料通道入口，脱硫石膏加热器下侧的吹灰装置用于吹扫下料通道出口。
10.优选的，吹灰装置包括吹灰器和吹灰管道，吹灰管道设置于脱硫石膏加热器的一侧，吹灰器设置多个，多个吹灰器与吹灰管道连接并均匀分布于脱硫石膏加热器的一侧，吹灰器与吹灰管道连接的管路上设有用于电动阀门；
11.所述吹灰管道的入口连接于吹灰用压缩空气罐，且连接的管路上设有电动阀门。
12.优选的，余热系统包括低品质蒸汽源和/或低品质热水源，低品质蒸汽源和/或低品质热水源的余热介质出口与脱硫石膏加热器空腔的热媒进口连接，低品质蒸汽源的余热介质出口设有阀门，低品质热水源的余热介质出口设有水泵，水泵进口和出口均设有阀门。
13.优选的，本发明利用余热提高湿法脱硫石膏品质的系统还包括疏水池，脱硫石膏加热器空腔的热媒出口通过管路连接至疏水池。
14.优选的，脱硫石膏加热器的形式采用板式换热型式、管式换热型式或圆柱式换热型式；
15.脱硫石膏加热器的形式采用板式换热型式时，板间距距离为50mm
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200mm；
16.脱硫石膏加热器的形式采用管式换热型式时，换热管直径为20mm
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200mm，换热管型式为直管或蛇形管，换热管间距为100mm
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1000mm；
17.脱硫石膏加热器的形式采用圆柱式换热型式时，下料通道当量直径为50mm
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500mm，开孔率为20％
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60％。
18.优选的，脱硫石膏加热器的形式采用圆柱式换热型式时，下料通道的形状为圆柱体、长方体或上大下小的倒圆台。
19.优选的，脱硫石膏加热器高度为100mm
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1000mm。
20.优选的，本发明利用余热提高湿法脱硫石膏品质的系统还包括湿法脱硫石膏脱水装置本体和石膏库，湿法脱硫石膏脱水装置本体设置于湿法脱硫石膏脱水层下料口的上方，湿法脱硫石膏脱水装置本体的石膏出口与湿法脱硫石膏脱水层下料口位置对应，石膏库位于湿法脱硫石膏脱水层下料口的下方。
21.本发明还提供了一种利用余热提高湿法脱硫石膏品质的方法，包括如下过程：
22.脱水后的石膏落在脱硫石膏下料装置的上侧；余热系统的余热介质进入脱硫石膏加热器的内腔并对下料通道进行加热；
23.落在脱硫石膏下料装置上侧的石膏从下料通道的上端口流至下端口，在此过程中，脱硫石膏加热器内腔中的热媒对石膏进行换热、脱除石膏携带的游离水，对从下料通道下端口流出的石膏进行回收。
24.本发明具有以下有益效果：
25.本发明利用余热提高湿法脱硫石膏品质的系统中，通过在湿法脱硫石膏脱水层下料口位置设置脱硫石膏加热器，脱硫石膏加热器上开设有若干上下设置的、供脱水后的湿法脱硫石膏穿过的下料通道，因此利用下料通道能够使脱水后的石膏正常通过，又由于脱硫石膏加热器本身是个换热装置，因此利用脱硫石膏加热器在脱水后的石膏流经下料通道时能够脱除石膏携带的游离水，因此可大大降低脱硫石膏的含水率，提高石膏的品质，降低后续改性工序的能耗，改善脱硫石膏以堆存或者抛弃为主的现状。又由于热媒进口与余热系统的余热介质出口连接，因此本发明脱硫石膏加热器的加热热源采用的是系统的余热，因此还实现了余热利用、节能减排的效果。本发明利用余热提高湿法脱硫石膏品质的系统中，脱硫石膏下料装置设置于湿法脱硫石膏脱水层下料口位置，因此该脱硫石膏下料装置可利用现有湿法脱硫石膏脱水层的下料口位置进行改造，改造工作量较小，运行可靠，检修维护方便、简单，便于推广及应用。综上，本发明能实现利用低品质蒸汽或热水的热量加热脱硫石膏，初步脱除石膏中的游离水，提高脱硫石膏的品质和余热的回收率，降低后续改性工序的热量消耗。
26.进一步的，为了避免石膏粘在脱硫石膏加热器表面降低换热效果，因此本发明还在脱硫石膏加热器的上下两侧分别设置有吹灰装置，利用吹灰装置能够定期对脱硫石膏加热器表面的石膏进行吹扫。
附图说明
27.图1为本发明利用余热提高湿法脱硫石膏品质的系统的结构示意图；
28.图2为本发明中脱硫石膏加热器的一种结构示意图；
29.图3为本发明中脱硫石膏加热器的第二种结构示意图；
30.图4为本发明中脱硫石膏加热器的第三种结构示意图；
31.图5为本发明中脱硫石膏加热器的第四种结构示意图；
32.图6为本发明中脱硫石膏加热器的第五种结构示意图。
33.其中，1为湿法脱硫石膏脱水装置本体、2为脱硫石膏下料装置、3为脱硫石膏加热器、4为湿法脱硫石膏脱水层、5为石膏库、6为低品质蒸汽源、7为低品质热水源、8为水泵、9为疏水池、10为热媒进水/汽管、11为热媒出水/汽管、12为吹灰装置、13为电动阀门、14为吹灰用压缩空气罐、15为吹灰器、16为吹灰管道、17为下料通道、18为导流管。
具体实施方式
34.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
35.参考图1，本发明利用余热提高湿法脱硫石膏品质的系统，包括湿法脱硫石膏脱水装置本体1、脱硫石膏下料装置2，其中，湿法脱硫石膏脱水装置本体1位于湿法脱硫石膏脱水层4上方，脱硫石膏下料装置2位于湿法脱硫石膏脱水层4的下料口处，脱硫石膏下料装置2包括脱硫石膏加热器3、热媒进水/汽管10、热媒进出水/汽管11及吹灰装置12，脱硫石膏加热器3安装在湿法脱硫石膏脱水层4的下料口处，脱硫石膏加热器3的上侧及下侧均设置有吹灰装置12，吹灰装置12包括吹灰器15、吹灰管道16及电动阀门13，吹灰管道16设置于脱硫石膏加热器3一侧(如图1所示，脱硫石膏加热器3的上侧和下侧均设置有吹灰管道16)，吹灰管道16上连接有若干吹灰器15，吹灰器15均布于脱硫石膏加热器3的一侧，吹灰器15与吹灰管道16连接管路上设置有电动阀门13，利用电动阀门13能够控制吹灰器15入口气流的截止和流通，吹灰管道16的入口连接吹灰用压缩空气罐14。参照图1
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图6，脱硫石膏加热器3上开设有若干下料通道17，脱硫石膏加热器3内部设置有供热媒流动的空腔，低品质蒸汽源6经热媒进水/汽管10与所述脱硫石膏加热器3内部的空腔相连通，低品质热水源7通过低品质热水水泵经热媒进水/汽管10与脱硫石膏加热器3内部的空腔相连通，如图1所示，低品质蒸汽源6出口设置有电动阀门13，低品质热水源7连接有水泵8，水泵8的进出口均设置有电动阀门13。疏水池9经热媒出水/汽管11与脱硫石膏加热器3内部的空腔相连通。
36.在工作时，湿法脱硫石膏脱水装置本体1脱水后的石膏经脱硫石膏下料装置2下落至石膏库5。脱硫石膏加热器3内的空腔与热媒进水/汽管10及热媒出水/汽管11之间通过导流管18相连通。
37.参考图2
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图5，本发明的脱硫石膏加热器3可为板式换热型式、管式换热型式或圆柱式换热型式。板式换热型式的脱硫石膏加热器3，可以通过设置板间距来调整换热效果，板间距距离为50mm
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200mm。管式换热型式的脱硫石膏加热器3，可以通过设置换热管的直径
和间距来调整换热效果，换热管间距为100mm
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1000mm，换热管直径为20mm
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200mm，换热管型式为直管、蛇形管。圆柱式换热型式的脱硫石膏加热器3，通过设置开孔率和下料通道17的尺寸来调整换热效果，下料通道17当量直径为50mm
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500mm，开孔率为20％
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60％。圆柱式换热型式的脱硫石膏加热器3中的下料通道17形状为圆柱体、长方体或上大下小的倒圆台。
38.脱硫石膏加热器3高度可根据所需的换热量进行设置，高度为100mm
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1000mm。脱硫石膏加热器3的各下料通道17均匀分布。
39.参考图2和图6，脱硫石膏下料装置截面为圆形或矩形。
40.另外，本发明可利用现有湿法脱硫石膏脱水层的下料口位置进行改造，改造工作量较小，运行可靠，检修维护方便、简单，便于推广及应用。
41.本发明的低品质蒸汽/热水可取自工业生产过程中温度超过80℃且利用率低的热源。低品质蒸汽/热水可通过自身压力进入脱硫石膏加热器3，亦可通过增设增压装置进入脱硫石膏加热器3。
42.上述几种脱硫石膏加热器3为本发明的较佳实施例方式，并不用以限制本发明，脱硫石膏加热器3型式在本发明的原则内可做任何修改、改进或者等效替换。
43.从上述可以看出，本发明在具体操作时，湿法脱硫石膏脱水装置脱水后的石膏经过脱硫石膏下料装置，与脱硫石膏加热器内部的低品质蒸汽或低品质热水充分换热，脱除石膏携带的游离水后落入石膏库堆积。为了避免石膏粘在脱硫石膏加热器表面降低换热效果，定期开启吹灰器进行吹扫。该工艺在回收低品质蒸汽/热水热量的同时，可大大降低脱硫石膏的含水率，提高石膏的品质，拓宽石膏销售渠道并提高销售价格，降低后续改性工序的能耗，改善脱硫石膏以堆存或者抛弃为主的现状。脱硫石膏下料装置可利用现有湿法脱硫石膏脱水层的下料口位置进行改造，改造工作量较小，运行可靠，检修维护方便、简单，便于推广及应用。