[发明专利]用于减少REA石膏中的细材料含量的方法

说明书

本发明的主题为一种用于借助于烟气脱硫厂(Rauchgasentschwefelungsanlage，REA)回收石膏的方法，其中一种也含有例如活性炭颗粒或残余碳酸盐颗粒等细材料的石膏悬浮液在湿式烟气洗涤的洗涤器中累积，且其中该含有石膏的悬浮液通过至少一个水力旋流器增稠，且增稠的石膏悬浮液经由水力旋流器的下溢进行排放。

烟气脱硫为用于从例如发电站/废料焚化厂或大型发动机的废气移除含硫化合物的方法。含硫化合物在此情况下由含硫的、大部分是化石燃料的燃烧而产生。用于烟气脱硫的工厂简称为REA(烟气脱硫厂)。烟气脱硫厂还可用于回收石膏(REA石膏)。此类型的石膏回收自很久以来都是最先进的水平。

脱硫中采用的洗涤悬浮液(石膏悬浮液)通过根据最先进水平的水力旋流器来增稠，且随后经由带式过滤器或离心机而形成最终的干含量。在过去，对旋流器中的预脱水仅提出了需满足规定的固体含量及规定的固体质量流的要求。因此，仅使用简单的旋流器，该旋流器通过适配主尺寸(旋流器直径及长度)、下溢喷嘴直径及浸没管直径以及还有过程管理(规定流入口中的固体含量、确定流入-上溢压差)而按所需的参数增强。关于特别的细材料级分的分离不存在特别要求。

石膏质量通常必须满足关于纯度的要求。CaSO₄*2H₂O的含量不应低于95％(在这方面也参见EUROGYPSUM的说明)。这些要求倾向于变得越来越严格。出于此原因，设定目的为搜寻适配的方法，该方法使得以比当今常规的工厂连接方式的情况更大程度地影响下溢中的杂质(大多数为细材料)成为可能。

具体地说，被为是杂质的是惰性物质、烟尘及残余碳酸盐，这些杂质可经由吸收或还可经由粉煤灰引入。这些杂质的共同之处在于其粒度通常比形成的石膏稍细。

此外，最近的想法是引入用于在REA石膏中负载汞的极限值。考虑到洗涤器中的汞的稳定性，此情形特别地重要，因为在当前方法中，主要观查到投料的(吸附性的)细粒度相(例如，EP2033702A1中描述的活性炭)中的汞富集。然而，颗粒级分的富集不可避免地导致脱水石膏中的汞值的增加。

如果使用沉淀剂代替吸附剂以便使溶解的重金属稳定(例如TMT15，也参见EP2033702A1)，那么具体地说，它沉积在细及最细的级分上。不可能通过离心净化组件(水力旋流器、离心机)进行经针对性的分离。

通常，水力旋流器由一个具有切向流入口(流入喷嘴)的圆柱形区段和一个与之邻接的具有下溢喷嘴或顶点喷嘴的圆锥形区段组成。涡流探测器或上溢喷嘴以浸没管的形式从上方轴向地突出到旋流器的内部。

作为到圆柱形区段中的切向流入的结果，沿着圆形路径强制压入液体，且该液体在向下引导的涡流中向下流动。圆锥形区段中的锥形导致体积的向内偏移，且导致圆锥的下部区中的积聚。这导致形成内部的向上引导的涡流，该涡流是经由上溢喷嘴进行排放的。目标为旋流器的壁上的比重更大的级分(例如，固体)的沉积，且因此经由下溢喷嘴进行排放，而比重更小的级分经由上溢喷嘴泄漏。在底部处排放的增稠的流被称为下溢，且大量地清除了固体的向上地排放的流表示为上溢或顶流。

名称“顶部”及“底部”在本说明书中来自下溢(比重更小或更粗的级分)及上溢(比重更小或更细的级分)中出现。然而，水力旋流器的实际位置以最大可能的程度独立于此，因此也完全可以使用水平地安装的水力旋流器。

通过离心力与流动力的相互作用描述了水力旋流器的分离及分级作用的基本原理。离心力以更大程度作用于高密度的大颗粒(粗材料)，且这些颗粒因此向外朝旋流器壁沉积，而在小颗粒的情况下，由于其更高的比表面积，作用于颗粒的流动的力(阻力)至关重要。比重更大的粗级分富集于下溢中，且细粒度的和/或轻的级分从上溢中抽出。

由此，通过当前的水力旋流器无法显著地富集或消耗(关于体积)极小的颗粒(细材料级分)，因为这些颗粒的行为类似于溶液。细材料级分的划分因此大多数仅对应于上溢与下溢之间的体积分割。

由于针对当前水力旋流器(或，一般来说，针对基于离心力的分离装置)所提到的相互关系，无法期待细级分从下溢的有效分离。仅下溢中粗材料的关于体积的浓缩连同上溢中的粗材料的消耗一起是有可能的。

因此，在进行离心力分级时，对应于抽出体积的细材料部分始终传递到下溢中。在后续脱水步骤(例如通过带式过滤器或离心机)中，这些细材料可不再分开，甚至是通过石膏洗涤也不分开。以此方式脱水的石膏因此将不再符合不断变得严格的要求。