[发明专利]一种利用磷石膏制备高浓度二氧化硫烟气的系统及其工艺

权利要求书

1.一种利用磷石膏制备高浓度二氧化硫烟气的系统，其特征在于：包括依次连接的循环流化床（1）、第一旋风分离器（2）、第二旋风分离器（3）、第一燃烧装置（4）、第一空气预热器（5）、第一布袋除尘器（6）和第一风机（7），循环流化床（1）出料口依次连接有缓冲仓（14）、鼓泡流化床（15），鼓泡流化床（15）排气口依次连接有第三旋风分离器（8）、第二燃烧装置（9）、第二空气预热器（10）、第二布袋除尘器（11）和第二风机（12），鼓泡流化床（15）出料口连接有滚筒冷渣器（13），滚筒冷渣器（13）出料口连接有烧渣存储仓；所述第二布袋除尘器（11）出料口与烧渣存储仓连接，第一旋风分离器（2）、第二旋风分离器（3）和第一布袋除尘器（6）出料口均与缓冲仓（14）连接；所述第一空气预热器（5）热空气出口分别与第一燃烧装置（4）、循环流化床（1）的进气口连接；所述第二空气预热器（10）热空气出口分别与第二燃烧装置（9）、鼓泡流化床（15）的进气口连接；所述缓冲仓（14）为中空舱体，且出料口处设置有流量控制阀门；所述第一燃烧装置（4）为中空筒状，其外侧壁上设置有余热回收水管；所述第一旋风分离器（2）出料口与循环流化床（1）进料口连接，实现返料量和循环流化床（1）出料中硫化钙与硫酸钙比例的精准控制；

上述系统利用磷石膏制备高浓度二氧化硫烟气的工艺，包括如下步骤：

S1.在循环流化床（1）内加入磷石膏、燃煤与石灰石或氧化钙粉，通入预热空气，预热空气温度为500℃，保持反应温度在805～950℃，控制CaSO₄还原率为55～75%，得到的反应物料进入缓冲仓（14）内，烟气经过第一旋风分离器（2）、第二旋风分离器（3）分离固相颗粒后，烟气进入第一燃烧装置（4）内燃烬，并在第一燃烧装置（4）内喷入尿素溶液脱除NO_x；燃烬后的烟气与第一空气预热器（5）内的空气换热后，经第一布袋除尘器（6）除尘后通过第一风机（7）排空；

S2.缓冲仓（14）内的物料通过流量控制阀门进入鼓泡流化床（15），通入预热空气，预热空气温度为500℃，控制运行温度为1100～1250℃，鼓泡流化床（15）中无需再加入煤，得到反应后烧渣、二氧化硫混合气体，烧渣经滚筒冷渣器（13）冷却后进入烧渣存储仓内存储；二氧化硫混合气体经第三旋风分离器（8）分离固相颗粒后进入第二燃烧装置（9）内燃烬，燃尽后的二氧化硫混合气体与第二空气预热器（10）内的空气换热后，经第二布袋除尘器（11）除尘后得到SO₂气体浓度为18.5%或18.7%或18.9%的烟气，烟气进入SO₂分解磷矿装置或硫酸装置转化系统；

所述第一旋风分离器（2）分离后得到的固体颗粒一部分送入缓冲仓（14）内，另一部分作为返料返回送入循环流化床（1）内；所述步骤S1中磷石膏与燃煤质量比为0.8～1.5，石灰石加入量为磷石膏质量的1.0%～9.0%。

2.根据权利要求1所述的一种利用磷石膏制备高浓度二氧化硫烟气的系统，其特征在于：在循环流化床中加入石灰石或氧化钙粉，以干法净化方法，固定和脱除燃煤燃烧和磷石膏少量分解产生的SO₂、H₂S、SO₃、氟，无需专门设置尾气湿法水洗或酸洗净化工序，即满足排放要求。

3.根据权利要求1所述的一种利用磷石膏制备高浓度二氧化硫烟气的系统，其特征在于：在第一燃烧装置中加入尿素，以脱除燃煤燃烧产生的氮氧化物，满足排放要求。

4.根据权利要求1所述的一种利用磷石膏制备高浓度二氧化硫烟气的系统，其特征在于：可通过加入循环流化床的反应物料中磷石膏与煤炭的添加量比例以及循环流化床返料量的精细控制，实现循环流化床出料中CaSO₄的还原率的精细控制，达到鼓泡流化床中，仅依靠CaS氧化放热热量即可维持系统热平衡、维持反应所需温度的条件，即在鼓泡流化床中无需再加入煤。