專(zhuān)利名稱(chēng)：預(yù)處理石灰窯尾氣及提高該尾氣中二氧化碳濃度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濕法冶金及廢氣綜合利用領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)石灰窯尾氣進(jìn)行預(yù)處理及提高石灰窯尾氣中CO2濃度的方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，含有CO2等有害物的廢氣排放日益增多，給環(huán)境帶來(lái)了很大的危害，尤其是CO2的過(guò)量排放對(duì)全球溫室效應(yīng)的影響已經(jīng)是眾所周知的。另一方面，CO2是一種非常寶貴的碳資源，如能有效利用，不僅降低CO2排放帶來(lái)的溫室效應(yīng)，還可彌補(bǔ)因石油、天然氣大量消耗引起的“碳源危機(jī)”，實(shí)現(xiàn)了地球上CO2的良性循環(huán)。因此對(duì)排放的CO2進(jìn)行回收、固定、利用及再資源化，已成為世界各國(guó)十分關(guān)注的問(wèn)題。高鋁粉煤灰預(yù)脫硅-堿石灰燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的鋁酸鈉溶液碳酸化分解過(guò)程，使用石灰窯尾氣提供CO2來(lái)源，可以認(rèn)為是綜合利用排放氣中CO2的典型例子，該技術(shù)中，為了滿(mǎn)足碳酸化分解的需求，將石灰窯尾氣中CO2的濃度由20%提高到40%左右，是關(guān)鍵因素之
o傳統(tǒng)的提高工業(yè)廢氣中CO2濃度的方法主要有溶劑法、膜分離法、精餾法及變壓吸附法，其中變壓吸附法由于無(wú)污染、操作方便而備受矚目。但是，變壓吸附法提濃CO2對(duì)氣源純度要求較高。對(duì)于燃燒和礦石分解尾氣等排放氣，其中含有大量的粉塵、硫化物等礦物雜質(zhì)，如果預(yù)處理不干凈，在使用變壓吸附法提濃CO2時(shí)，會(huì)發(fā)生吸附劑積累性中毒、裝置失效的事故。石灰窯尾氣成分復(fù)雜，CO2含量為20%左右，N2約占79%左右，還含有SO2、氮氧化物等有害氣成分，還會(huì)夾帶一定量的粉塵(大約l-10g/Nm3)，該粉塵主要成分為CaO、MgO、C等。此外，石灰窯尾氣的煙 氣中還含有一定量的焦油。石灰窯尾氣組分中，CO2是可利用成分，而SO2、氮氧化物、粉塵及焦油則屬于危害較大污染物，國(guó)家對(duì)于其排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，這些都是石灰窯尾氣處理的關(guān)鍵。由于石灰窯尾氣成分復(fù)雜且雜質(zhì)含量高，目前關(guān)于利用變壓吸附技術(shù)提純石灰窯尾氣，富集CO2的研究報(bào)道不多，全國(guó)尚無(wú)工業(yè)成功實(shí)例。已經(jīng)有報(bào)道和應(yīng)用的石灰窯尾氣處理的工藝通常是將石灰窯尾氣先經(jīng)旋風(fēng)除塵后，再經(jīng)噴淋、活性炭吸附、電除塵(布袋除塵)等，例如，授權(quán)公告號(hào)為CN201930680、名稱(chēng)為“石灰窯氣凈化系統(tǒng)”的中國(guó)專(zhuān)利，公開(kāi)了一種采用旋風(fēng)除塵器+噴淋+焦炭過(guò)濾+電除塵的組合工藝，但該工藝的缺點(diǎn)是雜質(zhì)處理工藝單一且深度不夠，即使可以滿(mǎn)足大氣排放標(biāo)準(zhǔn)，卻滿(mǎn)足不了利用變壓吸附法提純CO2的工藝要求。另外，授權(quán)公告號(hào)為CN202460402、名稱(chēng)為“一種石灰窯氣凈化塔”的中國(guó)專(zhuān)利，公開(kāi)了一種采用水槽+石灰石填充層+噴淋+絲網(wǎng)除沫器的組合工藝，該工藝雖然粉塵處理效率較高，但對(duì)SO2和焦油的去除效果不大；專(zhuān)利號(hào)為ZL200820016124.9、名稱(chēng)為的“環(huán)保節(jié)能石灰窯爐脫硫除塵器”的中國(guó)專(zhuān)利，公開(kāi)了一種采用多級(jí)石灰水對(duì)石灰窯氣處理的工藝，雖然SO2處理效率較高，但小顆粒粉塵及焦油難以去除，排放至大氣中仍會(huì)造成環(huán)境污染，在回收利用時(shí)，會(huì)給后續(xù)的尾氣CO2利用工序帶來(lái)困難。為提高環(huán)保力度，對(duì)于氮氧化物排放的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在出臺(tái)中，而目前有關(guān)石灰窯尾氣處理技術(shù)均未涉及針對(duì)降低和脫除氮氧化物的手段，即使按照上述技術(shù)處理石灰窯尾氣，也難以滿(mǎn)足氮氧化物的排放要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的主要技術(shù)問(wèn)題是提出一種實(shí)現(xiàn)預(yù)處理石灰窯尾氣的方法，通過(guò)科學(xué)有效的處理手段，使經(jīng)預(yù)處理后的石灰窯尾氣中的焦油、SO2、氮氧化物、粉塵等有害雜質(zhì)被有效除去，從而能夠滿(mǎn)足變壓吸附技術(shù)提濃CO2的要求。本發(fā)明還提供了一種提高石灰窯尾氣中CO2的方法，將前述預(yù)處理工藝與變壓吸附技術(shù)相結(jié)合，對(duì)石灰窯尾氣中CO2進(jìn)行有效的提純和分離，在實(shí)現(xiàn)石灰窯尾氣的綜合利用，也更提高了排放氣品質(zhì)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種新型的預(yù)處理石灰窯尾氣的方法，該方法包括以下步驟:采用選擇性催化還原法對(duì)石灰窯尾氣進(jìn)行脫硝處理；對(duì)經(jīng)過(guò)脫硝的尾氣進(jìn)行旋風(fēng)除塵；將經(jīng)旋風(fēng)除塵得到的尾氣通過(guò)焦油去除裝置脫焦油；對(duì)來(lái)自焦油去除裝置的尾氣進(jìn)行噴淋除塵；將經(jīng)過(guò)噴淋除塵的尾氣通入脫硫除塵裝置，該脫硫除塵裝置的頂部設(shè)置有噴淋系統(tǒng)，將所述尾氣從脫硫除塵裝置底部通入的同時(shí)，通過(guò)所述噴淋系統(tǒng)從頂部噴淋CaCO3分散液，使所述尾氣與CaCO3分散液進(jìn)行接觸后，從脫硫除塵裝置排出；將從脫硫除塵裝置排出的尾氣通入氣水分離器中除去水分；對(duì)除去水分的尾氣進(jìn)行電除塵?，F(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題是，石灰窯尾氣成分復(fù)雜、雜質(zhì)含量高，無(wú)法將其中的焦油、SO2、氮氧化物、粉塵等雜質(zhì)同時(shí)除去，由此無(wú)法滿(mǎn)足變壓吸附提純石灰窯尾氣中CO2的工藝要求，并由此無(wú)法進(jìn)行后續(xù)生產(chǎn)和操作。本發(fā)明的實(shí)施，通過(guò)科學(xué)合理的工藝對(duì)石灰窯尾氣進(jìn)行預(yù)處理，從而使經(jīng)處理的石灰窯尾氣中的雜質(zhì)被降低而能夠滿(mǎn)足變壓吸附提純CO2的工藝要求。所以，本發(fā)明還提供了一種提高石灰窯尾氣中二氧化碳濃度的方法，包括:按照上述預(yù)處理石灰窯尾氣的方法對(duì)石灰窯尾氣進(jìn)行預(yù)處理，以及將所述經(jīng)預(yù)處理的石灰窯尾氣進(jìn)行變壓吸附處理，得到濃度提高的二氧化碳?xì)怏w。本發(fā)明的預(yù)處理石灰窯尾氣及提高石灰窯尾氣中二氧化碳濃度的方法，相比于現(xiàn)有技術(shù)，至少具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:1、處理雜質(zhì)范圍廣且處理深度高，處理后的尾氣能夠滿(mǎn)足變壓吸附系統(tǒng)對(duì)氣源中S02、N0x、焦油、粉塵等雜質(zhì)含量的要求，便于石灰窯尾氣的后續(xù)利用，而且提高了排放氣的純凈度，在實(shí)現(xiàn)石灰窯尾氣綜合利用的同時(shí)，降低了環(huán)境危害；2、對(duì)石灰窯尾氣先采用選擇性催化還原法(SCR)脫硝，將高溫下容易爆炸的氮氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)夂退?，提高了后續(xù)設(shè)備運(yùn)行的安全性，且避免了氮氧化物對(duì)設(shè)備的強(qiáng)烈腐蝕，降低了系統(tǒng)投資；
3、通過(guò)科學(xué)合理的工藝對(duì)石灰窯尾氣進(jìn)行預(yù)處理，從而實(shí)現(xiàn)利用變壓吸附技術(shù)提純并收集CO2。


圖1為本發(fā)明預(yù)處理石灰窯尾氣和提高石灰窯尾氣中CO2濃度及后處理的一個(gè)具體實(shí)施例的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合圖1所示對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描 述。本發(fā)明提供的新型的預(yù)處理石灰窯尾氣的方法至少包括以下步驟:(I)采用選擇性催化還原法(SCR)對(duì)待處理的石灰窯尾氣進(jìn)行脫硝處理所述選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction, SCR)是指在催化劑的作用下，利用還原劑(如NH3、液氨、尿素)來(lái)“有選擇性”地與尾氣中的NOx (氮氧化物)反應(yīng)并生成無(wú)毒無(wú)污染的N2和H20。為使石灰窯尾氣中NOx達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)和利于后續(xù)提濃CO2的實(shí)施，首先利用選擇性催化還原法除去石灰窯尾氣中的NOx (可以去除大部分氮氧化物)。具體地，脫硝處理可以，但不限于，在貴金屬催化劑存在下，使石灰窯尾氣與氨水，在不高于250°C下反應(yīng)，該脫硝反應(yīng)可以表示如下:4N0+4NH3+02 — 4N2+6H206N02+8NH3 — 7N2+12H20石灰窯尾氣中的NOx本身是一種有害成分，其排放受到嚴(yán)格限制，且NOx遇水生成酸會(huì)嚴(yán)重腐蝕管道和設(shè)備，因此首先對(duì)石灰窯尾氣進(jìn)行脫硝處理除去NOx是重要環(huán)節(jié)之一。在對(duì)石灰窯尾氣進(jìn)行脫硝處理時(shí)，通常不超過(guò)250°C (出于安全性，行業(yè)通常要求石灰窯尾氣的溫度限制在250°C以下)，選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┛杉涌旆磻?yīng)速度，比較常用的可以是貴金屬催化劑，例如V205-W03/Ti02系列或V205-Mo03/Ti02系列(其中，TiO2為主要載體、V2O5為主要活性成分，WO3或MoO3為抗氧化、抗毒化輔助成份)。在進(jìn)行脫硝時(shí)，可以控制空速在2500-35001^(其表示單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)單位體積催化劑的氣體(此處指石灰窯尾氣)的量，反映了氣體與催化劑接觸時(shí)間的長(zhǎng)短)。在脫硝反應(yīng)中，考慮操作的便利性，反應(yīng)壓力通常為常壓。所使用氨水作為還原劑時(shí)，NH3/N0x的比值(摩爾比)為0.9-1.2。應(yīng)理解，所述還原劑不限于氨水，例如還可采用NH3、尿素等選擇性催化還原常用的還原劑實(shí)現(xiàn)對(duì)石灰窯尾氣的脫硝。采用SCR法對(duì)石灰窯尾氣進(jìn)行脫硝處理，可將其中的大部分NOx轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退岣吡撕罄m(xù)處理過(guò)程中設(shè)備運(yùn)行的安全性，也避免了 NOx對(duì)設(shè)備的強(qiáng)烈腐蝕，降低了投資，不會(huì)出現(xiàn)二次污染。按照本發(fā)明的方案，對(duì)石灰窯尾氣的脫硝效率高達(dá)90%以上。(2)將經(jīng)過(guò)脫硝的尾氣進(jìn)行旋風(fēng)除塵將脫硝后的尾氣經(jīng)管道輸送至旋風(fēng)除塵裝置中，通過(guò)重力、離心力，除去大部分的大顆粒粉塵。
優(yōu)選地，將各崗位收集到的粉塵也經(jīng)管道輸送至旋風(fēng)除塵裝置中，與脫硝后的尾氣混合進(jìn)行旋風(fēng)除塵。所述各崗位是指石灰石生產(chǎn)工藝中所涉及的各工序，例如原料篩分除塵工序、窯下出灰除塵工序、成品儲(chǔ)運(yùn)和粉塵收集工序等，在生產(chǎn)操作中均會(huì)不同程度地產(chǎn)生粉塵。根據(jù)生產(chǎn)的具體條件(例如粉塵量的多少)，所述各崗位可以指一個(gè)或多個(gè)崗位。由于石灰石生產(chǎn)中各崗位粉塵的顆粒，尤其是含有CaO，與脫硝后的尾氣混合后，還利于把黏稠的焦油變成容易除掉的顆粒微塵，同時(shí)粉塵中的CaO遇煙氣中的水分發(fā)生潮解，與SO2發(fā)生反應(yīng)生成容易除掉的顆粒CaSO4微塵，從而將一部分SO2及焦油除去，可能發(fā)生的反應(yīng)如下:S02+Ca0+1/2H20 — CaSO3 1/2H20 ；部分溶液形式的CaSO3與溶于液滴中的氧反應(yīng)，氧化成硫酸鈣CaSO3 (液)+1/202 (液)—CaSO4 (液)?？梢岳斫?，將各崗位粉塵與石灰窯尾氣共同實(shí)施除塵處理，不僅能提高對(duì)石灰窯尾氣的除塵脫硫和降焦油效果，而且將石灰石生產(chǎn)中各崗位的粉塵集中處理，利于充分利用旋風(fēng)除塵設(shè)備的處理效能，也有效降低了凈化設(shè)施的投資費(fèi)用。(3)將經(jīng)旋風(fēng)除塵得到的尾氣通過(guò)焦油去除裝置脫焦油將經(jīng)旋風(fēng)除塵的尾氣通過(guò)管道送入焦油去除裝置中，由于在旋風(fēng)除塵工序，尾氣中的至少部分焦油在粉塵顆粒作用下成為顆粒微塵，未在旋風(fēng)除塵工序隨粉塵脫除的，經(jīng)焦油去除裝置后可被有效脫除。所述焦油去除裝置可以是設(shè)置有隔油罩的除焦油機(jī)構(gòu)，當(dāng)尾氣通過(guò)時(shí)能夠有效截留焦油。當(dāng)所述尾氣經(jīng)過(guò)該裝置后，焦油被截留而與尾氣分離，并可進(jìn)一步收集利用。采用焦油去除裝置預(yù)先把經(jīng)旋風(fēng)除塵的尾氣中的焦油除去，可防止由于后續(xù)的除塵過(guò)程中因降溫速度快，焦油粘度增大，粘附在設(shè)備的腔壁剝離困難，對(duì)管道和殼體產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕等問(wèn)題出現(xiàn)。(4)對(duì)來(lái)自焦油去除裝置的尾氣進(jìn)行噴淋除塵將來(lái)自焦油去除裝置的尾氣由噴淋除塵塔的底部通入該噴淋除塵塔中，與從頂部通過(guò)噴淋裝置噴淋的水霧相接觸，從而使大部分細(xì)煙塵被水霧吸附而去除，同時(shí)，尾氣中的一部分SO2與液滴發(fā)生如下反應(yīng)而被吸收，在噴淋除塵同時(shí)再次實(shí)現(xiàn)脫硫:SO2 (氣)+H2O — H2SO3 (液)其中，從頂部噴淋的水霧量根據(jù)進(jìn)入噴淋除塵塔的尾氣的量進(jìn)行合理確定，例如當(dāng)尾氣的進(jìn)入量為20000到27500m3/h時(shí)，水霧的噴射速率通?？梢钥刂圃?00到120m3/h。經(jīng)噴淋除塵的尾氣，從噴淋除塵塔排出。(5)經(jīng)過(guò)噴淋除塵 的尾氣由脫硫除塵裝置的底部通入該脫硫除塵裝置中，與通過(guò)噴淋系統(tǒng)從頂部噴下的CaCO3分散液進(jìn)行接觸后，從脫硫除塵裝置排出。對(duì)經(jīng)過(guò)噴淋除塵的尾氣，可通過(guò)任何類(lèi)型的脫硫除塵裝置進(jìn)行脫硫除塵，例如，本發(fā)明的具體實(shí)施方案中使用了篩板脫硫除塵塔，其可為商購(gòu)設(shè)備。當(dāng)然，也可以使用其它能達(dá)到相同效果的脫硫除塵設(shè)備。從底部通入塔中的尾氣在塔中向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)慣性力和沉降作用，進(jìn)一步被實(shí)施除塵，可使其中98%的細(xì)煙塵被除去；同時(shí)，與通過(guò)噴淋系統(tǒng)在所述脫硫除塵裝置的頂部噴入的CaCO3分散液在運(yùn)動(dòng)中相接觸，可使尾氣中的SO2與CaCO3反應(yīng)，從而可將90%的SO2除去,反應(yīng)式如下:CaC03+S02+l/202+2H20 — CaS04_2H20+C02CaCO3分散液優(yōu)選為粒度大于300目的CaCO3的分散液(即，能通過(guò)300目篩孔的CaCO3粉末與水的分散液)，且其質(zhì)量濃度可為1-2% (如果太稀，則脫硫效率低，溶液循環(huán)次數(shù)太多；如果太濃，則碳酸鈣反應(yīng)效率低，浪費(fèi)嚴(yán)重)。CaCO3分散液中CaCO3顆粒的粒度越小，越有利于增加與尾氣中的SO2充分接觸，通過(guò)上述反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)再次脫硫，從而利于將SO2較充分地除去。(6)將從脫硫除塵裝置排出的尾氣通入氣水分離器中除去水分將經(jīng)過(guò)脫硫除塵的尾氣通入氣水分離器中，以除去其中的水分。對(duì)氣水分離器無(wú)特別要求，可使用任何氣水分離的處理裝置。(7)對(duì)除去水分的尾氣進(jìn)行電除塵將除去水分的尾氣進(jìn)行電除塵，優(yōu)選使用立式濕式電除塵器進(jìn)行電除塵，從而進(jìn)一步除去所述物料中的焦油。經(jīng)上述預(yù)處理的石灰窯尾氣在經(jīng)檢測(cè)達(dá)標(biāo)(即合格)后可進(jìn)入變壓吸附系統(tǒng)進(jìn)行CO2提濃操作。為此，可通過(guò)增設(shè)旁路和在線(xiàn)檢測(cè)裝置，對(duì)經(jīng)上述預(yù)處理后的石灰窯尾氣中相關(guān)雜質(zhì)含量進(jìn)行檢測(cè)，如果不達(dá)標(biāo)，則返回前述處理系統(tǒng)重復(fù)處理或者排空。預(yù)處理后尾氣中SO2、氮氧化物、焦油以及粉塵含量的測(cè)定，均按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或常規(guī)方法實(shí)施，不再贅述。在本發(fā)明的具體實(shí)施方案中，經(jīng)預(yù)處理的尾氣可達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)，完全能夠滿(mǎn)足后續(xù)變壓吸附處理?xiàng)l件以及排放標(biāo)準(zhǔn):
SO^INOx (即氮氧化物) [HI粉塵(即含塵量)
^ 5mg/Nm3^ 5mg/Nm3^ lmg/Nm3 ^ lmg/Nm3此外，本發(fā)明還提供了一種提高石灰窯尾氣中二氧化碳濃度的方法，包括:按照上述預(yù)處理石灰窯尾氣的方法對(duì)石灰窯尾氣進(jìn)行預(yù)處理，以及將所述經(jīng)預(yù)處理的石灰窯尾氣進(jìn)行變壓吸附處理，得到濃度提高的二氧化碳?xì)怏w。由于經(jīng)上述預(yù)處理方法后的尾氣中的各雜質(zhì)(尤其是S02、N0x、焦油、粉塵)含量均可以達(dá)到變壓吸附提純CO2的工藝要求，因此可利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的變壓吸附法提高石灰窯尾氣中CO2的濃度。變壓吸附法(VPSA)是已知的現(xiàn)有技術(shù)，因此，在此不再贅述。另外，經(jīng)過(guò)變壓吸附得到的石灰窯尾氣中的CO2，還可進(jìn)行其他后續(xù)操作，例如，進(jìn)行0)2產(chǎn)品配氣:出VPSA 變壓吸附裝置的富CO2氣體，其濃度(指體積濃度)通常為45%-60%，可通過(guò)離心壓縮機(jī)增壓后，與預(yù)處理后的原料氣在產(chǎn)品混合罐內(nèi)按比例混合，達(dá)到目標(biāo)％C02濃度后，應(yīng)用于碳酸化分解工序。所以，除前面總結(jié)的優(yōu)點(diǎn)和有益效果外，本發(fā)明的實(shí)施還將具有如下進(jìn)一步的優(yōu)
占-
^ \\\ 將各崗位得到的粉塵與尾氣混合處理，不僅提高了除塵脫硫效果，且降低了各崗位粉塵處理設(shè)施的投資費(fèi)用；
處理后的尾氣如果不滿(mǎn)足變壓吸附的工藝滿(mǎn)足(通過(guò)增設(shè)的旁路和在線(xiàn)檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè))，則返回處理系統(tǒng)深度處理(即重復(fù)上述步驟(I)至(7))，為變壓吸附系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行提供了保證。實(shí)施例下述實(shí)施例僅為本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1將來(lái)自石灰窯煙氣收集系統(tǒng)的尾氣(其中CO2體積濃度為15%、溫度不高于240°C，含塵量5000mg/Nm3)通入SCR裝置，按照NH3 =NOx為1.05的比例(摩爾比)噴入氨水，在常壓下空速為250( -1時(shí)，進(jìn)行脫硝，除去尾氣中的NOx。

接著將尾氣與石灰石生產(chǎn)各崗位收集到的粉塵分別經(jīng)管道輸入一個(gè)旋風(fēng)除塵器中，風(fēng)速為20m/s，實(shí)施旋風(fēng)除塵。之后將經(jīng)旋風(fēng)除塵得到的尾氣通過(guò)管道輸入焦油去除器中，通過(guò)該裝置中的隔油罩截留除去焦油。將去除焦油的尾氣以20000m3/h流量從一個(gè)噴淋除塵塔底部輸入該噴淋除塵塔中，與頂部噴淋IOOm3A的水霧充分接觸實(shí)施噴淋除塵。然后將來(lái)自噴淋除塵塔頂部的尾氣由篩板脫硫除塵塔(型號(hào)SB-10，購(gòu)自江蘇宜興市海納環(huán)保有限責(zé)任公司)的底部通入該脫硫除塵塔中，同時(shí)將1%質(zhì)量濃度的CaCO3分散液(粒度大于300目)從頂部的噴淋機(jī)構(gòu)噴入所述脫硫除塵塔中。由于該脫硫除塵塔的內(nèi)壁設(shè)有成螺旋狀的流道，從底部通入的尾氣在向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)由于這些螺旋狀流道的作用而改變流向?qū)е缕渲械奈m相互碰撞，從而向下沉降；同時(shí)尾氣向上運(yùn)動(dòng)途中與塔頂噴下的CaCO3分散液充分接觸。將脫硫除塵塔頂部排出的尾氣送入一個(gè)氣水分離器中除去水分；將由氣水分離器排出的尾氣送入一個(gè)立式濕式電除塵器中，得到所述經(jīng)預(yù)處理的石灰窯尾氣。經(jīng)上述預(yù)處理后的煙氣中SO2濃度為3mg/Nm3，NOx濃度為3.5mg/Nm3,焦油濃度為
0.06mg/Nm3，含塵量為0.04mg/Nm3，滿(mǎn)足變壓吸附的工藝要求。將該以上經(jīng)預(yù)處理后的尾氣經(jīng)壓縮機(jī)增壓至0.08Mpa,送入VPSA裝置中，采用6-3-1VPSA工藝流程(即裝置含有六個(gè)吸附塔，其中始終有三個(gè)吸附塔處于進(jìn)料吸附的狀態(tài)，另外三個(gè)吸附塔始終處于再生的狀態(tài))，在常溫、0.45Mpa下進(jìn)行吸附6min，然后進(jìn)行均壓降壓至-0.03Mpa,之后抽真空至至-0.075Mpa,均壓升壓至0.08Mpa,最終升壓至0.45Mpa后，通過(guò)HGS-CO2紅外線(xiàn)氣體分析儀測(cè)得，所得CO2氣體的濃度為60%。將經(jīng)過(guò)變壓吸附得到的石灰窯尾氣中的CO2進(jìn)行CO2產(chǎn)品配氣:將出VPSA變壓吸附裝置的富CO2氣體(其體積濃度為45%-60%)，通過(guò)離心壓縮機(jī)增壓后，與預(yù)處理后的原料氣在產(chǎn)品混合罐內(nèi)按比例混合，達(dá)到目標(biāo)％C02濃度后，應(yīng)用于碳酸化分解工序。該實(shí)施例的處理流程可參考圖1。由此可見(jiàn)，通過(guò)本發(fā)明預(yù)處理方法，可極大地降低石灰窯尾氣中各雜質(zhì)的含量，滿(mǎn)足大氣排放標(biāo)準(zhǔn)，且更重要的是，滿(mǎn)足變壓吸附系統(tǒng)對(duì)S02、NOx、焦油、粉塵等雜質(zhì)含量的要求，便于對(duì)石灰窯尾氣進(jìn)行變壓吸附操作，來(lái)提高尾氣中CO2的濃度。最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其進(jìn)行限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)處理石灰窯尾氣的方法，該方法包括以下步驟: 采用選擇性催化還原法對(duì)石灰窯尾氣進(jìn)行脫硝處理； 對(duì)經(jīng)過(guò)脫硝的尾氣進(jìn)行旋風(fēng)除塵； 將經(jīng)旋風(fēng)除塵得到的尾氣通過(guò)焦油去除裝置脫焦油； 對(duì)來(lái)自焦油去除裝置的尾氣進(jìn)行噴淋除塵； 將經(jīng)過(guò)噴淋除塵的尾氣通入脫硫除塵裝置，該脫硫除塵裝置的頂部設(shè)置有噴淋系統(tǒng)，將所述尾氣從脫硫除塵裝置底部通入的同時(shí)，通過(guò)所述噴淋系統(tǒng)從頂部噴淋CaCO3分散液，使所述尾氣與CaCO3分散液進(jìn)行接觸后，從脫硫除塵裝置排出； 將從脫硫除塵裝置排出的尾氣通入氣水分離器中除去水分； 對(duì)除去水分的尾氣進(jìn)行電除塵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述選擇性催化還原法包括:在貴金屬催化劑存在下，使石灰窯尾氣與氨水在不高于250°C下反應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述貴金屬催化劑選自V205-W03/Ti02系列或V205-Mo03/Ti02 系列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述對(duì)經(jīng)過(guò)脫硝的尾氣進(jìn)行旋風(fēng)除塵時(shí)，還包括將石灰石生產(chǎn)過(guò)程中各崗位產(chǎn)生的粉塵引入旋風(fēng)除塵器中，與所述尾氣混合而實(shí)施旋風(fēng)除塵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述焦油去除裝置設(shè)有隔油罩，使經(jīng)旋風(fēng)除塵得到的尾氣通過(guò)所述隔油罩時(shí)，焦油被阻截在罩子上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述CaCO3分散液是粒度大于300目的CaCO3的分散液，且其質(zhì)量濃度為1_2%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電除塵通過(guò)立式濕式電除塵器進(jìn)行。
8.一種提高石灰窯尾氣中二氧化碳濃度的方法，包括:按照權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述方法對(duì)石灰窯尾氣進(jìn)行預(yù)處理，以及將經(jīng)預(yù)處理的石灰窯尾氣進(jìn)行變壓吸附處理，得到濃度提高的二氧化碳?xì)怏w。
全文摘要
本發(fā)明提供一種預(yù)處理石灰窯尾氣及提高該尾氣中二氧化碳濃度的方法，所述預(yù)處理石灰窯尾氣的方法包括以下步驟采用選擇性催化還原法對(duì)石灰窯尾氣進(jìn)行脫硝處理；對(duì)經(jīng)過(guò)脫硝的尾氣進(jìn)行旋風(fēng)除塵；將經(jīng)旋風(fēng)除塵的尾氣通過(guò)焦油去除裝置脫焦油；對(duì)經(jīng)脫焦油的尾氣進(jìn)行噴淋除塵；將經(jīng)過(guò)噴淋除塵的尾氣從脫硫除塵裝置底部通入該脫硫除塵裝置，同時(shí)與從頂部噴淋CaCO3分散液進(jìn)行接觸，之后從脫硫除塵裝置頂部排出；將從脫硫除塵裝置排出的尾氣通入氣水分離器中除去水分；對(duì)除去水分的尾氣進(jìn)行電除塵。經(jīng)該方法處理的石灰窯尾氣中各雜質(zhì)含量滿(mǎn)足變壓吸附系統(tǒng)提純CO2的工藝要求；且由于將NOx處理成了氮?dú)夂退?，提高了設(shè)備的安全性，且避免了對(duì)設(shè)備的腐蝕。
文檔編號(hào)B01D53/75GK103143222SQ20131000611
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者辛衛(wèi)東, 孫俊民, 王文儒, 孫振斌, 張成偉, 鄧忠貴, 李旭, 張先奇 申請(qǐng)人:大唐國(guó)際發(fā)電股份有限公司高鋁煤炭資源開(kāi)發(fā)利用研發(fā)中心