本發(fā)明涉及脫硫技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種處理低溫?zé)煔獾母煞摿蚍椒ā?/p>

背景技術(shù)：

干式脫硫系統(tǒng)主要有CFB(循環(huán)流化床法)、SDA(噴霧干燥吸收法)、TR(輸送床反應(yīng)器法)等工藝技術(shù)，其可脫除煙氣中HCl、HF、SO₂、SO₃、粉塵等，實(shí)現(xiàn)多種污染物的協(xié)同凈化，同時具有占地小、投資少、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)勢，在煙氣凈化領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

目前成熟且應(yīng)用成功的干濕法脫硫技術(shù)，其脫硫化學(xué)反應(yīng)的原理都是一致的，即酸堿中和。如何創(chuàng)造適合酸堿中和的化學(xué)反應(yīng)氛圍/條件成了提高脫硫效率的根本性問題。大部分濕法脫硫工藝之所以脫硫效率較高，主要原因就是煙氣中SO₂氣體與堿性吸收劑在溶液中以瞬間可完成的離子反應(yīng)的形式進(jìn)行。具體過程包括如下步驟：氣態(tài)SO₂溶解于水中；溶解于水中的SO₂以H₂SO₃的形式逐級電離出H⁺、HSO3-以及SO₃^2-；當(dāng)溶液中H⁺迅速與溶液中堿性吸收劑反應(yīng)消耗時，電離平衡不斷向右進(jìn)行，最終完成SO₂向SO₃^2-鹽的轉(zhuǎn)化，進(jìn)入后續(xù)處理，從而實(shí)現(xiàn)高效脫硫。

相比于在較高溫度下才能發(fā)生的氣固反應(yīng)，溶液中瞬間可完成的離子型反應(yīng)無疑是提高脫硫效率的關(guān)鍵要素之一。這也是眾多(半)干法在脫硫反應(yīng)過程中噴水或使用漿液態(tài)吸收劑對煙氣進(jìn)行降溫增濕的真正原因，目的就是盡可能地創(chuàng)造局部環(huán)節(jié)的濕潤狀態(tài)，使得脫硫反應(yīng)以類似于溶液中的離子型反應(yīng)為主進(jìn)行，提高脫硫效率。

干法脫硫從反應(yīng)機(jī)制方面要求反應(yīng)過程中有水的參與，在固體物料表面形成水膜，提供脫硫反應(yīng)的場所，從這個角度而言加入系統(tǒng)的水越多越好。但是，為了系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，必須在反應(yīng)器內(nèi)完成加入水的完全蒸發(fā)，從這個角度而言加入系統(tǒng)的水越少越好。成熟可靠的干法脫硫系統(tǒng)在加入系統(tǒng)的水量方面需要使上述兩方面達(dá)到平衡，即需要保持足夠水量的加入確保反應(yīng)效率和吸收劑利用率，同時實(shí)現(xiàn)加入水的完全蒸發(fā)保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行?；谏鲜隹紤]，采用干法脫硫系統(tǒng)時，要求入口煙氣的溫度達(dá)到一定的值，當(dāng)煙氣溫度降低到設(shè)計(jì)所要求的數(shù)值時，煙氣中的熱焓降低，影響加入系統(tǒng)的水量，從而減少了脫硫反應(yīng)所需的水膜，要保證達(dá)標(biāo)排放需要額外添加更多的吸收劑，造成運(yùn)行成本的大幅上升。

常規(guī)的解決入口煙氣溫度低的辦法是對入口煙氣進(jìn)行加熱升溫，使之滿足設(shè)計(jì)所需的最低溫度要求，這種辦法需要采用加熱器等設(shè)備，存在占地大、造價高、運(yùn)行維護(hù)工作量大等問題。因此，亟需提供一種針對入口煙氣溫度低的干法脫硫的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種處理低溫?zé)煔獾母煞摿蚍椒ǎ旧暾執(zhí)峁┑母煞摿蚍椒蓪?shí)現(xiàn)對低溫?zé)煔獾奶幚?，且提升了脫硫效率?/p>

有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N處理低溫?zé)煔獾母煞摿蚍椒ǎǎ?/p>

將原煙氣進(jìn)入干法脫硫系統(tǒng)反應(yīng)，得到凈煙氣；所述干法脫硫系統(tǒng)中包括吸收劑、水與有機(jī)溶劑，所述有機(jī)溶劑為可與水互溶且汽化潛熱低于水的有機(jī)溶劑。

優(yōu)選的，針對電廠的干法脫硫，所述原煙氣的溫度為110℃以下。

優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑選自醇類有機(jī)溶劑、酮類有機(jī)溶劑、醚類有機(jī)溶劑或酸類有機(jī)溶劑。

優(yōu)選的，針對電廠的干法脫硫，所述有機(jī)溶劑為乙醇，所述水與乙醇形成的有機(jī)溶液中，乙醇的濃度為20vol％～80vol％。

優(yōu)選的，針對電廠的干法脫硫，所述有機(jī)溶劑為丙酮，所述水與丙酮形成的有機(jī)溶液中，丙酮的濃度為30vol％～70vol％。

優(yōu)選的，針對電廠的干法脫硫，所述有機(jī)溶劑為乙酸，所述水與乙酸形成的有機(jī)溶液中，乙酸的濃度為20vol％～80vol％。

優(yōu)選的，所述吸收劑為氫氧化鈣。

本申請?zhí)峁┝艘环N處理低溫?zé)煔獾母煞摿蚍椒?，其包括：將原煙氣進(jìn)入干法脫硫系統(tǒng)反應(yīng)，得到凈煙氣；所述干法脫硫系統(tǒng)中包括吸收劑、水與有機(jī)溶劑，所述有機(jī)溶劑為可與水互溶且汽化潛熱低于水的有機(jī)溶劑。本申請以汽化潛熱低且可與水互溶的有機(jī)溶劑替代部分水，可以在保證煙氣中熱焓不變的情況下，使干法脫硫系統(tǒng)中的水與有機(jī)溶劑的量增加，從而使反應(yīng)場所液膜的量增加，從而提高了整體反應(yīng)的速率與效率；另一方面，與采用純水相比，入口煙氣溫度較低時，入口煙氣量減少，水膜區(qū)域變小，需要增加吸收劑提高單位面積反應(yīng)場所上反應(yīng)物的濃度，以提高反應(yīng)的速率與效率，采用有機(jī)溶劑增加了液膜，也就可以減少吸收劑的投加量；同時采用有機(jī)溶劑可以對吸收劑進(jìn)行原位改性，提高其比表面積和反應(yīng)活性，進(jìn)一步降低吸收劑的耗量。

附圖說明

圖1為常規(guī)干法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行流程示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的干法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行示意圖。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種處理低溫?zé)煔獾母煞摿蚍椒?，包括?/p>

將原煙氣進(jìn)入干法脫硫系統(tǒng)反應(yīng)，得到凈煙氣；所述干法脫硫系統(tǒng)中包括吸收劑、水與有機(jī)溶劑，所述有機(jī)溶劑為可與水互溶且汽化潛熱低于水的有機(jī)溶劑。

本申請?zhí)峁┝艘环N處理低溫?zé)煔獾母煞摿蚍椒?，在入口煙氣溫度較低的情況下，此時煙氣的熱焓降低，傳統(tǒng)方法中噴入的水量減少，則反應(yīng)所需水膜區(qū)域不夠，會造成整體反應(yīng)速率和效率的降低。由于煙氣中的熱焓是一定的，本申請將部分純水以汽化潛熱低且可以與水互溶的有機(jī)溶劑替代，在現(xiàn)有煙氣中熱焓可以將其完全蒸發(fā)確保系統(tǒng)運(yùn)行安全性的前提下，進(jìn)入到系統(tǒng)中的有機(jī)水溶液量可以提高，意味著反應(yīng)場所液膜的量能夠增加，從而提高整體反應(yīng)的速率與效率。

如圖1所示，圖1為常規(guī)干法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行流程示意圖，具體過程為：含有高濃度SO₂、粉塵等污染物的原煙氣進(jìn)入干法脫硫系統(tǒng)，與加入系統(tǒng)的吸收劑和水反應(yīng)，生成干態(tài)的副產(chǎn)物排出系統(tǒng)，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的含低濃度SO₂、粉塵等的凈煙氣排出進(jìn)入大氣。

如圖2所示，圖2為本發(fā)明提供的干法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行流程示意圖，區(qū)別在于：將加入系統(tǒng)中的水，一部分替換成汽化潛熱低、能與水互溶的有機(jī)溶劑，形成有機(jī)溶劑水溶液，加入系統(tǒng)反應(yīng)；其中有機(jī)溶劑與水的比例根據(jù)工況條件、有機(jī)溶劑種類和系統(tǒng)所需水溶液總量確定。

在本發(fā)明中，所述干法脫硫系統(tǒng)本申請沒有特別的限制，為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的系統(tǒng)。所述吸收劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的吸收劑，對此本申請沒有特別的限制；示例的，所述吸收劑優(yōu)選為氫氧化鈣。

本申請主要針對入口煙氣溫度較低的干法脫硫方法，所述的入口煙氣的溫度是否較低主要由該煙氣的露點(diǎn)溫度決定。

所述有機(jī)溶劑只要是汽化潛熱低于水且與水可互溶的有機(jī)溶劑即可，對此本申請沒有其它的限制；示例的，所述有機(jī)溶劑可以選自醇類有機(jī)溶劑、酮類有機(jī)溶劑、醚類有機(jī)溶劑或酸類有機(jī)溶劑。所述有機(jī)溶劑與所述水的體積比沒有特別的限制，只要是較低溫度下有機(jī)溶劑與水的汽化潛熱值與較低溫度下的熱焓相對應(yīng)即可。具體的，所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為乙醇、丙酮或乙酸；在實(shí)施例中，針對特定的電廠的脫硫、煙氣溫度與運(yùn)行溫度，所述有機(jī)溶劑為乙酸，所述水與乙酸形成的有機(jī)溶液中，所述乙酸的濃度為20vol％～80vol％；所述有機(jī)溶劑為丙酮，所述水與丙酮形成的有機(jī)溶液中，丙酮的濃度為30vol％～70vol％；所述有機(jī)溶劑為乙醇，所述水與乙醇形成的有機(jī)溶液中，所述乙醇的濃度為20vol％～80vol％。

本發(fā)明提供了一種處理低溫?zé)煔獾母煞摿蚍椒?，其是一種普適的方法，對于現(xiàn)有技術(shù)中所有的干法脫硫系統(tǒng)均適用，該方法即是以汽化潛熱低于水且與水互溶的有機(jī)溶劑替代部分水。該方法并非只針對一種工況，對于電廠、燒結(jié)、窯爐等等需要脫硫的工況均適用，只要是在特定工況下，煙氣溫度較低時，煙氣與水的反應(yīng)場所以及吸收劑的加入量等因素發(fā)生變化時，則需要以有機(jī)溶劑替代部分純水。所述低溫?zé)煔鉃楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)術(shù)語，對此本申請沒有特別的限制。

本申請?zhí)峁┑奶幚淼蜏責(zé)煔獾母煞摿蚍椒?，在不改變原有干法脫硫主系統(tǒng)的前提下，僅需將原先用于降溫增濕、活化反應(yīng)的水，一部分替換為汽化潛熱低、能與水互溶的有機(jī)溶劑，從而確保煙氣達(dá)標(biāo)排放，同時降低吸收劑的耗量，這是由于當(dāng)入口煙溫較低時，噴水量減少，水膜區(qū)域變小，需要增加吸收劑提高單位面積反應(yīng)場所上反應(yīng)物的濃度，以提高反應(yīng)的速率和效率，采用有機(jī)溶劑增加了液膜，也就可以減少吸收劑的投加量；另一方面，有機(jī)溶劑利用其分散劑的特性，阻止或者減少消石灰的結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，有利于消石灰的快速剝落，從而獲得顆粒細(xì)，比表面積大的消石灰，提高吸收劑的反應(yīng)活性；此外，采用有機(jī)溶劑，還可以降低液膜表面的張力，也就是說固相和氣相物質(zhì)進(jìn)入反應(yīng)場所-液膜的阻力降低，同樣可以提高反應(yīng)的速率和效率。

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的處理低溫?zé)煔獾母煞摿蚍椒ㄟM(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。

對比例

某電廠發(fā)電機(jī)組容量為350MW，煙氣量為1,150,000Nm³/h，原煙氣SO₂濃度為2000mg/Nm³，原煙氣溫度為133℃，采用干法脫硫系統(tǒng)，運(yùn)行溫度為75℃，噴入系統(tǒng)的工藝水量為33t/h，保持出口SO₂濃度為50mg/Nm³，正常運(yùn)行Ca/S為1.48。

當(dāng)機(jī)組運(yùn)行工況變化，干法脫硫系統(tǒng)入口煙氣溫度下降至100℃時，運(yùn)行溫度保持在75℃，噴入系統(tǒng)的工藝水量為15t/h，保持出口SO₂濃度為50mg/Nm³，運(yùn)行Ca/S為2.3。

實(shí)施例1

采用30％乙醇溶液取代純水，入口煙氣溫度下降至100℃時，運(yùn)行溫度保持在75℃，噴入系統(tǒng)的溶液量為25t/h，保持出口SO₂濃度為50mg/Nm³，運(yùn)行Ca/S為1.40。

實(shí)施例2

采用30％丙酮溶液取代純水，入口煙氣溫度下降至100℃時，運(yùn)行溫度保持在75℃，噴入系統(tǒng)的溶液量為30.3t/h，保持出口SO₂濃度為50mg/Nm³，運(yùn)行Ca/S為1.35。

實(shí)施例3

采用50％乙酸溶液取代純水，入口煙氣溫度下降至100℃時，運(yùn)行溫度保持在75℃，噴入系統(tǒng)的溶液量為20t/h，保持出口SO₂濃度為50mg/Nm³，運(yùn)行Ca/S為1.45。

實(shí)施例4

采用50％乙醇溶液取代純水，入口煙氣溫度下降至100℃時，運(yùn)行溫度保持在75℃，噴入系統(tǒng)的溶液量為31.5t/h，保持出口SO₂濃度為50mg/Nm³，運(yùn)行Ca/S為1.30。

實(shí)施例5

某燒結(jié)機(jī)容量為495m²，煙氣量為1,200,000Nm³/h，原煙氣SO₂濃度為1200mg/Nm³，原煙氣溫度為145℃，采用干法脫硫系統(tǒng)，運(yùn)行溫度為78℃，噴入系統(tǒng)的工藝水量為43t/h，保持出口SO₂濃度為50mg/Nm³，正常運(yùn)行Ca/S為1.36。

當(dāng)機(jī)組運(yùn)行工況變化，干法脫硫系統(tǒng)入口煙氣溫度下降至110℃時，運(yùn)行溫度保持在78℃，噴入系統(tǒng)的工藝水量為20t/h，保持出口SO₂濃度為50mg/Nm³，運(yùn)行Ca/S為1.95。

采用30％乙醇溶液取代純水，入口煙氣溫度下降至110℃時，運(yùn)行溫度保持在78℃，噴入系統(tǒng)的溶液量為33.2t/h，保持出口SO₂濃度為50mg/Nm³，運(yùn)行Ca/S為1.29。

實(shí)施例6

某工業(yè)窯爐煙氣量為239,000Nm³/h，原煙氣SO₂濃度為860mg/Nm³，原煙氣溫度為200℃，采用干法脫硫系統(tǒng)，運(yùn)行溫度為100℃，噴入系統(tǒng)的工藝水量為11.3t/h，保持出口SO₂濃度為50mg/Nm³，正常運(yùn)行Ca/S為1.52。

當(dāng)機(jī)組運(yùn)行工況變化，干法脫硫系統(tǒng)入口煙氣溫度下降至160℃時，運(yùn)行溫度保持在100℃，噴入系統(tǒng)的工藝水量為6.8t/h，保持出口SO₂濃度為50mg/Nm³，運(yùn)行Ca/S為2.51。

采用30％乙醇溶液取代純水，入口煙氣溫度下降至160℃時，運(yùn)行溫度保持在100℃，噴入系統(tǒng)的溶液量為16.5t/h，保持出口SO₂濃度為50mg/Nm³，運(yùn)行Ca/S為1.28。

以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。