專利名稱：煙道氣的處理方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凈化含有SO2和SO3作為硫氧化物的煙道氣(例如燃燒重油的鍋爐產(chǎn)生的煙道氣)的技術(shù)。更具體地說，本發(fā)明涉及一種煙道氣的處理技術(shù)，它可以在低成本下和采用簡單的操作或者設(shè)備結(jié)構(gòu)來除去存在于煙道氣中SO3，這種SO3可能冷凝生成有害的硫酸煙霧。
一般說來，例如由熱力發(fā)電廠等的燃燒重油鍋爐產(chǎn)生的煙道氣含有硫氧化物，包括SO3(三氧化硫)和SO2(二氧化硫)。SO3占硫氧化物總量(例如為1500ppm)的比例會隨鍋爐的燃燒溫度、燃燒爐的類型、燃燒催化劑的種類等而變化，但是一般為百分之幾左右。就是說含有較少量的SO3，如約為30ppm。因此這類煙道氣脫硫的重點在于能夠吸收SO2。
但是，當(dāng)存在于煙道氣中的SO3產(chǎn)生煙霧時，它們形成了有害的H2SO4霧，它腐蝕性強并且是結(jié)垢的一個因素。而且它們由亞微米顆粒組成，這些顆粒僅通過與吸收流體進行氣-液接觸很難收集。為此，需要一些處理來除去SO3，以防止設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢，或者以得到進一步純化的煙道氣。
因此，在用于例如燃燒重油的鍋爐的煙道氣處理系統(tǒng)中，通常采用的是在設(shè)備的上流位置將氨通入到煙道氣中，并因此而收集存在于煙道氣中的硫酸銨形式的SO3[(NH4)2SO4]。
這種常規(guī)煙道氣處理方法和系統(tǒng)的一個例子將在下面參考圖8進行說明。
在圖8中，參考編號1表示空氣加熱器(鍋爐一側(cè)的設(shè)備)，用于通過用廢氣的熱量來加熱要通入到鍋爐(未表示出)中的燃燒空氣。在這種情況下，在空氣加熱器1之后的設(shè)備或步驟均包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
首先，在進口管道2中，將從空氣加熱器1排出的未處理的煙道氣A與從噴嘴2a噴出的氨(NH3)接觸。這樣煙道氣中存在的SO3與氨和存在于煙道氣中的水進行反應(yīng)生成硫酸銨。
接著將廢氣A通入到干式靜電除塵器3中，在此從其中除去煙塵B，如粉煤灰。該煙塵B主要是由未燃燒的碳組成，并且例如對于燃燒重油的鍋爐來說，它還含有雜質(zhì)，如釩和鎂。而且上述硫酸銨中的大多數(shù)也在該靜電除塵器3中收集，排放在煙塵B中，并作為工業(yè)廢物處理。
之后，為了回收要被排放到大氣中的處理過的煙道氣C的熱量，在下面要描述的氣-氣加熱器(GGH)的二次加熱區(qū)域5中，將廢氣A通入到該GGH的熱回收區(qū)域4中，在此對其進行熱量回收并因此而將其冷卻(熱回收步驟)。例如煙道氣A的溫度從約160℃降低到約100℃。
其次，將至少SO2和一部分殘留的少量煙塵在脫硫設(shè)備10(吸收步驟)的吸收塔12和13(在下面描述)中從煙道氣A中除去，在GGH的二次加熱區(qū)域5加熱到適宜于排放到大氣中的溫度，并且再以處理過的煙道氣C的形式從煙囪(未表示出)中排放到大氣中。
二次加熱區(qū)域5根據(jù)廢氣標準、煙囪的高度等可以省去。
在本方法中，脫硫設(shè)備10的結(jié)構(gòu)是其中兩個液柱型吸收塔12和13(即并流和逆流吸收塔)并列放置在儲存吸收漿料(或吸收流體)D的儲槽11上，并且在其中將煙道氣連續(xù)通入到這些吸收塔中，并在相應(yīng)吸收塔中與儲槽11中的漿料進行氣-液接觸。吸收塔12和13的每一個都裝有多個噴射管15和16。將通過循環(huán)泵17和18抽出的漿料從這些噴射管15和16中以液柱的形式向上噴射。而且，將一個用于收集和除去夾帶的霧的除霧器20安裝在該吸收塔的下流。將用該除霧器20收集的霧匯集在一個較低的料斗(未表示出)中，并通過從該料斗的底部伸出的管道返回到儲槽11中。
而且，該設(shè)備裝配有所謂的轉(zhuǎn)動臂氣體分布器21，用于在攪拌漿料的同時將氧化性氣體以細微氣泡的形式吹入儲槽11中的漿料中，以使其中吸收了二氧化硫的吸收漿料在儲槽11中與空氣充分接觸并完全氧化生成石膏。
更具體地說，在該設(shè)備中，從在吸收塔12或13中的噴射管15或16噴射的吸收劑漿料向下流動，同時由于與煙道氣進行氣-液接觸的結(jié)果而吸收了二氧化硫和煙塵，并進入儲槽11，在此它通過與大量吹入其中的氣泡接觸同時采用分布器21攪拌而被氧化，接著進行中和反應(yīng)生成石膏。在這些處理過程中發(fā)生的主反應(yīng)用下面的反應(yīng)通式(1)到(3)來表示。(吸收塔的煙道氣進口部分)(1)(儲槽)(2)(3)這樣，石膏、少量的石灰石(用作吸收劑)和微量的煙塵穩(wěn)定地懸浮在儲槽11的漿料中。在該方法中，將儲槽11中的漿料抽出并用漿料泵22加入到固-液分離器23中。在固-液分離器23中過濾該漿料，這樣就回收了含水量低的石膏E。另一方面，將固-液分離器23的濾液的一部分F1通過濾液槽24和濾液泵25加入到漿料制備槽26中，并且作為構(gòu)成吸收漿料D的水而再次使用。
漿料制備槽26裝配有攪拌器并通過混合從儲槽(未表示出)加入的石灰石G和從濾液槽24加入的水來制備吸收劑漿料D。將在漿料制備槽26中的吸收劑漿料D適宜地通過漿料槽27加入到儲槽11中。為了補充逐漸損失的水分，例如由于在吸收塔12和13中的蒸發(fā)造成的，可適當(dāng)?shù)毓?yīng)補充水(如工業(yè)用水)，例如往儲槽11中補充。以粉末形式采用的石灰石G通常是通過將開鑿出的石灰石粉碎成粒徑為100微米左右的顆粒來制備。
進一步來說，為了防止雜質(zhì)在循環(huán)通過脫硫設(shè)備10的水中聚集，將在濾液槽24中的濾液的剩余部分作為所謂的脫硫廢水F2進行廢水排放處理(未表示出)。
根據(jù)上述煙道氣處理方法，從靜電除塵器3出來的煙道氣含有少量的SO3，這樣就避免了上述缺陷。
這就是說，如果不加入氨來處理SO3，該SO3由于硫酸的露點低而在設(shè)備中冷凝并因此產(chǎn)生上述煙霧。通常大多數(shù)SO3由于在GGH的熱回收區(qū)域4的冷卻而冷凝成煙霧。
因此，在至少GGH的熱回收區(qū)域4和其下游位置部分，可能會出現(xiàn)象由于設(shè)備組件的腐蝕或結(jié)垢而造成的阻塞煙道氣通過管道這樣的麻煩，這樣就提高了設(shè)備成本和維修費用。而且，因為這種SO3煙道氣殘留在從脫硫設(shè)備10中排放的處理過的煙道氣C中，需要裝配濕集塵器，例如在吸收塔13的下流位置和GGH的二次加熱區(qū)域5的上流位置裝配，以得到純度高的凈化煙道氣。這也增大了設(shè)備的成本和規(guī)模。
但是，如果如圖8所示的加入氨，存在于煙道氣中的SO3就在如上所述的靜電除塵器3的上流位置轉(zhuǎn)變成硫酸銨，并且在靜電除塵器3中以煙塵B的形式收集生成的硫酸銨。這樣就初步解決了SO3帶來的上述問題。
在用于燃煤鍋爐的煙道氣處理系統(tǒng)中，廣泛采用的系統(tǒng)是一個其中將GGH的熱回收區(qū)域4安裝在靜電除塵器3的上流一側(cè)，以便在靜電集塵之前進行熱回收步驟的系統(tǒng)(即所謂的高效系統(tǒng))。該系統(tǒng)的目的是采用簡單并且規(guī)模小的設(shè)備結(jié)構(gòu)通過注重下面的情況來獲得高的除塵效率，即當(dāng)煙道氣的溫度低時，每單位體積靜電除塵器的煙塵收集效率根據(jù)煙塵的電阻而提高。但是，在采用油燃料的情況下，該系統(tǒng)由于存在于煙道氣中的煙塵的性質(zhì)差別(如電阻)而存在缺點。因此，一般通過采用如圖8所示的設(shè)備結(jié)構(gòu)來完成上述氨的加入。
但是，上述常規(guī)煙道氣的處理方法或系統(tǒng)由于上述氨的加入而出現(xiàn)下列許多問題。
首先，必須購買昂貴的氨并進行運輸。這從操作費用的角度來說是不利的。
再者，還必須延長進口管道2，以便可以將氨噴射并分散。這就影響了該設(shè)備規(guī)模的減小。
還有，由于一些氨殘留在靜電除塵器3的下流一側(cè)，在脫硫廢水F2中就含有氮組分。因此在排放脫硫廢水之前需要進行繁瑣的處理以除去氮，例如可通過微生物脫氮反應(yīng)進行。這也提高了操作費用和設(shè)備規(guī)模。
再有，氨也存在于處理過的煙道氣C中，并被排放到大氣中。在日本，氨的排放現(xiàn)在并沒有被限制，但是，從進一步凈化煙道氣的角度來看是不希望如此的。如果在將來它被限制，將需要一些措施來除去氨(如采用附加設(shè)備)。這從成本等角度來說又出現(xiàn)了新的問題。
進一步來說，氨也存在于作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的石膏E中，因此，根據(jù)對石膏能夠接受的標準，必須洗滌石膏以除去難聞的氣味等。
另外，殘留在靜電除塵器3下流一側(cè)的硫酸銨煙塵的粒徑比較小，它通過在吸收塔12和13中的氣-液接觸不能完全被收集。因此，這些硫酸銨煙塵就殘留在處理過的煙道氣C中，而從進一步凈化煙道氣的角度來說這又成了一個問題。
所以，常規(guī)煙道氣處理技術(shù)用于作為其中從質(zhì)量和數(shù)量方面考慮目前要求具有較高效率的凈化煙道氣技術(shù)，和特別是作為用于近年來出現(xiàn)的眾多小規(guī)模發(fā)電廠和單個發(fā)電廠的簡單的和低成本的煙道氣處理技術(shù)是不能令人滿意的。因此，需要進一步提高這種煙道氣的處理技術(shù)。
所以，本發(fā)明的第一個目的是提供一種煙道氣處理方法和系統(tǒng)，它可以無需加入氨、很容易地處理存在于煙道氣中的SO3，并且該煙道氣可被進一步凈化，而不會不利地使加入的物質(zhì)殘留在處理過的煙道氣中。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種煙道氣的處理方法和系統(tǒng)，它可以很容易地并且完全地以比較簡單的操作或設(shè)備結(jié)構(gòu)處理存在于煙道氣中的SO3并且進一步凈化該煙道氣。
本發(fā)明的第三個目的是在吸收步驟采用石灰-石膏法來從煙道氣中除去SO2等，同時保證作為副產(chǎn)物生成的石膏具有高純度或者減少工業(yè)廢物排放的量。
為了達到上述目的，本發(fā)明的發(fā)明者們進行了大量研究并發(fā)現(xiàn)下面情況如果不加入氨，在用于專用燃煤鍋爐的煙道氣處理系統(tǒng)中不會出現(xiàn)上述與SO3有關(guān)的問題。其原因已被發(fā)現(xiàn)是專用燃煤鍋爐產(chǎn)生的煙道氣含有大量的煙塵，如粉煤灰(即其含量與由燃油鍋爐產(chǎn)生的煙道氣相比高10-100倍)。
這就是說，根據(jù)本發(fā)明發(fā)明者們的研究，可以相信當(dāng)在煙道氣中含有粉末，如粉煤灰時，如果發(fā)生冷凝的話，由于在GGH的熱回收區(qū)域4的冷卻造成的煙道氣中所含SO3的冷凝就僅在所說粉末的顆粒表面發(fā)生，這樣通過SO3的冷凝產(chǎn)生的H2SO4顆粒以限制在所說粉末顆粒上的狀態(tài)存在，結(jié)果不產(chǎn)生有害的煙霧(或硫酸霧)。而且通過試驗發(fā)現(xiàn)如果煙道氣含有下列比例的粉末，即單位體積煙道氣中粉末的含量(D)與單位體積煙道氣中SO3的含量(S)的重量比(D/S)不小于約2，很難發(fā)生由于SO3造成的設(shè)備組件的結(jié)垢和腐蝕。
本發(fā)明就是在這些研究的基礎(chǔ)上完成的，它通過下面描述的特征解決了上述問題。
本發(fā)明提供了一種用于處理含有至少SO2和SO3的煙道氣處理方法，它包括一個加入粉末步驟，用于將粉末噴射到煙道氣中，和一個后續(xù)吸收步驟，用于使煙道氣在吸收塔中與吸收流體進行氣-液接觸，通過吸收到吸收流體中來除去至少存在于煙道氣中的SO2并收集粉末。
本發(fā)明還提供了一種用于處理含有至少SO2和SO3的煙道氣的煙道氣處理方法，它包括一個加入粉末步驟，用于將粉末噴射到煙道氣中，一個后續(xù)集塵步驟，用于將煙道氣通入集塵器并收集至少存在于煙道氣中的粉末，和一個后續(xù)吸收步驟，用于在吸收塔中使煙道氣與吸收流體進行氣-液接觸，并通過吸收到吸收流體中來除去至少存在于煙道氣中的SO2。
本發(fā)明進一步提供了一種用于處理含有至少SO2和SO3的煙道氣的煙道氣處理方法，它包括一個熱回收步驟，用于通過熱交換器來從煙道氣中回收熱量并因此而冷卻煙道氣，和一個后續(xù)吸收步驟，用于在吸收塔中使煙道氣與吸收流體進行氣-液接觸，并且通過吸收到吸收流體中來除去至少存在于煙道氣中的SO2，其特征在于在熱回收步驟之前，設(shè)置用于噴射可在吸收步驟收集的粉末到煙道氣中的加入粉末步驟。
在本發(fā)明中，將可在吸收塔中或者集塵器中收集的粉末噴射到煙道氣中的加入粉末步驟設(shè)置在采用吸收塔的吸收步驟或者采用集塵器的集塵步驟之前。
因此，如果煙道氣中所含的SO3在加入粉末步驟中或之后冷凝，該冷凝只在所說粉末的顆粒表面上發(fā)生。因此通過SO3冷凝形成的硫酸顆粒就以限制于所說粉末顆粒上的狀態(tài)存在，結(jié)果就減少了有害煙霧(或硫酸霧)的生成。
而且，由于該粉末是在吸收步驟或者集塵步驟收集的，硫酸顆粒就與該粉末一起在這些步驟中的任意一個中收集。這樣至少在處理過的煙道氣中就沒有殘留粉末和硫酸顆粒。
在本發(fā)明中，用于將可在吸收步驟中收集的粉末噴射于煙道氣中的加入粉末步驟可設(shè)置在采用熱交換器的熱回收步驟之前。這樣，即使存在于煙道氣中的SO3在該加入粉末步驟之中或之后冷凝(例如是由在上述熱回收步驟中的冷卻造成的)，該冷凝只發(fā)生在所說粉末的顆粒表面。因此通過SO3的冷凝產(chǎn)生的硫酸顆粒以限制于所說粉末顆粒上的狀態(tài)存在，結(jié)果減少了有害煙霧(或硫酸霧)的生成。而且，由于該粉末可以在吸收塔中收集，上述硫酸顆粒連同粉末一起在吸收塔中收集。因此至少在處理過的煙道氣中沒有殘留粉末和硫酸顆粒。
根據(jù)本發(fā)明，除去煙道氣中存在的SO3可以很容易地進行，而無需加入氨，并且該煙道氣可被進一步純化而不會不利地使處理過的煙道氣中殘留加入的物質(zhì)。
特別是當(dāng)將所說粉末以下列比例噴射時，即在煙道氣中含有所說粉末的煙塵量(D)與SO3的量(S)的重量比(D/S)不小于約2(即D/S≥2)，SO3的冷凝大多數(shù)發(fā)生在所說粉末等的顆粒表面。這就能夠基本上完全避免有害煙霧(或硫酸霧)的生成，并且相當(dāng)可靠地防止了由SO3造成的結(jié)垢或腐蝕。結(jié)果，可以完全不用加入氨，以產(chǎn)生下面實際上非常有利的效果(1)將氨的消耗減小到零，顯著降低了操作費用。
(2)不需要加氨設(shè)備，并且不需要特別長的管道來使氨分散，這樣就相應(yīng)地減少了設(shè)備成本和設(shè)備規(guī)模。
(3)由于在脫硫廢水中不含有氮，在排放脫硫廢水之前就不需要繁瑣的處理來除去氮。因此就降低了設(shè)備成本和設(shè)備規(guī)模。
(4)將在處理過的煙道氣中和排放進入大氣中含有的氨量減小到零。這不僅大大地進一步凈化了煙道氣，還輕易地滿足了未來對氨排放的限制。
(5)當(dāng)采用石灰-石膏法時，以副產(chǎn)物形式生成的石膏不含有氨。因此該石膏不需要清洗來除去難聞的氣味等。
(6)由于與現(xiàn)有技術(shù)相反，處理過的煙道氣沒有殘留含有硫酸霧和硫酸銨煙塵的煙塵，提高了系統(tǒng)的整體除塵效果而沒有采用諸如安裝在吸收塔下流一側(cè)的濕塵收集器的裝置。這也有助于進一步凈化該煙道氣。
當(dāng)噴射到煙道氣中的粉末的溫度低于煙道氣的溫度時，SO3在這些粉末的顆粒表面上可以更有效地冷凝。結(jié)果可以更加令人滿意地并且更容易地防止有害SO3煙霧的形成。
而且，當(dāng)這些粉末懸浮在一種液體中形成懸浮液并被噴射到煙道氣中時，在脫硫系統(tǒng)等中通常采用的裝置和設(shè)備，如用于制備漿料的攪拌槽、漿料泵和噴射漿料的噴嘴可以無需改進直接使用。這從設(shè)備成本和系統(tǒng)的可操作性方面來看是有利的。另外，與采用氣力輸送相比它能夠更容易地將粉末均勻地噴射到煙道氣中，從而可以更有效地防止由SO3帶來的麻煩。
在這種情況下，煤灰H的顆粒由于通過將漿料中的液體蒸發(fā)進入煙道氣(或者由于漿料中液體的存在而引起的持續(xù)冷卻效應(yīng))而產(chǎn)生的冷卻效應(yīng)而保持在較低的溫度。因此，加速了SO3在煤H灰的顆粒表面上的冷凝，從而更加令人滿意地起到了將所用煤灰H作為粉末收集SO3的作用。
當(dāng)將煤的燃燒廢氣中所含的煙塵(即煤灰)用作所說粉末時，還可以使煙道氣被更高程度的凈化。就是說因為這種煤灰具有比較大的粒徑，為每立方米幾噸左右，它可以以與常規(guī)處理硫酸霧和常規(guī)處理硫酸銨煙塵的方法相比高的收集率在吸收塔中收集。因此，在生成的處理過的煙道氣中殘留有少量煤灰。
與石灰石類似，煤灰是在煙道氣處理系統(tǒng)中常用的常規(guī)已知原料，并且現(xiàn)有設(shè)備和處理技術(shù)可以無需改進直接使用。這樣煤灰就可以容易地得到和處理，結(jié)果進一步節(jié)約了操作費用和設(shè)備成本。特別是，煤灰在專用燃煤發(fā)電廠等是作為工業(yè)廢料被排放的，因此它可無需太大成本就可得到。
還有，當(dāng)將至少一部分在集塵步驟收集的煙塵再次用作噴射到煙道氣中的粉末時，除了上述基本效果之外，還會產(chǎn)生下面的效果。
在這種情況下，將煙塵(含有煤灰和其他物質(zhì))可再次用作煙塵來收集SO3。因此，可以降低新加入的煙塵(含有煤灰和其他物質(zhì))的量，同時可減少排出系統(tǒng)之外的煙塵(含有煤灰和其他物質(zhì))的量。當(dāng)將排出系統(tǒng)之外的煙塵(含有煤灰和其他物質(zhì))與通過下面要描述的石灰-石膏法生成的石膏混合，可以產(chǎn)生獨特效果，即可以減少煙塵的量來保持高純度的石膏。
進一步來說，當(dāng)將用于采用干式靜電除塵器來收集存在于煙道氣中的煙塵的集塵步驟設(shè)置在熱回收步驟(熱交換器)之后和吸收步驟(吸收塔)之前，并且將在該集塵步驟收集的煙塵的至少一部分再次用作所說粉末時，除了上述基本效果之外還產(chǎn)生了下面的特殊效果。
具體地說，在這種情況下，該系統(tǒng)代表了所說的高效系統(tǒng)，其中，熱交換器安裝在靜電除塵器的上流，這樣就提高了單位體積靜電除塵器的效率。因此，通過采用小型靜電除塵器，可以以高的收集率從煙道氣中除去煤灰。而且，在該靜電除塵器中和吸收塔中也基本上完全收集了原來包含在未處理煙道氣中的煙塵，并且它很少殘留在生成的處理過的煙道氣中。
在這種情況下，由SO3造成的結(jié)垢和腐蝕也被完全杜絕了，例如在上述熱交換器中和位于其下流的管道中以及靜電除塵器的漏斗中。而且，產(chǎn)生了與如前所述的效果(1)到(6)相同的效果。
而且在這種情況下，可以再利用用于收集SO3的粉末(含有煤灰和其他物質(zhì))。這樣可減少要加入的新煤灰的量，并且也可減少要排出系統(tǒng)之外的煙塵(含有煤灰和其他物質(zhì))的量。另外，甚至當(dāng)將要排出系統(tǒng)之外的煙塵(含有煤灰和其他物質(zhì))與通過在下面描述的石灰-石膏法產(chǎn)生的石膏混合時，會產(chǎn)生一個特殊效果，即可以將與石膏混合的煙塵的量降至最低來保持石膏的高純度。
進一步來說，當(dāng)將至少一部分在集塵步驟中收集的煙塵[即要被排出體之外的煙塵(含有煤灰和其他物質(zhì))]與根據(jù)石灰-石膏法作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的石膏混合時，可將作為工業(yè)廢料排放的煙塵的量減少到零。這也有助于節(jié)省操作費用。
進一步來說，當(dāng)用粉碎的石灰石作為所說粉末時，加入的石灰石具有為100微米左右的大粒徑，因此其可在吸收塔(或者吸收步驟)中收集，與采用常規(guī)處理硫酸霧和采用常規(guī)硫酸銨煙塵的方法相比收集率極高。結(jié)果少量石灰石殘留在生成的處理過的煙道氣中。因此可以得到純度高的煙道氣。
進一步來說，石灰石是在煙道氣處理系統(tǒng)中常用的常規(guī)已知材料，現(xiàn)有設(shè)備和處理技術(shù)可無需改進直接采用。因此石灰石可以容易地得到和處理，結(jié)果進一步節(jié)約了運行費用和設(shè)備成本。
石灰石還有一個優(yōu)點，即將其加入到煙道氣中對整個系統(tǒng)的運行沒有不良影響。具體地說，在這種情況下，將在吸收塔中收集的石灰石溶解或懸浮在吸收流體中作為吸收劑(或者堿性試劑)來中和吸收流體，這樣就促進了硫的氧化物的吸收反應(yīng)。
進一步來說，當(dāng)采用其中采用石灰石作為吸收劑并且由吸收的硫氧化物生成石膏的石灰-石膏法時，其中采用石灰石作為粉末并將其加入到煙道氣中的實施方案不會對石膏的純度產(chǎn)生不良影響，前提是仍然要控制加入石灰石的總量。另外，加入石灰石轉(zhuǎn)變成有用的石膏而不會增加工業(yè)廢料的量。
另外，當(dāng)根據(jù)石灰-石膏法實施從煙道氣中除去SO3等的吸收步驟，并將所需量的在該吸收步驟中用作吸收劑的石灰石加入到煙道氣中作為所說粉末時，例如通過制備其漿料來將石灰石加入到吸收塔的儲槽中通常采用的設(shè)備是完全不必要。這樣就進一步節(jié)約了設(shè)備成本等。
本發(fā)明提供了一個用于處理含有至少SO2和SO3的煙道氣的煙道氣處理系統(tǒng)，它包括一個吸收塔，用于將煙道氣與吸收流體進行氣-液接觸并通過吸收到該吸收流體中來除去至少存在于煙道氣中的SO2，和一個設(shè)置在吸收塔上流的加入粉末裝置，用于將粉末噴射到煙道氣中。
本發(fā)明還提供了一個用于處理含有至少SO2和SO3的煙道氣的煙道氣處理系統(tǒng)，它包括一個熱交換器，用于從煙道氣中回收熱量并因此而冷卻該煙道氣，和一個設(shè)置在該熱交換器下流的吸收塔，用于將煙道氣與吸收流體進行氣-液接觸并通過吸收到吸收流體中來除去至少存在于煙道氣中的SO2，其特征在于其中將用于將粉末噴射到煙道氣中的加入粉末裝置設(shè)置在該熱交換器的上流。
在本發(fā)明的煙道氣處理系統(tǒng)中，可以采用的一個實施方案是其中將一個用于收集存在于含有該粉末的煙道氣中的煙塵的干式靜電除塵器設(shè)置在熱交換器的下流和吸收塔的上流，并且將至少一部分通過該靜電除塵器收集的煙塵再次用作粉末。
圖1是說明本發(fā)明第一個實施方案的煙道氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖；圖2是說明本發(fā)明第二個實施方案的煙道氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖；圖3是說明本發(fā)明第三個實施方案的煙道氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖；圖4是說明本發(fā)明第四個實施方案的煙道氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖；圖5是說明本發(fā)明第五個實施方案的煙道氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖；圖6是表示證明本發(fā)明原理的數(shù)據(jù)曲線圖；圖7是表示證明本發(fā)明原理的其他數(shù)據(jù)的曲線圖；和圖8是說明常規(guī)煙道氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖。
下面參考


本發(fā)明的幾個實施方案。用相同的編號表示圖8的常規(guī)系統(tǒng)中包括的相同組件，并省略說明。(第一個實施方案)參考圖1對本發(fā)明的第一個實施方案進行說明。該實施方案與圖8的常規(guī)煙道氣處理系統(tǒng)的區(qū)別在于沒有加入氨的步驟，用于將粉末噴射到煙道氣中的加入粉末裝置(未表示出)設(shè)置在靜電除塵器3之前，用于通過采用該加入粉末裝置將粉末[如煤的燃燒廢氣中所含的煙塵(即所謂的煤灰H)]噴射到煙道氣A中的步驟設(shè)置在采用靜電除塵器3的集塵步驟之前。
對于上述煤灰H，可以采用例如通過在專用燃煤發(fā)電廠的煙道氣處理系統(tǒng)中所包括的靜電除塵器收集的煤灰。這些煤灰通常作為工業(yè)廢物廢棄，因此可以以基本上只需運費廉價得到。
對于上述加入粉末裝置來說，可以采用任何合適的裝置，例如為氣力輸送或漿料輸送而設(shè)計的裝置。一個為氣力輸送而設(shè)計的有效加入粉末裝置的例子是由鼓風(fēng)機或空氣壓縮機、和用于在氣流中輸送粉末的管線、以及用于將粉末氣力分散并輸送到煙道氣煙塵中的固定噴嘴構(gòu)成的。一個為輸送漿料而設(shè)計的有效的加入粉末裝置的例子是由一個用于將粉末分散在液體中形成漿料的攪拌儲槽，和一個用于對在攪拌槽中形成的漿料加壓并輸送的漿料泵，以及一個用于將加壓和輸送的漿料分散和輸送到煙道氣通道中的噴嘴構(gòu)成的。
當(dāng)以漿料形式噴射粉末時，優(yōu)選構(gòu)成漿料的液體可被煙道氣的熱量立即蒸發(fā)，以便有效地在粉末的顆粒表面上收集SO3。一般的水(如工業(yè)用水)適用于作為該液體。因為煙道氣A的溫度高達約160℃，在噴射漿料中的水可被立即蒸發(fā)。
該漿料中的固體含量可以與在脫硫設(shè)備10中的固體含量一樣(如約20-30％(重量))。本發(fā)明的發(fā)明者們的試驗計算表明甚至當(dāng)將粉末以漿料的形式噴射時，其量與下面將描述的煙道氣相比也是小的。這樣煙道氣的溫度只降低了幾攝氏度，不會對在GGH中的后續(xù)熱回收產(chǎn)生不利影響。
即使當(dāng)以漿料形式噴射用作粉末的煤灰H，可以以下面的量加入煤灰H單位體積煙道氣中含有的粉末(D)的量與單位體積煙道氣中含有的SO3(S)的量的重量比滿足下面圖7所示的關(guān)系。例如當(dāng)需要將除去SO3的程度提高到約70％時，D/S的值應(yīng)不小于25。例如當(dāng)SO3的濃度為50mg/m3N，煤灰H的用量應(yīng)使在煙道氣的煙塵中含有粉末的量不小于1250mg/m3N。
例如，即使當(dāng)將用作的煤灰H以漿料的形式噴射，它可以以下面的量加入單位體積煙道氣中含有的粉末(D)的量與單位體積煙道氣中含有的SO3(S)的量的比例為例如不小于2(即D/S≥2)。例如，當(dāng)SO3的濃度為50mg/m3N時，可以以不小于100mg/m3N的量加入煤灰H。
在這種方法中，產(chǎn)生了粉末的上述效果并且是令人滿意的，這樣就能夠以低成本和采用簡單的操作或者設(shè)備結(jié)構(gòu)而無需加入氨來除去煙道氣中的SO3。
更具體地說，如果存在于煙道氣中的SO3發(fā)生冷凝，例如由于在GGH的熱回收區(qū)域4的冷卻造成的冷凝，該冷凝大部分在存在于煙道氣中的粉末的顆粒表面(含有上述煤灰和其他物質(zhì))上進行。因此通過SO3的冷凝形成的硫酸顆粒以限制于所說粉末的顆粒上的狀態(tài)存在，結(jié)果減小了有害煙霧(或硫酸霧)的產(chǎn)生。
而且，因為加入的煤灰具有100微米左右的比較大的粒徑，其中的大多數(shù)可以在靜電除塵器3中以比較高的收集率收集，而沒有在靜電除塵器3中收集的剩余部分可以在脫硫設(shè)備10的吸收塔12和13中收集，與常規(guī)處理硫酸霧和常規(guī)處理硫酸銨的方法相比收集基本上是完全的。因此在生成的處理過的煙道氣C中殘留有少量的煤灰。
將在吸收塔12和13中收集的煤灰溶解在或懸浮在循環(huán)漿料中，并最終包含在作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的石膏E中。但是，其含量低至百分之幾，在多數(shù)情況下不存在問題。另一方面，對在煤灰等的表面上冷凝的硫酸和已在吸收塔12和13中收集的硫酸連同煤灰等一起最后與例如在吸收塔的儲槽11中的石灰石進行上述中和反應(yīng)(3)生成一部分副產(chǎn)物石膏。
在該實施方案中，將在采用靜電除塵器3的收集步驟中收集的煙塵的一部分B1(含有被噴射到煙道氣中的粉末和該煙道氣中所含的煙塵)再次作為本發(fā)明的粉末被噴射到煙道氣中。將在靜電除塵器3中收集的煙塵的一部分B1加入到粉末儲槽30中，與在粉末儲槽30中的新煤灰H混合，再通過加入粉末裝置在靜電除塵器3的上流位置噴射。這樣就回收了煙塵的一部分B1。在該實施方案中，將包含在從氣體加熱器1排出的未處理的煙道氣A中的煙塵，如粉煤灰和從外部加入的煤灰H加入到要被噴射到煙道氣中的粉末中。
在該實施方案中，通過干式靜電除塵器3收集的煙塵的其他部分B2與在脫硫裝置10中作為副產(chǎn)物生成的石膏混合，并被排出系統(tǒng)之外。
在該實施方案中，優(yōu)選要被噴射的粉末總量是滿足上述D/S比例所需的最小值。而且，還優(yōu)選將要被回收的煙塵B1的量提高到極限，即噴射的粉末足以收集SO3，并且將要加入的煤灰H的量和要排放的煙塵B2的量降低到所需的最小程度。在這種情況下，可將要與石膏E混合的煙塵B2的量減至最小，以保證石膏E具有高純度，并且可以降低要被加入的煤灰H的量以利于處理煤灰H。
根據(jù)本發(fā)明，可有保證地防止在GGH的熱回收區(qū)域4和其下流的管道中發(fā)生由于SO3造成結(jié)垢和腐蝕。而且，產(chǎn)生了下面實際上有效的效果(1)-(9)。
(1)氨的消耗可降至零，大大節(jié)省了運行費用。
(2)不需要加氨設(shè)備，并且不需要特別延長管道來使氨分散，這樣就相應(yīng)減少了設(shè)備成本和設(shè)備規(guī)模。
(3)由于在脫硫廢水中不含有氮，在排放脫硫廢水F2之前就不需要繁瑣的處理來除去氮。由此降低了設(shè)備成本和設(shè)備規(guī)模。
(4)在處理過的煙道氣中含有氨的量和排放進入大氣的氨的量減小到零。這不僅極大地進一步凈化了煙道氣，還輕易滿足了未來對氨排放的限制。
(5)作為副產(chǎn)物生成的石膏不含有氨。因此該石膏不需要清洗來除去難聞的氣味等。
(6)由于與現(xiàn)有技術(shù)不同，處理過的煙道氣中沒有殘留含有硫酸霧和硫酸銨煙塵的煙塵，沒有采用諸如安裝在吸收塔下流一側(cè)的濕塵收集器的裝置就提高了整個系統(tǒng)完成除塵的效率。這也有助于進一步凈化煙道氣。
(7)當(dāng)將用作粉末的煤灰H以漿料的形式噴射時，在脫硫系統(tǒng)等中通常采用的儀器和設(shè)備，如用于制備漿料的攪拌槽、漿料泵和噴射漿料的噴嘴可以不加改進直接使用。這從設(shè)備成本和系統(tǒng)的操作性方面來看是有利的。另外，與氣力輸送相比它能夠更容易地將粉末均勻地分散在煙道氣中，從而可以更有效地防止由SO3帶來的麻煩。
在這種情況下，煤灰H的顆粒由于通過漿料中的液體蒸發(fā)到煙道氣中(或者由于漿料的液體的存在而引起的持續(xù)冷卻效應(yīng))產(chǎn)生的冷卻效應(yīng)而保持在較低的溫度。這樣就加速了SO3在煤灰H上的顆粒表面的冷凝，從而所用煤灰H作為粉末更加令人滿意地起到了收集SO3的作用。
(8)在該實施方案中，可以回收含有可用作能夠收集SO3的粉末的煤灰H的煙塵。因此該實施方案具有特殊效果，即可以減少新煤灰的供應(yīng)量，同時可以將與石膏E混合的煙塵B2的量降至最小來提高石膏的純度等。
(9)在該實施方案中，由于煙塵B2與石膏混合，可以將作為工業(yè)廢料排放的煙塵的量降至零。因此減小了運行費用。當(dāng)需要更高純度的石膏時，可將一部分或全部B2不與石膏E混合。(第二個實施方案)下面參考圖2說明本發(fā)明的第二個實施方案。在該實施方案中，安裝了用于在吸收塔12和13的上流位置噴射粉末的加入粉末裝置，并且將粉末，如上述通過粉碎石灰石(CaCO3)得到的石灰石G用加入粉末裝置噴射到煙道氣A中作為本發(fā)明的粉末。
在該實施方案中，還可以將粉碎的煤灰通過氣力輸送噴射到煙道氣中，或者可以以漿料形式噴射。
而且在該實施方案中，省略了在圖1所示的漿料制備儲槽26和漿料泵27，而且濾液F1可直接返回到吸收塔的儲槽11中。將用于在脫硫設(shè)備10中的吸收步驟作為吸收劑和用于生成石膏所需量的石灰石以所說粉末的形式加入到煙道氣中，這樣吸收劑就不直接提供到脫硫裝置10的儲槽11中。
在這種情況下，用作吸收劑所需的石灰石的量基本上與煙道氣中所含的硫氧化物的量呈化學(xué)計算比例。當(dāng)煙道氣A含有普通燃燒廢氣(如由燃燒油，如重油產(chǎn)生的煙道氣)，本發(fā)明發(fā)明者們的試驗計算表明單位體積煙道氣中所含的粉末的量(D)與單位體積煙道氣中所含的SO3的量(S)的重量比(D/S)等于約28。
在該實施方案中，粉末確實產(chǎn)生了上述效果，并且是令人滿意的，這樣就可以以低成本并采用簡單的操作或設(shè)備結(jié)構(gòu)、無需加入氨達到除去煙道氣中含有的SO3的目的。
更具體地說，如果煙道氣中的SO3冷凝，該冷凝大部分發(fā)生在煙道氣中所含的粉末(含有上述石灰石和其他物質(zhì))的顆粒表面上。因此通過SO3的冷凝生成的硫酸顆粒以限制于所說粉末的顆粒的狀態(tài)存在，結(jié)果減小了有害煙霧(或硫酸霧)的產(chǎn)生。
而且，所加的石灰石具有100微米左右的大粒徑，因此可以在脫硫裝置10的吸收塔12和13中收集，與采用常規(guī)處理硫酸霧和常規(guī)處理硫酸銨煙塵的方法相比，其收集率相當(dāng)高。因此有少量石灰石殘留在生成的處理過的煙道氣中。
將在吸收塔12和13中收集的石灰石溶解或懸浮在循環(huán)的漿料中，作為上述用于中和漿料形成副產(chǎn)物石膏的吸收劑(或堿性試劑)。另一方面，已在石灰石等的表面上冷凝并已與該石灰石等一起收集的硫酸最終與石灰石，例如在吸收塔的儲槽11中的石灰石進行上述中和反應(yīng)(3)，生成一部分作為副產(chǎn)物的石膏。
在該實施方案中，還有效地防止了由于SO3造成的結(jié)垢和腐蝕，并產(chǎn)生了與上述在第一個實施方案中所述的效果(1)-(7)同樣的效果。
在該實施方案中，將用于脫硫裝置10中的吸收步驟所需量的石灰石作為粉末，省去了常規(guī)采用的漿料制備儲槽26和漿料泵27。這樣，該實施方案具有進一步減小設(shè)備成本和設(shè)備體積的突出效果。(第三個實施方案)參考圖3說明本發(fā)明的第三個實施方案。該實施方案與圖8的常規(guī)煙道氣處理系統(tǒng)不同，其中不包括加入氨的步驟，并且其中用于噴射粉末的加入粉末步驟(未表示出)安裝在GGH的熱回收區(qū)域4的上流位置，在采用上述熱回收區(qū)域4的熱回收步驟之前設(shè)置一個用于通過采用上述加入粉末裝置將粉末[如在煤的燃燒廢氣所含的煙塵(即所謂的煤灰H)]噴射到煙道氣A中的步驟。
這樣產(chǎn)生了與第一個實施方案所述的效果(1)-(7)同樣的效果。另外在該實施方案中還產(chǎn)生了下面的效果(8)。
(8)干式靜電除塵器3和其他設(shè)備的排列和結(jié)構(gòu)和脫硫裝置10的結(jié)構(gòu)與在圖8中所示的常規(guī)系統(tǒng)基本上一致，除了用于加入煤灰H的裝置之外。該實施方案具有突出的效果，即現(xiàn)有的煙道氣處理系統(tǒng)可以很方便地采用本發(fā)明的技術(shù)。
圖6表示實際測定的數(shù)據(jù)，說明本發(fā)明的原理(特別是加入煤灰的)。
這些數(shù)據(jù)說明當(dāng)將煙道氣中的煙塵濃度作為參數(shù)時，在GGH的進口(或熱回收區(qū)域的進口)的SO3氣體濃度與在GGH的出口(或者二次加熱區(qū)域的出口)的SO3霧的濃度之間的關(guān)系(即SO3的去除率)。在圖6中，實心數(shù)據(jù)點表示實際測定的數(shù)據(jù)，在這些點上肉眼就可觀察到硫酸霧在設(shè)備，如熱回收區(qū)域4的內(nèi)表面上凝結(jié)，而空心數(shù)據(jù)點表示實際測定的數(shù)據(jù)，在這些點上沒有觀察到硫酸霧的凝結(jié)。
從這些數(shù)據(jù)可以看出甚至當(dāng)D/S的值為約1.5時除去約90％的SO3，也沒有觀察到SO3霧凝結(jié)在設(shè)備表面上，并且殘留在流出的煙道氣中的SO3霧的量低至約10％。因此，顯然如果將煤灰加入到煙道氣中，例如以D/S約小于2的比例加入，SO3霧幾乎完全被除去，基本上沒有殘留在處理過的煙道氣中，并且非常有效地防止了由于煙霧的凝結(jié)造成的腐蝕或結(jié)垢。
由于上述煤灰的除煙霧效果是物理現(xiàn)象，其中SO3可在煙道氣所含的顆粒表面上冷凝，不是煤灰的粉末(如粉碎的石灰石)也會產(chǎn)生相似的效果。(第四個實施方案)下面參考圖4說明本發(fā)明的第四個實施方案。該實施方案基本上與第三個實施方案類似，其中用煤灰作為本發(fā)明的粉末，并將其在GGH的熱回收區(qū)域4的上流位置噴射。但是，該實施方案的特征在于其中將干式靜電除塵器3安裝在熱回收區(qū)域4的下流一側(cè)，將用于采用該靜電除塵器3來收集煙道氣中所含的煙塵的集塵步驟安排在采用上述熱回收區(qū)域4的熱回收步驟之后，并在采用脫硫設(shè)備10的吸收步驟之前。
在該實施方案中，還可通過氣力輸送將煤灰噴射到煙道氣中，或者以漿料的形式噴射。
而且，該實施方案的結(jié)構(gòu)是其中將至少一部分在采用靜電除塵器3的集塵步驟收集的煙塵B1再次用作本發(fā)明的粉末，它可在熱回收區(qū)域4的上流位置噴射。具體地說，在這種情況下，將在靜電除塵器3中收集的煙塵的一部分B1先加入到其中加入了新煤灰H的粉末儲槽30中。接著，將該煙塵通過采用上述加入粉末裝置回收，再次在熱回收區(qū)域4的上流位置噴射。在該實施方案中，在熱回收區(qū)域4的上流位置噴射的粉末除了含有從外面加入的煤灰H之外，還含有從氣體加熱器1中出來的原來存在于未處理的煙道氣A中的煙塵(即粉煤灰)。
而且，在該實施方案中，將在干式靜電除塵器3中收集的煙塵的剩余部分B2與在脫硫裝置10中以副產(chǎn)物形式生成的石膏均勻混合，并排出系統(tǒng)之外。
在該實施方案中，優(yōu)選使要噴射的粉末的總量保持在所需的最小量(如使上述D/S的比例等于約2的量)。而且，還優(yōu)選將回收的煙塵B1的量增大到它的極限，即噴射的粉末能足以收集SO3，同時將加入的新煤灰H的量和排出的煙塵B2的量減至所需的最小量。在這種情況下，可將與石膏E混合的煙塵B2的量減至最小，以保證石膏E具有高純度，同時降低新加入的煤灰H的量，以利于處理煤灰H。
在該實施方案中，也可以通過與第三個實施方案一樣的方式有效地并令人滿意地產(chǎn)生粉末的上述效果，這樣可以以低成本和利用簡單的操作或設(shè)備結(jié)構(gòu)而無需加入氨就除去煙道氣中含有的SO3。
而且，該實施方案的系統(tǒng)表示前面描述的高效系統(tǒng)，其中熱回收區(qū)域4設(shè)置在靜電除塵器3的上流，這樣就提高了單位體積靜電除塵器3的效率。這樣通過采用小型靜電除塵器3，可以以高的收集率從煙道氣中除去加入的煤灰H。另外，在脫硫裝置10的靜電除塵器3和吸收塔12和13中還基本上完全地收集了在未處理的煙道氣A中原來含有的煙塵，并且該煙塵幾乎不殘留在生成的處理過的煙道氣C中。
在該實施方案中，完全防止了由SO3造成的結(jié)垢和腐蝕，例如在GGH的熱回收區(qū)域4、位于其下流的管道和在靜電除塵器3的漏斗中。而且產(chǎn)生了與在第一個實施方案中所述的效果(1)-(7)一樣的效果。
進一步來說，在該實施方案中，可回收用于收集SO3的粉末(含有煤灰H和其他物質(zhì))。它具有特殊的效果，即可以減少加入新煤灰H的量，而且可將與石膏E混合的煙塵B2的量降至最低，以保證石膏E的高純度。
由于煙塵B2與石膏E混合，可將作為工業(yè)廢料排放的煙塵的量降至零。這有助于例如節(jié)省運行費用。
顯然，如果需要具有較高純度的石膏，可不將全部或者部分煙塵B2與石膏混合。(第五個實施方案)下面參考圖5說明本發(fā)明的第五個實施方案。該實施方案與第三個實施方案類似，其中將用于噴射粉末的加入粉末裝置設(shè)置在GGH的熱回收區(qū)域4的上流位置，并且采用該加入粉末裝置，將粉碎石灰石(CaCO3)(如上述石灰石G)制備的粉末噴射到煙道氣A中作為本發(fā)明的粉末。
在該實施方案中，也可將粉碎的石灰石通過氣力輸送噴射到煙道氣中，或者可以以漿料的形式噴射。
而且在該實施方案中，可省去在圖8中所示的漿料制備儲槽26和漿料泵27，并且濾液F1可直接返回到吸收塔的儲槽11中。將用于在脫硫裝置10的吸收步驟中作為吸收劑和生成石膏所需的量的石灰石在熱回收區(qū)域4的上流位置加入到煙道氣中作為所說粉末，這樣吸收劑可不直接加入到在脫硫裝置10的儲槽11中的漿料中。
在這種情況下，用于作為吸收劑的石灰石G的量基本上與在煙道氣中所含的硫氧化物的量呈化學(xué)計算比例。當(dāng)煙道氣A含有普通的燃燒廢氣(如由燃燒油，如重油產(chǎn)生的煙道氣)時，本發(fā)明發(fā)明者們的試驗計算表明單位體積煙道氣中含有的粉末的量(D)與單位體積煙道氣中含有的SO3的量(S)的重量比(D/S)約等于28。
在該實施方案中，粉末的上述效果是必然的并且是令人滿意的，這樣就能夠以低成本和采用簡單的操作或設(shè)備結(jié)構(gòu)無需加入氨來除去煙道氣中的SO3。
更具體地說，如果煙道氣中的SO3冷凝，例如由GGH的熱回收區(qū)域4的冷卻造成的，這些冷凝大部分在煙道氣中所含的粉末(含有上述石灰石和其他物質(zhì))的顆粒表面進行。這樣通過SO3的冷凝生成的硫酸顆粒以限制于所說粉末的顆粒上的狀態(tài)存在，結(jié)果減小了有害煙霧(或硫酸霧)的生成。
而且，加入的石灰石具有100微米的大粒徑，因此，可以在脫硫裝置10的吸收塔12和13中收集，與采用常規(guī)處理硫酸霧和采用處理硫酸銨煙塵所方法相比收集率明顯提高。因此有少量石灰石殘留在生成的處理過的煙道氣C中。
將在吸收塔12和13中收集的石灰石溶解或懸浮在循環(huán)漿料中，并作為用于中和漿料的吸收劑(或者堿性試劑)，生成副產(chǎn)物石膏。另一方面，已在石灰石等的表面上冷凝并已與石灰石等一起收集的硫酸最后用石灰石進行上述中和反應(yīng)(3)，例如在吸收塔的儲槽11中生成一部分副產(chǎn)物石膏。
在該實施方案中，也可有效地防止由SO3造成的結(jié)垢和腐蝕，例如在GGH的熱回收區(qū)域4和位于其下流的管道中。而且，產(chǎn)生了與第一個實施方案中所述的效果(1)-(7)同樣的效果。
進一步來說，在該實施方案中，將用于脫硫裝置10的吸收步驟所需量的石灰石作為所說粉末，并省略了常規(guī)采用的漿料制備儲槽26和漿料泵27。這樣該實施方案產(chǎn)生了特殊的效果，即可以進一步減小設(shè)備成本和設(shè)備規(guī)模。
圖7表明實際上測定的數(shù)據(jù)，說明本發(fā)明的原理(特別是加入了石灰石)。
這些數(shù)據(jù)表明當(dāng)將含有粉末化石灰石和水的漿料(濃度約為20-30(重量)％)簡單地噴射到含有約3.7-11.5ppmSO3的煙道氣中并且沒有完成從煙道氣中回收熱量的時候，加入的石灰石的量與通過在石灰石的顆粒表面上冷凝而除去SO3的比例之間的關(guān)系。這些數(shù)據(jù)說明可以僅通過將含有石灰石的漿料噴射到煙道氣中就可有效地除去SO3。顯然，根據(jù)為了使SO3有效地冷凝，在加入粉末之后完成熱回收的本發(fā)明原則，甚至在D/S值很低的情況下，也可以使SO3的去除率達到很高的程度。
可以認為本發(fā)明不限于上述實施方案，還可以以各種其他方式實施。例如，本發(fā)明的粉末并不限于石灰石和煤灰，還可以采用任何能使SO3在其顆粒表面上冷凝并可以在常規(guī)靜電除塵器中或者脫硫裝置的吸收塔中收集的粉末。但是，上述石灰石和煤灰是常規(guī)已知的材料，它們在煙道氣處理系統(tǒng)中是常用的。因此，它們具有可以容易得到和處理的優(yōu)點，并且它們的存在不會對整個系統(tǒng)的操作產(chǎn)生不利的影響，另外也可以如上所述避免將石灰石加入到吸收塔的儲槽中的麻煩。
而且，為了加快SO3在粉末的顆粒表面上的冷凝，可以將溫度低于煙道氣的粉末(或者其漿料)[例如根據(jù)需要已強制冷卻的粉末(或其漿料)]噴射到煙道氣中。這就使SO3更有效地在粉末的顆粒表面上冷卻，因此可以更加令人滿意地并且更容易地防止有害SO3煙霧的產(chǎn)生。
本發(fā)明的粉末包括石灰石和煤灰，它們可以混合加入或分別加入。當(dāng)只采用石灰石時，也可以以下面的方式加入，即只將收集SO3所需的部分噴射到煙道氣中，而剩余部分仍直接加入到脫硫裝置的吸收塔的儲槽中。
在第一個實施方案中，除了回收含有已在靜電除塵器3中收集的粉末的煙塵作為本發(fā)明的粉末，所有的煙塵都可以作為工業(yè)廢料按常規(guī)排放。
顯然，本發(fā)明的吸收步驟或吸收塔的結(jié)構(gòu)并不限于上述實施方案。例如，吸收塔可以包括單個吸收塔，并且可以采用各種類型的吸收塔(或者氣-液接觸設(shè)備)，包括填充塔、噴射塔和泡罩塔。另外，本發(fā)明不限于采用鈣化合物(如石灰石)作為吸收劑，但是也可以采用用例如氫氧化鈉或氫氧化鎂的脫硫工藝。
盡管當(dāng)采用各種油燃料，如重油、乳化油、VR和CWM/重油用作燃料氣體，本發(fā)明產(chǎn)生特殊的效果，當(dāng)將其用于燃煤/重油的鍋爐時，也可得到相似的效果。甚至在專用燃煤鍋爐中，可以在例如進行試驗的開始時或在試驗過程中燃燒油燃料。本發(fā)明可有效地用于這些情況。
權(quán)利要求
1.一種用于處理含有至少SO2和SO3的煙道氣的煙道氣處理方法，它包括一個用于將粉末噴射到煙道氣中的粉末加入步驟，和一個用于在吸收塔中使煙道氣與吸收流體進行氣-液接觸的后續(xù)吸收步驟，通過吸收到吸收流體中和收集該粉末來除去至少存在于煙道氣中的SO2。
2.一種用于處理含有至少SO2和SO3的煙道氣的煙道氣處理方法，它包括一個用于將粉末噴射到煙道氣中的加入粉末步驟、一個用于將煙道氣通入到集塵器中并收集至少存在于在該煙道氣中的粉末的后續(xù)收集煙塵步驟和一個用于在吸收塔中使煙道氣與吸收流體進行氣-液接觸并通過吸收到吸收流體中的方式除去至少存在于煙道氣中的SO2的后續(xù)吸收步驟。
3.一種用于處理含有至少SO2和SO3的煙道氣的煙道氣處理方法，它包括一個采用熱交換器從煙道氣中回收熱量并因此而冷卻煙道氣的回收熱量步驟和一個用于在吸收塔中使煙道氣與吸收流體進行氣-液接觸并通過吸收到吸收流體中的方式除去至少存在于煙道氣中的SO2的后續(xù)吸收步驟，其特征在于，在所說的熱回收步驟之前，設(shè)置用于將可在吸收步驟收集的粉末噴射到煙道氣中的加入粉末步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所說的煙道氣處理方法，其中將所說的粉末以下面的比例噴射，即單位體積煙道氣中包括該粉末的煙塵含量(D)與SO3的含量(S)的重量比(D/S)不小于2(即D/S≥2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任意一個所說的煙道氣處理方法，在所說的加入粉末步驟中，所說粉末的溫度低于煙道氣的溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任意一個所說的煙道氣處理方法，其中將所說的粉末以漿料的形式噴射到煙道氣中，該漿料是通過將所說的粉末懸浮在一種液體中制備的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的煙道氣處理方法，其中將煤的燃燒廢氣中所含的煙塵作為所說的粉末。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所說的煙道氣處理方法，其中將至少一部分已在所說的集塵步驟中收集的粉末在所說的加入粉末步驟中再次利用作為要被噴射到煙道氣中的粉末。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所說的煙道氣處理方法，其中將煤的燃燒廢氣中所含的煙塵用作所說的粉末。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所說的煙道氣處理方法，其中在熱回收步驟之后和所說的吸收步驟之前，設(shè)置采用干式靜電除塵器收集存在于煙道氣中的煙塵的收集煙塵步驟，并且將至少一部分在所說的收集煙塵步驟中收集的煙塵再次利用作為所說的粉末。
11.根據(jù)權(quán)利要求2或10所說的煙道氣處理方法，其中采用石灰-石膏法進行吸收步驟，在該法中采用將懸浮的石灰石作為吸收劑的吸收流體以生成副產(chǎn)物石膏，并且至少一部分在所說的集塵步驟中收集的煙塵與在該吸收步驟中作為副產(chǎn)物生成的石膏混合并排放出該系統(tǒng)之外。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到3的任意一個所說的煙道氣處理方法，其中采用粉碎的石灰石作為所說的粉末。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所說的煙道氣處理方法，其中采用石灰-石膏法進行吸收步驟，在該法中采用將懸浮的石灰石作為吸收劑的吸收流體以生成副產(chǎn)物石膏，并且將在吸收步驟用作吸收劑所需量的石灰石加入到煙道氣中作為粉末，以便將吸收劑非直接地加入到吸收流體中。
14.一種用于處理含有至少SO2和SO3的煙道氣的煙道氣處理系統(tǒng)，它包括一個吸收塔，用于使煙道氣與吸收流體進行氣-液接觸并通過吸收到吸收流體中的方式除去至少存在于煙道氣中的SO2，和一個用于將粉末噴射到煙道氣中的加入粉末裝置，該裝置設(shè)置在吸收塔的上流位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所說的煙道氣處理系統(tǒng)，其中用于收集煙道氣中的粉末的集塵器設(shè)置在吸收塔的上流位置，用于將粉末噴射到煙道氣中的加入粉末裝置設(shè)置在該集塵器的上流位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的煙道氣處理系統(tǒng)，其中將至少一部分已在集塵器中收集的粉末通過加入粉末裝置再次利用作為要被噴射到煙道氣中的粉末。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的煙道氣處理系統(tǒng)，其中將用于從煙道氣中回收熱量并因此而冷卻該煙道氣的熱交換器設(shè)置在吸收塔的上流位置和加入粉末裝置的下流位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的煙道氣處理系統(tǒng)，其中將用于收集存在于含有該粉末的煙道氣中煙塵的干式靜電除塵器設(shè)置在所說的熱交換器的下流位置和所說吸收塔的上流位置，并且將至少一部分通過該靜電除塵器收集的煙塵再次用作該粉末。
全文摘要
為了很容易地達到除去存在于煙道氣中的SO
文檔編號B01D53/14GK1195574SQ98105399
公開日1998年10月14日 申請日期1998年3月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月3日
發(fā)明者岡添清, 巖下浩一郎, 木村和明 申請人:三菱重工業(yè)株式會社