專利名稱：從廢氣中除去酸性氣體的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從燃煤鍋爐、廢物焚燒爐等產(chǎn)生的廢氣中除去硫的氧化物、氯化氫等酸性氣體的方法和設(shè)備。
從這類廢氣中除去酸性氣體的已知方法是半干式脫硫法，它包括如JP-B-63209/1991所記載的，將一種吸收劑漿料，如熟石灰漿料加入到廢氣向上通過其中的豎式反應(yīng)器中，使吸收劑從廢氣中吸收酸性氣體，同時(shí)用廢氣中的熱量干燥吸收劑漿料，從反應(yīng)器出來的廢氣中分離含有反應(yīng)產(chǎn)物、未反應(yīng)的吸收劑和其它物質(zhì)的干燥固體，并將這些分離的固體部分地循環(huán)到反應(yīng)器中。
這種半干式脫硫方法需要進(jìn)一步提高酸性氣體的吸收效率和吸收劑的利用效率。硫的氧化物等酸性氣體和吸收劑，如熟石灰之間的吸收反應(yīng)主要是在懸浮于反應(yīng)器中的固體的表面上進(jìn)行，并且當(dāng)固體由于被水膜覆蓋而是潤濕時(shí)更容易發(fā)生。為了獲得更高的酸性氣體吸收效率和更有效地利用吸收劑，需要將固體在反應(yīng)器中停留更長的時(shí)間，并提高固體在反應(yīng)器中的濃度，從而提高懸浮于反應(yīng)器中固體的總表面積，或者將吸收劑在反應(yīng)器中停留更長的時(shí)間，使吸收劑與酸性氣體進(jìn)行充分反應(yīng)。為了提高酸性氣體的吸收效率和更有效地利用吸收劑，重要的是將吸收劑和固體均勻地分散在通過反應(yīng)器的廢氣中，以使吸收劑漿料與固體均勻地混合。
但是，常規(guī)半干式脫硫方法存在下面缺陷。用于常規(guī)方法的反應(yīng)器的下端部分呈向下的錐形，剩余部分是中空的圓筒，這樣盡管由于速度的快速降低在下端部分形成渦流，當(dāng)氣體向上流動(dòng)時(shí)，通過反應(yīng)器的廢氣氣流更類似層流。結(jié)果，固體在反應(yīng)器中停留的時(shí)間很短，特別是在其內(nèi)部的上面濃度降低，吸收劑和固體沒有均勻地分散在廢氣中。
采用常規(guī)半干式脫硫方法，懸浮于反應(yīng)器中的固體除了一部分由于重力下降之外，大部分隨廢氣從上端排出反應(yīng)器。這就縮短了固體的停留時(shí)間。特別是在反應(yīng)器中軸附近廢氣氣流是豎直向上的，縮短了懸浮固體在該區(qū)域的停留時(shí)間。
對于常規(guī)方法，為了與廢氣流并流，采用設(shè)置在反應(yīng)器下端部分的向上的噴嘴將吸收劑漿料加入到反應(yīng)器中。而將吸收劑均勻地分散在廢氣中是困難的。由于特別是在反應(yīng)器中軸的附近廢氣氣流是豎直向上的，在該區(qū)域吸收劑的停留時(shí)間短。
采用常規(guī)方法，在將吸收劑分散于廢氣中的過程中，固體通過與加入反應(yīng)器的吸收劑漿料接觸，其表面被潤濕，這樣固體通過與吸收劑漿料接觸而被潤濕的時(shí)間與單個(gè)固體的不同，因此需要很長時(shí)間來潤濕所有固體的表面。在反應(yīng)器中吸收劑漿料與固體混合的同時(shí)，該方法難以得到均勻的混合物。
另外，當(dāng)在常規(guī)方法中采用熟石灰漿料作為吸收劑時(shí)，首先采用熟化機(jī)械制備漿料，再通過管道將其加入到反應(yīng)器中。因此，熟石灰容易與管道中空氣中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鈣，當(dāng)它沉積在管道的內(nèi)表面上時(shí)，出現(xiàn)堵塞管道的問題。另一個(gè)問題是通過管道將熟石灰漿料從熟化裝置加入到反應(yīng)器中需要一段時(shí)間，結(jié)果在石灰在反應(yīng)器中與酸性氣體發(fā)生反應(yīng)之前，減小了熟石灰的活性。
本發(fā)明的一個(gè)目的是通過克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提高酸性氣體的吸收效率，或者提高酸性氣體的吸收效率并得到較高的吸收劑利用效率。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是解決作為吸收劑的熟石灰漿料堵塞管道的問題，并能夠使熟石灰處于活性狀態(tài)與酸性氣體反應(yīng)。
本發(fā)明提供了用于從廢氣中除去酸性氣體的第一種方法，它包括將吸收劑漿料加入到廢氣從其中向上通過的反應(yīng)器中，以使吸收劑從廢氣中吸收酸性氣體，同時(shí)用廢氣中的熱量干燥吸收劑漿料，從排出反應(yīng)器的廢氣中分離含有反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)吸收劑的干燥固體，并將分離的固體部分地循環(huán)到反應(yīng)器中，該方法的特征在于采用整體或者主要部分呈向下的錐形的反應(yīng)器作為所說的反應(yīng)器，當(dāng)廢氣向上通過反應(yīng)器時(shí)逐漸降低廢氣的速度。
本發(fā)明還提供了用于從廢氣中除去酸性氣體的第一種設(shè)備，它包括一個(gè)設(shè)有用于通過廢氣的在下端的廢氣進(jìn)口和在上端的廢氣出口的豎式反應(yīng)器，用于將吸收劑漿料加入到反應(yīng)器中的裝置，用于從排出反應(yīng)器的廢氣中分離干燥固體的分離器和用于將分離固體部分循環(huán)到反應(yīng)器的循環(huán)管路，該設(shè)備的特征在于其中反應(yīng)器整個(gè)或者主要部分呈向下的錐形。
該反應(yīng)器的截面通常是圓形的，但是也可以是多邊形的。
吸收劑可以選自例如鈣的氧化物和氫氧化物、鎂的氧化物和氫氧化物和堿金屬的氧化物、氫氧化物和碳酸鹽。
用于將吸收劑漿料加入到反應(yīng)器中的裝置是例如裝有噴射嘴和升壓泵的噴射器。
排出反應(yīng)器的廢氣含有固體，例如由硫的氧化物等與吸收劑的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物，未反應(yīng)的吸收劑和煙塵。這些固體采用廢氣的熱量干燥并懸浮在廢氣中。旋風(fēng)分離器適合作為從廢氣中分離這些固體的分離器。
然后，將分離了這些固體的廢氣送入集塵裝置，如靜電集塵器或者布袋收塵器，在此除去灰塵、灰粒等。凈化的氣體通過煙囪排入大氣。
通過旋風(fēng)分離器從廢氣中分離的固體可部分地循環(huán)到反應(yīng)器中。循環(huán)固體的量約是要加入到反應(yīng)器中的新吸收劑量的50到100倍。剩余的固體作為副產(chǎn)物排出體系。
用于將一定量固體循環(huán)到反應(yīng)器中的管路包括管道或加料裝置，如螺旋加料器，或者管道和加料裝置的結(jié)合體?？梢栽谛L(fēng)分離器和循環(huán)管路之間設(shè)置固體槽。要循環(huán)的固體通常加到反應(yīng)器的下部。
循環(huán)到反應(yīng)器中的固體量要使懸浮在反應(yīng)器中的固體和吸收劑混合并通過廢氣氣流均勻地分散在廢氣中。固體濃度在反應(yīng)器中優(yōu)選地保持在500～1000g/Nm3。
本發(fā)明的第一種方法和設(shè)備的特征在于反應(yīng)器內(nèi)部的上部也具有較高的固體濃度。
采用本發(fā)明的第一種方法和設(shè)備，反應(yīng)器中廢氣的向上氣流通常由于反應(yīng)器所述的形狀隨著廢氣氣流的上升而變慢，結(jié)果廢氣氣流在反應(yīng)器的幾乎整個(gè)長度上形成渦流，在反應(yīng)器的整個(gè)長度上各種粒度分布的懸浮固體產(chǎn)生一個(gè)高濃度的渦流層。這就使得即使在整個(gè)體系中固體的循環(huán)速度對兩個(gè)體系一致，固體在反應(yīng)器中比在常規(guī)圓筒反應(yīng)器中具有更長的停留時(shí)間和更高的濃度，進(jìn)一步確保了吸收劑和固體在廢氣中均勻分散。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了用于從廢氣中除去酸性氣體的第二種方法，其特征在于采用設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)側(cè)上部的擋板來部分地滯留反應(yīng)器中的固體。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了用于從廢氣中除去酸性氣體的第二種設(shè)備，其特征在于反應(yīng)器設(shè)有設(shè)置在其內(nèi)側(cè)上部的擋板，用于將反應(yīng)器中的固體部分地滯留在反應(yīng)器中。
在上述設(shè)備中，擋板包括多個(gè)以一定間隔平行排列的平板狀組件或者棒狀組件。任選地是該擋板包括多個(gè)以一定間隔呈同心圓排列的環(huán)狀組件。
該擋板是水平設(shè)置的或者與反應(yīng)器的上部呈輕微傾斜狀態(tài)設(shè)置的。如果片狀組件、棒狀組件或者環(huán)狀組件構(gòu)成橫截面在較低一側(cè)有凹槽的擋板，如倒置的U型或者倒置的V型橫截面，可更有效地防止固體排出反應(yīng)器。
采用本發(fā)明的第二種方法或者設(shè)備，一部分懸浮于反應(yīng)器中的固體碰撞到設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)側(cè)上部的擋板，并因此阻礙其從反應(yīng)器的上端出口排出。這就延長了固體在反應(yīng)器中的停留時(shí)間并提高了濃度。
本發(fā)明提供了用于從廢氣中除去酸性氣體的第三種方法，其特征在于將吸收劑漿料向下加入到反應(yīng)器中以與廢氣氣流逆流接觸。
本發(fā)明還提供了用于從廢氣中除去酸性氣體的第三種設(shè)備，其特征在于加入吸收劑漿料的裝置包括設(shè)置在反應(yīng)器中向下的有噴嘴的噴射器。
術(shù)語“向下”包括“傾斜向下”和“豎直向下”。
吸收劑漿料的噴射器包括加壓泵和用于噴射空氣的鼓風(fēng)機(jī)和噴嘴。噴嘴優(yōu)選地設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)側(cè)高度的中間部分。噴嘴幾乎是垂直向下設(shè)置在反應(yīng)器的中軸附近，或者可任選地以傾斜向下的方向設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)側(cè)的周圍壁上。
對于第三種方法和設(shè)備，將要循環(huán)的固體優(yōu)選地在廢氣氣流和吸收劑漿料物流匯合的位置或者在稍低于該位置的地方加入到反應(yīng)器中。
在本發(fā)明的第三種方法或設(shè)備中，吸收劑漿料的物流與廢氣氣流逆流接觸，結(jié)果在匯合處附近廢氣、吸收劑和固體的混合物形成劇烈的渦流。因此，廢氣和吸收劑在反應(yīng)器中相互進(jìn)行活性接觸，使吸收劑和固體均勻地分散在廢氣中。由于吸收劑漿料在與廢氣氣流逆流接觸之后在反應(yīng)器中懸浮上升，反應(yīng)器中軸附近的吸收劑在反應(yīng)器中停留比現(xiàn)有技術(shù)更長的時(shí)間，結(jié)果確保了全部吸收劑具有更長的停留時(shí)間。
本發(fā)明提供了用于從廢氣中除去酸性氣體的第四種方法，其特征在于將循環(huán)固體和吸收劑漿料在固體循環(huán)管路中混合，并將生成的混合物加入到反應(yīng)器中。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了用于從廢氣中除去酸性氣體的第四種設(shè)備，其特征在于循環(huán)管路至少部分地包括螺旋加料器，它有一個(gè)將吸收劑漿料加入到螺旋加料器中的管道。
該循環(huán)管路只包括螺旋加料器，或者任意地包括螺旋加料器和管道。在旋風(fēng)分離器和循環(huán)管路中間可設(shè)置一個(gè)固體槽。用于將吸收劑漿料加入到螺旋加料器中的管道優(yōu)選地在比要循環(huán)固體進(jìn)口更接近原料端的位置上與該加料器相連。因此，希望固體進(jìn)口設(shè)置在螺旋加料器長度方向的中間位置。要循環(huán)固體和吸收劑漿料通過在螺旋加料器中攪拌來混合，并通常將生成的混合物加入到反應(yīng)器的下部。
在本發(fā)明的第四種方法或者設(shè)備中，要循環(huán)的固體和吸收劑漿料在循環(huán)管路中混合，并將生成的混合物加入到反應(yīng)器中，使固體循環(huán)通過反應(yīng)器，其表面通過接觸被吸收劑漿料潤濕。又由于要循環(huán)的固體和吸收劑漿料被螺旋加料器攪拌混合，可得到比其中固體和漿料在反應(yīng)器中混合的現(xiàn)有技術(shù)更均勻地混合物。這種特征縮短了吸收劑均勻地并完全潤濕固體表面的時(shí)間。
本發(fā)明提供了用于從廢氣中除去酸性氣體的第五種方法，它包括將熟石灰漿料加入到其中廢氣向上通過的反應(yīng)器中，使吸收劑從廢氣中吸收酸性氣體，同時(shí)用廢氣中的熱量干燥熟石灰漿料，從排出反應(yīng)器的廢氣中分離含有反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)吸收劑的干燥固體，并將分離的固體部分地返回到反應(yīng)器中，此方法的特征在于將生石灰和過量的熟化水加入到固體循環(huán)管路中或者與其相連的漿料加料管道中，生成熟石灰的漿料，并將熟石灰漿料和循環(huán)的固體在循環(huán)管道中混合，并將生成的混合物加入到反應(yīng)器中。
本發(fā)明還提供了用于從廢氣中除去酸性氣體的第五種設(shè)備，它包括一個(gè)設(shè)有用于通過廢氣的在下端的廢氣進(jìn)口和在上端的廢氣出口的豎式反應(yīng)器，用于將熟石灰漿料加入到反應(yīng)器中的裝置，用于從排出反應(yīng)器的廢氣中分離干燥固體的分離器，和用于將分離的固體部分地循環(huán)通過反應(yīng)器的循環(huán)管路，該設(shè)備的特征在于循環(huán)管路至少部分地包括螺旋加料器，該螺旋加料器設(shè)有用于將生石灰和過量的熟化水分別加入到螺旋加料器中的管道。
用于將生石灰加入螺旋加料器中的管道和用于將水加入到加料器中的管道在比要循環(huán)固體在加料器的進(jìn)口更接近加料器進(jìn)料端的位置處與加料器相連。加料器的這個(gè)部分用作與循環(huán)管路相連的漿料加料管路。因此，要循環(huán)固體的進(jìn)口優(yōu)選設(shè)置在螺旋加料器長度方向的中間位置。通常將通過攪拌和混合在螺旋加料器中制成的固體和熟石灰的混合物加入到反應(yīng)器的下部。
在本發(fā)明所述的第五種方法和裝置中，將生石灰和過量的熟化水加入到循環(huán)管路或者加入到與之相連的漿料進(jìn)料管道中，在此處生產(chǎn)熟石灰的漿料。熟石灰和要循環(huán)的固體也在循環(huán)管路中攪拌和混合生成混合物，接著其被加入到反應(yīng)器中。這就不再需要現(xiàn)有技術(shù)中的用于將熟石灰漿料從熟化裝置輸送到反應(yīng)器中的加長管道。要循環(huán)的固體通過與熟石灰漿料接觸，其表面被潤濕，并以這種狀態(tài)循環(huán)到反應(yīng)器中。固體和漿料被螺旋加料器攪拌并混合，因此能夠比在現(xiàn)有技術(shù)的反應(yīng)器中混合的更加均勻。而且，熟石灰漿料是在熟化之后立即以活化狀態(tài)被加入的。因此縮短了將固體表面完全均勻地暴露于漿料所需的時(shí)間。
在本發(fā)明的第三到第五種方法中，優(yōu)選地在與吸收劑漿料接觸之前將廢氣氣流與冷水接觸并被冷卻到例如約70～約250℃的溫度。與此類似，本發(fā)明的第三到第五種設(shè)備提供了用于噴入冷卻廢氣的冷水的裝置，優(yōu)選地是在廢氣氣流與吸收劑漿料匯合處以下的位置。通常將冷卻水沿反應(yīng)器的中軸向上加入。在較低的反應(yīng)器操作溫度下得到較高的酸性氣體吸收效率。在酸性氣體和吸收劑之間的吸收反應(yīng)主要在懸浮于反應(yīng)器中的固體的表面上進(jìn)行，并且當(dāng)固體表面被水膜潤濕時(shí)更容易發(fā)生。因此，通過將廢氣氣流在與吸收劑漿料接觸之前與冷水接觸并在反應(yīng)之前潤濕分散在廢氣中的固體的表面會(huì)得到更高的酸性氣體吸收效率。
簡述附圖圖1是說明本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案的流程圖；圖2是說明本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施方案的流程圖；圖3是在第二個(gè)實(shí)施方案中所包括的反應(yīng)器的水平截面圖；圖4是截面的局部部分透視圖，表示第二個(gè)實(shí)施方案的放大的擋板；
圖5是說明本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施方案的流程圖；圖6是第三個(gè)實(shí)施方案的反應(yīng)器的水平截面圖；圖7是截面的局部部分透視圖，表示第三個(gè)實(shí)施方案的放大的擋板；圖8是說明本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施方案的流程圖；圖9是說明本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施方案的流程圖；圖10是說明本發(fā)明第六個(gè)實(shí)施方案的流程圖；圖11是說明本發(fā)明第七個(gè)實(shí)施方案的流程圖；圖12是說明本發(fā)明第八個(gè)實(shí)施方案的流程圖；圖13是說明本發(fā)明第九個(gè)實(shí)施方案的流程圖；圖14是說明本發(fā)明第十個(gè)實(shí)施方案的流程圖；圖15是說明本發(fā)明第十一個(gè)實(shí)施方案的流程圖；下面將參考


本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。a．第一個(gè)實(shí)施方案參見圖1，本發(fā)明用于從廢氣中除去酸性氣體的第一個(gè)設(shè)備包括豎式反應(yīng)器10，在其下端有廢氣進(jìn)口2，在其上端有廢氣出口3，噴射器4用于將吸收劑漿料噴射到反應(yīng)器10中，旋風(fēng)分離器5用于從排出反應(yīng)器10的廢氣中分離干燥固體，以及循環(huán)管路6用于將從旋風(fēng)分離器5分離的固體部分地循環(huán)到反應(yīng)器10中。
反應(yīng)器10除了上端之外還有一個(gè)部分101，它具有圓形橫截面并向下呈錐形。錐形部分101的下端設(shè)有廢氣進(jìn)口2。反應(yīng)器10的上端部分包括環(huán)狀部分102和在其上的圓錐部分103。該圓錐部分103的上端設(shè)有廢氣出口3。
吸收劑漿料是熟石灰的水合漿料。該漿料是在熟化裝置44中用水熟化生石灰制備的。
噴射器4包括用于提高吸收劑漿料壓力的加壓泵41、噴嘴42和用于通入要噴射空氣的鼓風(fēng)機(jī)43。噴嘴42向上設(shè)置在反應(yīng)器101的錐形部分101的下端的反應(yīng)器10的中軸上。
固體槽20設(shè)置在旋風(fēng)分離器5的下面。槽20中設(shè)有螺旋加料器8，用于將不循環(huán)到反應(yīng)器10的一定量的固體作為副產(chǎn)物排出體系。在旋風(fēng)分離器5的頂部設(shè)有管道21，通過它將與固體分離的廢氣輸送到靜電除塵器9。螺旋加料器22設(shè)置在該除塵器9的下部，用于將從廢氣中分離的灰塵和其他物質(zhì)作為副產(chǎn)物排出體系。
固體循環(huán)管路6包括有與固體槽20相連的進(jìn)口的螺旋加料器61和一端與螺旋加料器61出口相連而另一端與反應(yīng)器10的錐形部分101的底部相連的管道62。
采用所述設(shè)備，燃煤鍋爐排出的廢氣通過進(jìn)口2進(jìn)入反應(yīng)器10。由于反應(yīng)器10的錐形部分101隨著其向上延伸其截面積增大，錐形部分101中廢氣氣流隨著氣流的上升逐漸變慢。結(jié)果在錐形部分101中廢氣氣流在其整個(gè)長度上形成渦流。
廢氣氣流的渦流將通過噴嘴42加入到反應(yīng)器10中的吸收劑漿料與通過循環(huán)管路6循環(huán)到反應(yīng)器10中的固體，如反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)的吸收劑混合，從而吸收劑和固體均勻地分散在廢氣中。結(jié)果在反應(yīng)器10的幾乎整個(gè)長度上，各種粒徑分布的懸浮固體形成高濃度的渦流層。當(dāng)吸收劑漿料被廢氣的熱量干燥時(shí)，廢氣中的硫的氧化物、氯化氫等酸性氣體與吸收劑在固體表面上發(fā)生吸收反應(yīng)并被吸收劑吸收，其中固體通過被水膜覆蓋而被潤濕。
從反應(yīng)器10上端的出口3排出的廢氣被送入旋風(fēng)分離器5，在此從廢氣中分離出干燥固體，如反應(yīng)產(chǎn)物、未反應(yīng)的吸收劑和灰塵。將通過旋風(fēng)分離器5分離固體后的廢氣通過管道21送到靜電除塵器9，在此除去灰塵、灰粒等。將凈化的氣體通過煙囪排放到大氣中。用集塵器9分離的灰塵和其他物質(zhì)通過螺旋加料器作為副產(chǎn)物排出體系。
將通過旋風(fēng)分離器5分離的固體的約99％通過循環(huán)管路6循環(huán)到反應(yīng)器10。剩余的固體量，即約1％的固體通過螺旋加料器8作為副產(chǎn)物從體系中排出。b．第二個(gè)實(shí)施方案參見圖2，本發(fā)明用于從廢氣中除去酸性氣體的第二種設(shè)備包括豎式反應(yīng)器1，在其下端有廢氣進(jìn)口2，在其上端有廢氣出口3，噴射器4用于將吸收劑漿料噴射到反應(yīng)器1中，旋風(fēng)分離器5用于從排出反應(yīng)器1的廢氣中分離出干燥固體，以及循環(huán)管路6用于將通過旋風(fēng)分離器5分離的固體部分地循環(huán)到反應(yīng)器1中。設(shè)置在反應(yīng)器1內(nèi)側(cè)上部的是擋板7A，用于使反應(yīng)器中的固體部分地滯留在反應(yīng)器中。
反應(yīng)器1包括具有圓形橫截面的并向下呈錐形的下端部分11和呈中空筒形的剩余部分12。
參見圖3和4，擋板7A包括多個(gè)鋼制槽形片狀組件71，具有倒置的U型橫截面，它們以一定間隔平行排列。擋板71與水平方向稍微傾斜。
噴射器4的噴嘴42在反應(yīng)器1錐形部分11下端的反應(yīng)器1的中軸上豎直向上。
固體循環(huán)管路6包括管道62，其出口端與圓筒部分12的下端相連。
采用上述設(shè)備，在反應(yīng)器1中懸浮的固體由于重力會(huì)部分地沉降，另一部分固體被擋板7A滯留在反應(yīng)器中，而剩余的固體通過廢氣出口3隨廢氣一起排出反應(yīng)器1。
除了上述特征之外，第二個(gè)實(shí)施方案與第一個(gè)相同。c．第三個(gè)實(shí)施方案圖5到7說明該實(shí)施方案，即用于從廢氣中除去酸性氣體的設(shè)備，其中擋板7B設(shè)置在反應(yīng)器1的內(nèi)側(cè)上部，它包括多個(gè)環(huán)狀金屬組件72，該組件具有倒置的V型橫截面并以一定間距以同心圓排列。環(huán)狀組件72通過連接件(未表示出來)相連。擋板7B水平設(shè)置。
第三個(gè)實(shí)施方案除了上述特征之外與第二個(gè)一樣。d．第四個(gè)實(shí)施方案參見圖8，本發(fā)明用于從廢氣中除去酸性氣體的第三種設(shè)備包括豎式反應(yīng)器1，在其下端有廢氣進(jìn)口2，在其上端有廢氣出口3，噴射器4用于將吸收劑漿料噴射到反應(yīng)器1中，旋風(fēng)分離器5用于從排出反應(yīng)器1的廢氣中分離干燥固體，以及循環(huán)管路6用于將通過旋風(fēng)分離器5分離的固體部分地循環(huán)到反應(yīng)器1中。
漿料噴射器4包括加壓泵41用于提高吸收劑漿料的壓力，噴嘴42和用于提供噴射空氣的鼓風(fēng)機(jī)43。噴嘴42設(shè)置在反應(yīng)器1圓筒部分12的周圍壁高的中部上，并向下傾斜。
還設(shè)有冷卻水噴射器13，它包括設(shè)置在反應(yīng)器1的錐形部分11上的噴嘴131。水噴嘴131位于反應(yīng)器錐形部分11下端部分的反應(yīng)器1的中軸上，方向向上。
采用上述設(shè)備，從燃煤鍋爐排出的廢氣通過廢氣進(jìn)口2進(jìn)入反應(yīng)器1，在反應(yīng)器1中向上流動(dòng)。廢氣氣流與從噴嘴131噴入反應(yīng)器錐形部分11的冷卻水接觸并被冷卻到約70到250℃的溫度。廢氣的濕氣流與含有反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)并通過循環(huán)管路6循環(huán)到反應(yīng)器1中的吸收劑的固體接觸，固體的表面被潤濕。結(jié)果，從噴嘴42向下傾斜噴射的吸收劑漿料與廢氣氣流在反應(yīng)器1圓筒部分12的下部逆流接觸，在匯流位置附近廢氣、吸收劑和固體的混合物形成劇烈的渦流。廢氣所含的硫的氧化物、氯化氫等酸性氣體與吸收劑在固體表面發(fā)生吸收反應(yīng)并被該吸收劑吸收，所說的固體基本上被水膜潤濕，同時(shí)吸收劑被廢氣的熱量干燥。由于廢氣和吸收劑在反應(yīng)器1內(nèi)部相互充分接觸，所述的設(shè)備比現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備具有更高的酸性氣體吸收效率。吸收劑和固體均勻地分散在廢氣中，同時(shí)吸收劑漿料在與廢氣氣流逆流接觸之后懸浮在反應(yīng)器1中。這就延長了吸收劑在反應(yīng)器中軸附近的停留時(shí)間，延長了整個(gè)吸收的時(shí)間。因此吸收劑具有比現(xiàn)有技術(shù)更高的利用效率。
第四個(gè)實(shí)施方案除了上述特征之外與第二個(gè)的一樣。e．第五個(gè)實(shí)施方案該實(shí)施方案如圖9所述。圖9所示的用于從廢氣中除去酸性氣體的設(shè)備有一個(gè)漿料噴嘴42，它設(shè)置在反應(yīng)器1圓筒部分12內(nèi)側(cè)高度的中部位置并在反應(yīng)器1中軸附近豎直向下。
第五個(gè)實(shí)施方案除了上述特征之外與第四個(gè)相同。f．第六個(gè)實(shí)施方案該實(shí)施方案在圖10表示。圖10所示的用于從廢氣中除去酸性氣體的設(shè)備沒有用于將冷卻水噴入反應(yīng)器底端部分的噴射器。
除了這些特征之外，第六個(gè)實(shí)施方案與第四個(gè)相同。g．第七個(gè)實(shí)施方案圖11說明該實(shí)施方案。圖11所示的用于從廢氣中除去酸性氣體的設(shè)備沒有用于將冷卻水噴入反應(yīng)器底端部分的噴射器。
除了上述特征之外，第七個(gè)實(shí)施方案與第五個(gè)相同。h．第八個(gè)實(shí)施方案圖12表示該實(shí)施方案，即用于從廢氣中除去酸性氣體的第四種設(shè)備。參見圖12，該設(shè)備包括豎式反應(yīng)器1，它在下端設(shè)有廢氣進(jìn)口2，在上端設(shè)有廢氣出口3，旋風(fēng)分離器5用于從反應(yīng)器1中排出的廢氣中分離出干燥固體，以及循環(huán)管路6用于將通過旋風(fēng)分離器5分離的固體部分地循環(huán)到反應(yīng)器1中。
固體循環(huán)管路6包括具有與旋風(fēng)分離器5下端相連的螺旋加料器61和管道62，其一端與螺旋加料器61的出口相連，另一端與反應(yīng)器1圓筒部分12的下部相連。螺旋加料器61設(shè)有用于將吸收劑漿料加入到加料器61中的管道14。漿料管道14與加料器61相連的位置在比要循環(huán)固體的進(jìn)口更接近開始端的位置61a，要循環(huán)固體的進(jìn)口在加料器61長度方向的中間部分。
該設(shè)備設(shè)有冷卻水噴射器13，它包括設(shè)置在反應(yīng)器1錐形部分11的噴嘴131。噴嘴131在反應(yīng)器錐形部分11的下端部分反應(yīng)器1的中軸上，方向向上。
吸收劑漿料包括熟石灰的水合漿料。該漿料是采用熟化裝置(未表示)用水熟化生石灰制備，并從熟化裝置中通過管道14加入到螺旋加料器61中。
采用所述的設(shè)備，從燃煤鍋爐排出的廢氣通過廢氣進(jìn)口2進(jìn)入反應(yīng)器1，并在反應(yīng)器1中向上流動(dòng)。廢氣氣流與從噴嘴131噴入反應(yīng)器錐形部分11的冷卻水接觸并被冷卻到約70到250℃的溫度。另一方面，通過管道14加入的吸收劑漿料和要循環(huán)的并且從固體槽20輸送的固體在螺旋加料器61中攪拌混合，而幾乎所有固體的表面都被潤濕，并且固體和吸收劑漿料均勻混合。該混合物從螺旋加料器61通過管道62進(jìn)入反應(yīng)器1內(nèi)部，并分散在廢氣中。在反應(yīng)器1中，硫的氧化物、氯化氫等酸性氣體與吸收劑在固體表面發(fā)生吸收反應(yīng)并被該吸收劑吸收，所說的固體基本上被水膜潤濕，同時(shí)廢氣中的熱量將吸收劑干燥并蒸發(fā)冷卻水。由于幾乎全部固體的表面通過在螺旋加料器61中與吸收劑漿料在反應(yīng)之前混合而被潤濕，本發(fā)明具有比現(xiàn)有技術(shù)酸性氣體吸收效率更高的特征。
除了具有上述結(jié)構(gòu)和上述特征，本實(shí)施方案與第二個(gè)相同。i．第九個(gè)實(shí)施方案圖13表示該實(shí)施方案，即用于從廢氣中除去酸性氣體的設(shè)備，該設(shè)備沒有用于將冷卻水噴入反應(yīng)器下部的噴射器。
除此之外，第九個(gè)實(shí)施方案與第八個(gè)相同。j．第十個(gè)實(shí)施方案圖14表示該實(shí)施方案，即用于從廢氣中除去酸性氣體的第五個(gè)設(shè)備。參見圖14，該設(shè)備包括豎式反應(yīng)器1，其在下端有廢氣進(jìn)口2，在上端有廢氣出口3，旋風(fēng)分離器5用于從反應(yīng)器1中排出的廢氣中分離干燥固體，以及循環(huán)管路6用于將通過旋風(fēng)分離器5分離的固體部分地循環(huán)到反應(yīng)器1中。
固體循環(huán)管路6包括具有與旋風(fēng)分離器5下端相連的螺旋加料器61和管道62，管道62的一端與螺旋加料器61的出口相連，另一端與反應(yīng)器1圓筒部分12的下部相連。螺旋加料器61設(shè)有將生石灰加入加料器61的管道15，和與管道15分開的管道16，用于將過量的熟化水加入到加料器61中。生石灰管道15和水管16在(漿料加料管道)61a的位置上與螺旋加料器61相連，61a比要循環(huán)固體的加料進(jìn)口更接近加料器61的開始端，要循環(huán)固體的加料口設(shè)置在加料器61長度方向的中間位置。
采用所述的設(shè)備，從燃煤鍋爐排出的廢氣通過廢氣進(jìn)口2進(jìn)入反應(yīng)器1，在反應(yīng)器1中向上流動(dòng)。廢氣氣流與從噴嘴131噴入反應(yīng)器1錐形部分11的冷卻水接觸并被冷卻到約70到250℃的溫度。另一方面，從管道15加入的生石灰與從管道16加入的過量水在螺旋加料器61中發(fā)生熟化反應(yīng)，生成熟石灰漿料。在加料器中攪拌并混合漿料和要循環(huán)的并從固體槽20輸送的固體。結(jié)果，幾乎所有固體的表面都被潤濕，并且固體和熟石灰漿料均勻地混合。該混合物從加料器61通過管道62加入到反應(yīng)器1中并分散在廢氣中。硫的氧化物、氯化氫等酸性氣體與熟石灰在固體表面發(fā)生吸收反應(yīng)并被熟石灰吸收，所說固體基本上被水膜潤濕，同時(shí)廢氣中的熱量將熟石灰干燥并蒸發(fā)冷卻水。由于幾乎全部固體的表面通過在螺旋加料器61中與吸收劑漿料在反應(yīng)之前混合而被潤濕，并且還由于熟石灰是在石灰在加料器61中生成之后立即被加入到反應(yīng)器1中的，本發(fā)明具有比現(xiàn)有技術(shù)更高的酸性氣體吸收效率的特征。
除了具有上述結(jié)構(gòu)和特征之外，本實(shí)施方案與第八個(gè)相同。i．第十一個(gè)實(shí)施方案圖15表示該實(shí)施方案，即用于從廢氣中除去酸性氣體的設(shè)備，它沒有用于將冷卻水噴入反應(yīng)器底部的噴嘴。
除此之外，第十一個(gè)實(shí)施方案與第十個(gè)相同。
采用本發(fā)明的第一種方法和設(shè)備，在廢氣中產(chǎn)生渦流，結(jié)果由各種粒徑分布的懸浮固體在反應(yīng)器的整個(gè)長度上形成高濃度的渦流層。這就比采用常規(guī)的圓筒反應(yīng)器延長了固體在反應(yīng)器中的停留時(shí)間并提高了濃度。由于這些優(yōu)點(diǎn)并且還由于吸收劑和固體均勻分散在廢氣中，該方法和設(shè)備提高了酸性氣體的吸收效率并能夠高效地利用吸收劑。
本發(fā)明的第二種方法和設(shè)備采用了設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)側(cè)上部的擋板，用于使部分固體停留在反應(yīng)器中，從而延長了固體在反應(yīng)器中的時(shí)間并提高了固體在反應(yīng)器中的濃度，結(jié)果提高了酸性氣體的吸收效率并且提高了吸收劑的利用效率。
采用本發(fā)明的第三種方法和設(shè)備，廢氣和吸收劑在反應(yīng)器中進(jìn)行活性接觸并因此而均勻地分散在廢氣中。由于吸收劑漿料在反應(yīng)器中與廢氣氣流逆流接觸之后是懸浮上升的，在反應(yīng)器中軸附近的吸收劑在反應(yīng)器中保持比現(xiàn)有技術(shù)更長的時(shí)間，確保了整個(gè)吸收劑停留時(shí)間的延長，提高了酸性氣體的吸收效率，提高了吸收劑的利用效率。
對于第四種方法和設(shè)備，將表面潤濕的要循環(huán)固體加入到反應(yīng)器中，同時(shí)這些固體和吸收劑漿料通過螺旋加料器均勻地混合，因此提高了酸性氣體的吸收效率。
在第四種方法和設(shè)備中，將表面潤濕的要循環(huán)固體加入到反應(yīng)器中，這些固體和熟石灰采用螺旋加料器均勻地混合，立即將這種通過熟化制備的熟石灰漿料加入到反應(yīng)器中。這些特征提高了酸性氣體的吸收效率。由于熟石灰管道從熟化裝置延伸到反應(yīng)器并且可以省去常規(guī)使用的管道，這就避免了堵塞固管道的問題。
權(quán)利要求
1．一種用于從廢氣中除去酸性氣體的方法，包括將吸收劑漿料加入到廢氣從其中向上通過的反應(yīng)器中，以使吸收劑從廢氣中吸收酸性氣體，同時(shí)用廢氣中的熱量干燥吸收劑漿料，從排出反應(yīng)器的廢氣中分離含有反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)吸收劑的干燥固體，并將分離的固體部分地循環(huán)到反應(yīng)器中，該方法的特征在于采用整體或者主要部分呈向下的錐形的反應(yīng)器作為所說的反應(yīng)器，以便當(dāng)廢氣向上通過反應(yīng)器時(shí)逐漸降低廢氣的速度。
2．一種用于從廢氣中除去酸性氣體的設(shè)備，包括一個(gè)設(shè)有用于通過廢氣的豎式反應(yīng)器，其在下端有廢氣進(jìn)口和在上端有廢氣出口，用于將吸收劑漿料加入到反應(yīng)器中的裝置，用于從排出反應(yīng)器的廢氣中分離干燥固體的分離器和用于將分離固體部分循環(huán)到反應(yīng)器的循環(huán)管路，該設(shè)備的特征在于其中反應(yīng)器整體或者主要部分呈向下的錐形。
3．一種用于從廢氣中除去酸性氣體的方法，包括將吸收劑漿料加入到廢氣從其中向上通過的反應(yīng)器中，以使吸收劑從廢氣中吸收酸性氣體，同時(shí)用廢氣中的熱量干燥吸收劑漿料，從排出反應(yīng)器的廢氣中分離含有反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)吸收劑的干燥固體，并將分離的固體部分地循環(huán)到反應(yīng)器中，該方法的特征在于采用設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)側(cè)上部的擋板來部分地滯留反應(yīng)器中的固體。
4．一種用于從廢氣中除去酸性氣體的設(shè)備，包括一個(gè)設(shè)有用于通過廢氣的豎式反應(yīng)器，其在下端有廢氣進(jìn)口和在上端有廢氣出口，用于將吸收劑漿料加入到反應(yīng)器中的裝置，用于從排出反應(yīng)器的廢氣中分離干燥固體的分離器和用于將分離固體部分循環(huán)到反應(yīng)器的循環(huán)管路，該設(shè)備的特征在于反應(yīng)器在其內(nèi)側(cè)上部設(shè)有擋板，用于將反應(yīng)器中的固體部分地滯留在其中。
5．權(quán)利要求4記載的設(shè)備，其特征在于該擋板包括多個(gè)以一定間隔平行排列的板狀組件或者棒狀組件。
6．權(quán)利要求4記載的設(shè)備，其特征在于該擋板包括多個(gè)以一定間隔同心圓形式排列的環(huán)狀組件。
7．一種用于從廢氣中除去酸性氣體的方法，包括將吸收劑漿料加入到廢氣從其中向上通過的反應(yīng)器中，以使吸收劑從廢氣中吸收酸性氣體，同時(shí)用廢氣中的熱量干燥吸收劑漿料，從排出反應(yīng)器的廢氣中分離含有反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)吸收劑的干燥固體，并將分離的固體部分地循環(huán)到反應(yīng)器中，該方法的特征在于將吸收劑漿料向下噴射到反應(yīng)器中，與廢氣氣流逆流接觸。
8．一種用于從廢氣中除去酸性氣體的設(shè)備，包括一個(gè)設(shè)有用于通過廢氣的豎式反應(yīng)器，其在下端有廢氣進(jìn)口和在上端有廢氣出口，用于將吸收劑漿料加入到反應(yīng)器中的裝置，用于從排出反應(yīng)器的廢氣中分離干燥固體的分離器和用于將分離固體部分循環(huán)到反應(yīng)器的循環(huán)管路，該設(shè)備的特征在于吸收劑漿料加料裝置包括噴射器，它具有設(shè)置在反應(yīng)器中方向向下的噴嘴。
9．一種用于從廢氣中除去酸性氣體的方法，包括將吸收劑漿料加入到廢氣從其中向上通過的反應(yīng)器中，以使吸收劑從廢氣中吸收酸性氣體，同時(shí)用廢氣中的熱量干燥吸收劑漿料，從排出反應(yīng)器的廢氣中分離含有反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)吸收劑的干燥固體，并將分離的固體部分地循環(huán)到反應(yīng)器中，該方法的特征在于將要循環(huán)的固體和吸收劑漿料在固體循環(huán)管道中混合，并將生成的混合物加入到反應(yīng)器中。
10．一種用于從廢氣中除去酸性氣體的設(shè)備，包括一個(gè)設(shè)有用于通過廢氣的豎式反應(yīng)器，其在下端有廢氣進(jìn)口和在上端有廢氣出口，用于將吸收劑漿料加入到反應(yīng)器中的裝置，用于從排出反應(yīng)器的廢氣中分離干燥固體的分離器和用于將分離固體部分循環(huán)到反應(yīng)器的循環(huán)管路，該設(shè)備的特征在于循環(huán)管道的至少一部分包括螺旋加料器，它帶有將吸收劑漿料加入到螺旋加料器中的管道。
11．一種用于從廢氣中除去酸性氣體的方法，包括將吸收劑漿料加入到廢氣從其中向上通過的反應(yīng)器中，以使吸收劑從廢氣中吸收酸性氣體，同時(shí)用廢氣中的熱量干燥吸收劑漿料，從排出反應(yīng)器的廢氣中分離含有反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)吸收劑的干燥固體，并將分離的固體部分地循環(huán)到反應(yīng)器中，該方法的特征在于將生石灰和過量的水加入到固體循環(huán)管道或者與其相連的漿料加料管道中，以生成熟石灰漿料，并將該熟石灰漿料與要循環(huán)的固體在循環(huán)管道中混合，將生成的混合物加入到反應(yīng)器中。
12．一種用于從廢氣中除去酸性氣體的設(shè)備，包括一個(gè)設(shè)有用于通過廢氣的豎式反應(yīng)器，其在下端有廢氣進(jìn)口和在上端有廢氣出口，用于將吸收劑漿料加入到反應(yīng)器中的裝置，用于從排出反應(yīng)器的廢氣中分離干燥固體的分離器和用于將分離固體部分循環(huán)到反應(yīng)器的循環(huán)管路，該設(shè)備的特征在于循環(huán)管道的至少一部分包括帶有將生石灰和過量的熟化水分別加入到螺旋加料器中的管道的螺旋加料器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于從廢氣中除去酸性氣體的方法,它采用了反應(yīng)器10作為反應(yīng)器,反應(yīng)器10的全部或者主要部分呈向下的錐形,以便當(dāng)廢氣向上通過反應(yīng)器10時(shí)降低廢氣的速度。該方法使得固體在反應(yīng)器中停留更長的時(shí)間,以提高固體的濃度,進(jìn)一步使吸收劑和固體均勻地分散在廢氣中。因此該方法具有更高的酸性氣體吸收效率,并更加有效地利用了吸收劑。
文檔編號B01D53/14GK1213582SQ9810938
公開日1999年4月14日 申請日期1998年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月6日
發(fā)明者長屋喜一, 保田賢士, 三浦祥正 申請人:日立造船株式會(huì)社