專利名稱：清洗煙道氣的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及清洗煙道氣的一種方法和裝置，該方法是把一種吸收劑輸送到加熱爐，該吸收劑與煙道氣中含有的硫反應(yīng)。進(jìn)而煙道氣沿排氣管從加熱爐被輸送到了予分離器，該予分離器從煙道氣中分離出來(lái)與硫反應(yīng)的吸收劑并將該未反應(yīng)的產(chǎn)物輸送到一個(gè)分離操作單元，在這里用機(jī)械方法將該產(chǎn)物活化。
在早期公布的申請(qǐng)人的芬蘭專利申請(qǐng)76931中，已知的一種方法是從予分離器分離出的固體物質(zhì)被水合并導(dǎo)致與硫反應(yīng)以及順流轉(zhuǎn)送到在煙道氣流動(dòng)方向上配制的，在煙道氣予分離器后面的一個(gè)反應(yīng)器中。
本發(fā)明的目的是改進(jìn)上述方法特別是它的水合工序。目的是通過(guò)本發(fā)明的裝置和方法可以在加熱爐之后大大增強(qiáng)從煙道氣中除去硫的程度。
本發(fā)明的目的是借助于溶液完成的，從煙道氣分離的CaO和CaSO4通過(guò)活化裝置用機(jī)械方法處理，例如壓碎由此圍繞CaO顆粒的CaSO4外皮被打碎并釋放出用于水合反應(yīng)的CaO，進(jìn)一步地活化裝置后面使用了第二分離器，從其它物料中分離出活性的CaO并將CaO粉末從該第二分離器通過(guò)并進(jìn)入水合反應(yīng)的反應(yīng)器。水合了的CaO進(jìn)一步與進(jìn)入反應(yīng)器的煙道氣發(fā)生反應(yīng)，并有效地結(jié)合煙道氣中含有的SO2。
下面將逐步地描述整個(gè)清洗工序。
在第一步中，把磨的很細(xì)的石灰石吹入900℃-1200℃的加熱爐中，因此，碳酸鈣按照反應(yīng)方程(1)分解由此生成的部分氧化鈣繼續(xù)與二氧化硫按式(2)反應(yīng)
于是生成了硫酸鈣，在加熱爐中發(fā)生反應(yīng)的硫的比例多半是總硫量的10-70%。當(dāng)使用適量的(也就是說(shuō)，對(duì)于煤中含有的硫來(lái)說(shuō)，在經(jīng)濟(jì)上是合理的)試劑時(shí)，在加熱爐中分離的硫約為SO2總量的30-50%，為了達(dá)到低于規(guī)定的排放量，在加熱爐以后的處理工序中還必須繼續(xù)對(duì)硫進(jìn)行結(jié)合處理。
在第二步中，未反應(yīng)的CaO和反應(yīng)產(chǎn)物與煙道氣一起從加熱爐中載帶出來(lái)并結(jié)束于予分離器。作為予分離器可以使用各種的干燥粉塵分離裝置。
當(dāng)對(duì)吹入加熱爐的石灰石顆粒的大小相對(duì)于煙塵作了適當(dāng)?shù)倪x擇時(shí)，只有主要含CaO的部分在進(jìn)一步的處理工序中結(jié)束。但是，覆蓋著一層CaSO4的CaO顆粒也總是在進(jìn)一步的處理工序中結(jié)束，在這種情況下，按本發(fā)明是在活化裝置中(優(yōu)先選用的是在壓力機(jī)中)通過(guò)擠壓圍繞著CaO的CaSO4表層，使CaO活化釋放出用于水合反應(yīng)的CaO。
在進(jìn)一步的處理過(guò)程中，被分離的和碾碎了的部分在一個(gè)反應(yīng)器中按照如下反應(yīng)方程被水合為了使仍然保留在煙道氣中的SO2能夠起反應(yīng)并按反應(yīng)式(2)能從煙道氣中將其除去，水合是必不可少的。
在該反應(yīng)器之后，煙塵和反應(yīng)產(chǎn)物從煙道氣中被分離了。分離器可以是例如電濾器或軟管濾器。當(dāng)使用軟管濾器時(shí)，硫的結(jié)合反應(yīng)也在軟管表面形成的粉塵層上發(fā)生。
按照本發(fā)明的方法，其特征主要在于，從予分離器分離的固體物質(zhì)被傳送到放置在予分離器后面的活化裝置中。在該裝置中把予先分離的物質(zhì)顆粒壓碎或更小的顆粒。因此包裹著CaO的CaSO4表層被打碎并釋放出用于水合反應(yīng)的CaO和把被碾碎了的含CaO的粉末狀物質(zhì)從活化裝置順流轉(zhuǎn)送到反應(yīng)器中。該反應(yīng)器安置在煙道氣予分離器后面，在煙道氣流動(dòng)的方向上。CaO顆粒在反應(yīng)器中通過(guò)下述操作被充分地水合，即通過(guò)噴管把CaO顆粒導(dǎo)入反應(yīng)器的滴狀區(qū)。同樣通過(guò)噴管把水導(dǎo)入滴狀區(qū)，因此，可使CaO和水滴在所控制的路線上相遇，CaO與水直接反應(yīng)，而且生成的Ca(OH)2進(jìn)一步與反應(yīng)器中流動(dòng)的煙道氣反應(yīng)并結(jié)合煙道氣中含有的SO2。
本發(fā)明的設(shè)備的主要特征在于，該設(shè)備在予分離器之后包括一個(gè)活化裝置，該活化裝置把予分離的物質(zhì)顆粒碾碎成更小的顆粒，因此圍繞著CaO的CaSO4表層被打碎并釋放出用于水合反應(yīng)的CaO，該設(shè)備包括一個(gè)管道。通過(guò)該管道將含CaO的顆粒轉(zhuǎn)送到一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行水合，該反應(yīng)器放置在煙道氣流動(dòng)方向上的煙道氣予分離器的后面。上述設(shè)備還包括噴管，通過(guò)噴管將CaO顆粒轉(zhuǎn)送到上述反應(yīng)器中，而水噴射管實(shí)際上放置在上述噴管的附近。
下面將用圖解說(shuō)明本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施方案進(jìn)一步描述本發(fā)明，但不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明只限于這些實(shí)施方案。


圖1A是用作活化裝置的壓力機(jī)。
圖1B是在擠壓工序中釋出CaO的示意圖。
圖2和圖3是方法和設(shè)備的示意圖。
在圖1A到圖3用圖解表明的清洗煙道氣的方法中，將石灰石粉末輸送到加熱爐中，使之首先焙燒生成氧化鈣(CaO)。然后與在煙道氣中包含的硫化合物反應(yīng)并生成硫酸鈣(CaSO4)。
參加反應(yīng)的CaO的比例是5-30%，通常是15%，鈣的利用率低的原因是在反應(yīng)生成的CaSO4表層達(dá)到一定厚度時(shí)會(huì)阻礙反應(yīng)的進(jìn)行，以致在0.5-5秒，通常是不小于2秒的可利用期間反應(yīng)來(lái)不及進(jìn)行。溫度過(guò)高(通常＜1150℃)會(huì)在石灰石顆粒的表面引起結(jié)塊，從而降低反應(yīng)能力。
反應(yīng)產(chǎn)物和飄塵與煙道氣一起被送入放置在加熱爐后面的除硫單元裝置中，在這里未反應(yīng)的CaO首先被予分離。
按照本發(fā)明的方法，通過(guò)打碎包圍CaO的CaSO4表層使含鈣的CaO顆粒重新活化。這一步驟是在活化裝置(便于使用的是壓力機(jī))中CaO予分離之后進(jìn)行，在活化裝置中被壓碎的細(xì)粒產(chǎn)物被輸送到煙道氣潤(rùn)濕的反應(yīng)器中的滴狀區(qū)，因而CaO被水合生成Ca(OH)2，有效地結(jié)合SO2并生成亞硫酸鈣CaSO3。壓碎了的細(xì)粒產(chǎn)生輸送，例如通過(guò)用空氣做載體進(jìn)行輸送，以使粉末產(chǎn)物通過(guò)噴管被輸送到煙道氣潤(rùn)溫的反應(yīng)器中CaO的滴狀區(qū)，于是在煙道氣潤(rùn)濕的反應(yīng)器中CaO基本上被水合生成Ca(OH)2。
只有具有最高氧化鈣含量的顆粒被轉(zhuǎn)到水合工序，例如飄塵是在活化裝置后面的第二分離器中被分離的。
因此，在煙道氣潤(rùn)濕的反應(yīng)器中的滴狀區(qū)發(fā)生下述反應(yīng)CaO被水合生成Ca(OH)2，Ca(OH)2與煙道氣中含有的二氧化硫SO2反應(yīng)并生成亞硫酸鈣CaSO3。
除了發(fā)生水合反應(yīng)之外，通過(guò)把水噴射到煙道氣潤(rùn)濕的反應(yīng)器中的滴狀區(qū)，同時(shí)也冷卻了煙道氣。
圖1A是用圖解說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)活化裝置11，優(yōu)先選用的活化裝置是壓力機(jī)，經(jīng)予分離器予分離出含CaO的物質(zhì)流J被送入壓力機(jī)11，該物質(zhì)流被載帶在壓力機(jī)園盤E1和E2之間。同時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的園盤E1、E2把物質(zhì)拉入到園盤E1、E2之間的空間，該物質(zhì)受到很強(qiáng)的壓力。
圖1B用圖解表示了被CaSO4表層圍繞著一個(gè)CaO顆粒，CaSO4表層在水合反應(yīng)中明顯地阻礙CaO的水合。按照本發(fā)明是通過(guò)在機(jī)械壓力機(jī)園盤E1、E2之間擠壓CaO-CaSO4顆粒，把這種CaSO4表層打被。在CaO-CaSO4界面形成了斷裂紋F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，從CaO組分的表面沿著界面分離除去CaSO4，因而釋出了用于水合反應(yīng)的CaO。
在圖2中，容納吸收劑(優(yōu)先選用的是石灰石)的大容器用符號(hào)1表示。在大容器的底部有吸收劑的劑量測(cè)定裝置2。輸送空氣的鼓風(fēng)機(jī)3，把混合有吸收劑的載體空氣吹入到加熱爐4中。燃燒氣和煤沿著管道5送入。在優(yōu)選的實(shí)施方案中加熱爐是燃燒粉末的加熱爐。但是優(yōu)選的實(shí)施方案中的加熱爐也可以是通常所說(shuō)的爐篦加熱爐或爐篦加熱爐/燃燒粉末的加熱爐相結(jié)合。在這種情況下，爐篦用符號(hào)6表示(如圖中所示)。爐渣沿管道7從加熱爐中排出。煙道氣由加熱爐出去，沿著煙道氣管道進(jìn)入煙道氣予分離器8。在優(yōu)選的實(shí)施方案中予分離器8由旋風(fēng)分離器組成。揀選出的顆粒被分離到中間容器9中。封閉的裝置10，其中便于使用的是通常所說(shuō)的封閉進(jìn)料器，區(qū)分粒級(jí)，從予分離器8進(jìn)入中間容器9，進(jìn)入活化裝置11(優(yōu)選的是壓力機(jī))。煙道氣沿管道21從反應(yīng)器16進(jìn)入粉塵分離裝置18。
粉塵分離裝置可包括用于分離粉塵的電濾器或者軟管濾器裝置。煙道氣鼓風(fēng)機(jī)19把煙道氣從粉塵分離裝置18中吸出來(lái)并鼓(風(fēng))入煙囟20并從此進(jìn)而進(jìn)入戶外(大氣)。從單元裝置16和18裝置分離的煙道氣雜質(zhì)(例如CaSO4)沿著排出管道28被排除。
在活化裝置11中，用機(jī)械方法處理燒結(jié)的予分離的CaO和CaSO4顆粒。通過(guò)打碎圍繞CaO的CaSO4表層。使CaO顆粒重新活化以便釋出用于水合的CaO。被活化了的顆粒從活化裝置11沿管道12被運(yùn)送到第二分離器13并沿管道14進(jìn)入反應(yīng)器16?？諝廨d體或氣體載體通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)裝置15被傳送到管道14。物料也可以從活化裝置11直接進(jìn)入反應(yīng)器16。這時(shí)沒有使用第二分離器13。含有粉末狀的被活化了的CaO物料通過(guò)噴管14a被噴射到反應(yīng)器16的滴狀區(qū)A。水也被噴霧到反應(yīng)器16的滴狀區(qū)A。該水引起CaO水合生成Ca(OH)2。輸送水的第二個(gè)目的是冷卻煙道氣。水合CaO以Ca(OH)2的形式與煙道氣中含有的SO2有效地反應(yīng)并生成亞硫酸鈣CaSO3。水沿著管道17并通過(guò)管道17的末端噴管17a以滴狀形式噴霧進(jìn)入反應(yīng)器16。末端噴管17a恰好放置在粉末噴管14a的附近，以確保參加水合反應(yīng)的組分之間的直接接觸和反應(yīng)。
從煙道氣流分離的活性CaO粉末有效地送入反應(yīng)器16的水霧A的區(qū)域，以確保有良好地水/固接觸。使煙道氣在反應(yīng)器16中流動(dòng)，以便煙道氣和水合生成的Ca(OH)2顆粒相互之間盡可能有效地相遇。因而保證了Ca(OH)2顆粒與煙道氣中含有的SO2之間的良好接觸。從噴管14a、17a出來(lái)的含CaO的粉塵和水的引入方向垂直于煙道氣流(S)的方向是有利的。
水和粉塵的輸送可以集中在反應(yīng)器16的中心區(qū)進(jìn)行以便反應(yīng)器的內(nèi)壁保持干燥。
通過(guò)噴管17a輸送水，目的是使煙道氣中含有的熱量有時(shí)間(來(lái)得及)蒸發(fā)全部水分并在任何階段都不生成濕的固體懸浮物或廢水。
圖3更詳細(xì)的用圖解說(shuō)明本發(fā)明的方法和設(shè)備。當(dāng)CaO-CaSO4混合物用活化裝置11(例如壓力機(jī)，粉碎機(jī)，研磨機(jī)，軋碎機(jī))以機(jī)械方法進(jìn)行處理時(shí)。打碎了圍繞CaO的CaSO4表層釋出了用于水合的CaO。按圖2所示的方法，用機(jī)械方法處理過(guò)的CaO和CaSO4沿著管道12進(jìn)入第二分離器13。在第二分離器13中進(jìn)行分級(jí)借此可以從活性的CaO粉末流中分離飄塵或CaSO4，并因此可以減少反應(yīng)器16的粉塵負(fù)荷和減少反應(yīng)器16后面的粉塵分離裝置的粉塵負(fù)荷。如圖3所示，被處理過(guò)的活性粉末狀CaO物料通過(guò)管道14的噴管14a輸送到反應(yīng)器16中的煙道氣流S中，上述的物料進(jìn)入煙道氣反應(yīng)器的滴狀區(qū)A，同時(shí)水霧D從噴管17a也進(jìn)入滴狀區(qū)A。水霧D是從管道17的噴管17a噴出而引入的。噴管17a被放置在反應(yīng)器16的滴狀區(qū)A，靠近粉塵噴管，滴狀區(qū)A表示在反應(yīng)器16中的一個(gè)區(qū)域，在該區(qū)域霧化了水還沒有因煙道氣道S的熱能轉(zhuǎn)移而被蒸發(fā)。
權(quán)利要求
1.清洗煙道氣的方法，包括將吸收劑送入加熱爐(4)，該吸收劑與煙道氣中含有的硫反應(yīng)，進(jìn)而煙道氣沿排氣管道(a)從加熱爐轉(zhuǎn)送到予分離器(8)，該予分離器分離未與煙道氣中硫發(fā)生反應(yīng)的吸收劑以及已經(jīng)與煙道氣中的硫反應(yīng)的部分吸收劑顆粒，其特征在于，把由分離器(8)分離的固體物質(zhì)轉(zhuǎn)送到放置在予分離器(8)后面的活化裝置(11)，該活化裝置把予分離了的物質(zhì)顆粒壓碎成更小的顆粒，因此圍繞著CaO的CaSO4表層被打碎并釋放出用于水合反應(yīng)的CaO，在這程序中把被壓碎的含CaO的粉未狀物質(zhì)從活化裝置(11)順流轉(zhuǎn)送到放置在煙道氣予分離器(8)后面的煙道氣流動(dòng)方向上的反應(yīng)器(16)中，并且在該程序中CaO顆粒在反應(yīng)器(16)中通過(guò)下述操作被充分水合，即通過(guò)噴管(14a)把CaO顆粒引入反應(yīng)器(16)的滴狀區(qū)(A)，并通過(guò)噴管(17a)把水也引入該滴狀區(qū)，因而可使CaO和水滴在所控制的路線上相遇，CaO與水直接反應(yīng)，而且生成的Ca(OH)2進(jìn)而與反應(yīng)器中流動(dòng)的煙道氣反應(yīng)并結(jié)合煙道氣中含有的SO2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于在活化裝置(11)中被壓碎的含CaO的物質(zhì)被轉(zhuǎn)送到反應(yīng)器(16)之前，具有最高CaO含量的組分在置于活化裝置(11)后面的第二分離器(13)中被分離并轉(zhuǎn)送到反應(yīng)器(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于含氧化鈣的粉末狀物質(zhì)與載體空氣或載體氣體一起帶進(jìn)反應(yīng)器(16)。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其特征在于通過(guò)將水蒸汽或水輸送到活化裝置(11)之后的含CaO的物質(zhì)流中，水合作用在反應(yīng)器(16)之前開始。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法。特征在于含CaO的粉末狀物質(zhì)被送入反應(yīng)器(16)的滴狀區(qū)(A)進(jìn)入反應(yīng)器(16)的中心區(qū)域?？紤]到反應(yīng)物之間得到良好的接觸，使從噴管出來(lái)的(物質(zhì))流如此朝著煙道氣(S)，以使(物質(zhì))流的方向與煙道氣和粉末的速度是最佳的。
6.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的方法，特征在于水從恰恰放置在粉末噴管(14a)的旁邊的噴管(17a)中噴射出來(lái)，因此反應(yīng)物之間可能獲得最佳的接觸，水和含CaO的粉末以這樣的方法被噴射，以使它們的流動(dòng)方向大體上與煙道氣流(S)的方向相反。
7.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的方法，特征在于在該方法中使用一種機(jī)械活化裝置(優(yōu)選的是一種壓力機(jī))作為活化裝置(11)。
8.清洗煙道氣的設(shè)備，包括由加熱爐(4)出來(lái)的煙道氣管道(a)，并由此轉(zhuǎn)入予分離器(8)，該予分離器分離被送入加熱爐(4)的但沒有與煙道氣中的硫反應(yīng)的吸收劑，以及已經(jīng)與煙道氣中含有的硫發(fā)生反應(yīng)的部分吸收劑顆粒，其特征在于，在予分離器(8)后面，該設(shè)備包括一個(gè)活化裝置(11)，該活化裝置把予分離的物質(zhì)顆粒壓碎成更小的顆粒，因此圍繞著CaO的CaSO4表層被打碎并釋出用于水合反應(yīng)的CaO，該設(shè)備包括管道14，經(jīng)該管道把含CaO的顆粒轉(zhuǎn)送到反應(yīng)器(16)進(jìn)行水合。該反應(yīng)器(16)被放置在煙道氣予分離器(8)后面在煙道氣流的方向上，該設(shè)備還包括噴管(14a)，通過(guò)它把CaO顆粒轉(zhuǎn)送到反應(yīng)器(16)，而水的噴射管(17a)放置在上述噴管(14a)的附近。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，特征在于該設(shè)備包括有在活化裝置(11)和反應(yīng)器(16)之間的一個(gè)第二分離器(13)，在這種情況下只有含最高CaO含量的顆粒被轉(zhuǎn)送到反應(yīng)器(16)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求8或9之一的設(shè)備，特征在于，該設(shè)備包括一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)(15)或是其同等物，借此產(chǎn)生空氣載體流，沿著管道(14)進(jìn)入物料組分中。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求8或9或10之一的設(shè)備，特征在于活化裝置(11)包括一個(gè)壓力機(jī)。
全文摘要
清洗煙道氣的方法及設(shè)備，預(yù)分離器8分出的固體轉(zhuǎn)送至8后面的活化裝置11，在其中將分出的物料壓碎成更小顆粒，使包著CaO的CaSO
文檔編號(hào)B01D53/50GK1045927SQ9010142
公開日1990年10月10日 申請(qǐng)日期1990年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月15日
發(fā)明者艾里·阿西凱南 申請(qǐng)人:伊馬特蘭福伊馬股份公司