專利名稱：干式吸收劑煙氣脫硫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是干式吸收劑煙氣脫硫方法。目前，國內(nèi)外較流行和成熟的煙氣脫硫方法為濕法和半干法。這兩種脫硫方法雖然能達(dá)到脫硫的目的，但由于以下原因使其推廣應(yīng)用受到限制(1)脫硫裝置投資較高，其投資占電站總投資的8-25％；(2)占地面積大，一臺(tái)220t/h鍋爐所用脫硫裝置占地面積達(dá)1500m2；(3)耗電量高，其用電量約為電站用電量的3-7％；(4)由于脫硫裝置是鍋爐排煙系統(tǒng)的一部分，一旦發(fā)生故障將影響鍋爐正常運(yùn)行；(5)由于采用降溫脫疏，升溫排煙工序，因而降低了鍋爐熱效率等?，F(xiàn)有的干法脫硫技術(shù)雖較上述兩種方法有很大改進(jìn)，但，至今尚無可用于工程方面成熟的干法煙氣脫硫裝置。傳統(tǒng)的干法煙氣脫硫技術(shù)是向煙氣中噴入堿性吸收劑(通常為CaO或Ca(OH)2)，吸收劑與煙氣中的SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸鹽(CaSO3及少量CaSO4)，從而達(dá)到脫硫的目的。但是，近二三十年耒沒有明顯的發(fā)展，傳統(tǒng)的干法脫硫技術(shù)發(fā)展較慢的主要原因是由于存在以下兩個(gè)技術(shù)難題沒有得到解決，致使脫硫效率始終徘徊在20％左右。
1、氣/固接觸時(shí)間長，反應(yīng)速度慢。
鍋爐煙道氣的溫度通常低于200℃，在此條件下，吸收劑與SO2只能產(chǎn)生慢速亞硫酸鹽化反應(yīng)，其氣/固接觸時(shí)間至少要4秒鐘，而煙氣的流速一般為10-15m/s，這就意味著煙氣在進(jìn)入除塵設(shè)備之前至少需要有40-60m的煙道，這無論從占地面積，基建投資，還是從煙氣溫度下降等方面考慮都是不現(xiàn)實(shí)的。
2、吸收劑在煙氣中分布不均勻。
即使能滿足氣/固接觸時(shí)間與反應(yīng)溫度的條件，也難以使吸收劑均勻地懸浮分布于煙氣中與SO2發(fā)生反應(yīng)，由于粒徑極小的吸收劑進(jìn)入煙道后會(huì)重新集聚在一起而形成較大的顆粒，使吸收劑的比表面積大幅度減小，活性降低，從而使脫硫效率大大下降。而且，由于吸收劑的粒徑增大，自重增加，將很快落到煙道底部。此外，無論在什么位置噴射，也難以保證吸收劑在煙道中均勻地?cái)U(kuò)散，吸收劑不是聚于煙道一側(cè)，就是僅在煙道的中心。由于以上原因，傳統(tǒng)的干法脫硫技術(shù)難以在工業(yè)中推廣應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是提出一種新的煙氣脫硫方法，該方法能使吸收劑在煙氣中分布均勻，反應(yīng)速度快，從而大幅度提高脫硫效率，并且占地面積小，投資省。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)一種干式吸收劑煙氣脫硫裝置，利用高壓靜電發(fā)生設(shè)備，在充電噴粉設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)高壓靜電電暈區(qū)，當(dāng)吸收劑通過該區(qū)域時(shí)，就帶上同種靜電荷，然后在煙道內(nèi)適當(dāng)位置噴入帶電荷的吸收劑，(通常用Ca(OH)2)，吸收劑與煙氣中的SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CaSO3及少量CaSO4顆粒狀物質(zhì)，而后，被后面的除塵設(shè)備除去，其反應(yīng)式如下
由于煙道氣中還含有少量的氧和水分，因此，還可能發(fā)生如下反應(yīng)
當(dāng)吸收劑通過噴管噴射到煙氣中時(shí)，由于吸收劑顆粒都帶同種靜電荷，因而相互排斥，迅速地在煙氣中擴(kuò)散，呈均勻分布的懸浮狀態(tài)，每個(gè)吸收劑顆粒都充分暴露在煙氣中，使吸收劑與SO2反應(yīng)的機(jī)會(huì)大大增加，從而使得脫硫效率大幅度提高。吸收劑帶電荷后其活性大大提高，減少了吸收劑與SO2的反應(yīng)所需的氣/固接觸時(shí)間，一般在2秒鐘內(nèi)即可完成亞硫酸鹽化反應(yīng)，從而有效地提高了SO2的去除率。此外，帶電荷的吸收劑粒子還能將細(xì)顆粒粉塵吸附在自己的表面，形或較大的顆粒，使煙氣中粉塵的平均粒徑增大，可提高除塵設(shè)備對(duì)細(xì)顆粒粉塵的去除效率。
采用本發(fā)明有以下積極效果1、脫硫效率高。當(dāng)煙氣中的SO2濃度在2000mg/Nm3以上時(shí)，干式吸收劑煙氣脫硫裝置的脫硫效率達(dá)70-80％；2、占地面積小。干式吸收劑煙氣脫硫裝置占地為濕法和半干法脫硫裝置的1/20-1/15。如一臺(tái)220t/h鍋爐脫硫用干式吸收劑煙氣脫硫裝置，其占地面積僅為100m2左右；3、投資省。于式吸收劑煙氣脫硫裝置的投資占電站總投資的4％左右；4、耗電量少。干式吸收劑煙氣脫硫裝置的用電量僅為發(fā)電量的0.2％左右；5、不降低鍋爐的熱效率，不降低排煙溫度，無論脫硫裝置是運(yùn)轉(zhuǎn)或檢修，都不會(huì)影響鍋爐的正常運(yùn)行；6、設(shè)備壽命長。由于噴粉設(shè)備內(nèi)無機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，而且Ca(OH)2的比重較小，因此壽命長。
7、可與各種除塵設(shè)備(電除塵器，布袋除塵器，水膜除塵器等)配合使用。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述

圖1是干式吸收劑煙氣脫硫工藝流程圖。如圖1所示，本發(fā)明包括一個(gè)貯存給料單元，一個(gè)充電噴粉單元和一個(gè)計(jì)算機(jī)控制單元。
1、貯存給料單元主要包括吸收劑貯存設(shè)備6和給料設(shè)備7。貯存設(shè)備6用于儲(chǔ)存吸收劑，其容積的大小一般應(yīng)滿足1-2天的用量。給料設(shè)備7應(yīng)選擇可無級(jí)調(diào)速的電機(jī)，以便調(diào)節(jié)給料量。
2、充電噴粉單元此單元應(yīng)包括高壓靜電發(fā)生設(shè)備8、氣-粉混合設(shè)備10、高壓鼓風(fēng)機(jī)5等。給料設(shè)備7將吸收劑送入氣-粉混合設(shè)備10，使吸收劑與空氣有一個(gè)合適的輸送比。噴粉設(shè)備9為圓形管狀，通過高壓靜電發(fā)生設(shè)備8在噴粉設(shè)備9內(nèi)的某一區(qū)域形成高壓靜電電暈區(qū)。當(dāng)吸收劑通過該區(qū)域時(shí)即攜帶上高壓靜電荷，然后被噴入煙氣中與SO2發(fā)生反應(yīng)。但必須注意不可使電暈區(qū)出現(xiàn)放電現(xiàn)象，否則會(huì)破壞或削弱電場強(qiáng)度，造成電暈區(qū)充電效果消失或減弱。高壓靜電發(fā)生設(shè)備8應(yīng)能產(chǎn)生0-70KV的高壓，功率≤300W，有電壓信號(hào)輸出，以便計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。該設(shè)備能在電暈區(qū)出現(xiàn)放電現(xiàn)象時(shí)自動(dòng)降低工作電壓，以防電暈區(qū)充電效果消失或減弱。氣-粉混合設(shè)備10類似煤粉式鍋爐的制粉系統(tǒng)的煤粉混合器，當(dāng)空氣以高速通過該設(shè)備時(shí)，在其狹窄部會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)壓，使吸收劑順利地從給料設(shè)備。7進(jìn)入噴粉設(shè)備9。
3、計(jì)算機(jī)控制單元為保證計(jì)算機(jī)可靠地工作，應(yīng)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。在干式吸收劑煙氣脫硫裝置噴入口兩端的適當(dāng)位置安裝高精度的SO2在線儀11，連續(xù)監(jiān)測煙氣中的SO2原始濃度，和脫硫后的SO2濃度，并隨時(shí)將測定結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)12。按預(yù)先編制的程序，首先，計(jì)算機(jī)12根據(jù)SO2在線儀11測定SO2原始濃度，自動(dòng)設(shè)置吸收劑的噴入量，然后再根據(jù)脫硫后的SO2濃度，自動(dòng)調(diào)節(jié)吸收劑的噴入量。
除了上述控制方法外，還可以采取比較簡易、價(jià)廉的控制方法。如果鍋爐運(yùn)行負(fù)荷變化不大，而且同一批煤的含硫量與低位發(fā)熱值也較穩(wěn)定，則可以先將鍋爐燃料的低位發(fā)熱值和含硫量輸入計(jì)算機(jī)，然后通過鍋爐1負(fù)荷的變化來調(diào)整吸收劑噴入量。假如鍋爐1負(fù)荷或煤種有所變化，可隨時(shí)在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中改變輸入值。此外，還可以通過計(jì)算機(jī)控制和監(jiān)視所有的設(shè)備。
4、脫硫吸收劑從理論上來說，堿性物質(zhì)都可以作為脫硫吸收劑。但是，由于是干法脫硫，所以，堿性液體應(yīng)排除在外。從脫硫效果和經(jīng)濟(jì)方面考慮，鈣基的堿性物質(zhì)應(yīng)當(dāng)是首選吸收劑。建筑上用的Ca(OH)2，由于CaO的純度較低，并且在消化時(shí)加了過量的水，因此，生成的Ca(OH)2不但純度較低，而且其表面積也較小，難以滿足脫硫的要求。本裝置對(duì)Ca(OH)2的要求如下純度≥90％；粒徑≤50μm；含水率≤1％；比表面積≥15m/gCa(OH)2。
本發(fā)明不但可用Ca(OH)2作吸收劑，也可用純堿生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的堿渣和乙炔氣生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的電石渣作為吸收劑，其中，電石渣的物理、化學(xué)性質(zhì)更適合作吸收劑。
鍋爐1在運(yùn)行中所產(chǎn)生的煙氣，經(jīng)干式吸收劑煙氣脫硫裝置脫硫及除塵設(shè)備2除塵后，通過引風(fēng)機(jī)3將其送入煙囪4排入大氣。脫硫生成物CaSO3及少量的CaSO4化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，因此無二次污染問題。
權(quán)利要求
1.一種干式吸收劑煙氣脫硫方法，其技術(shù)特征在于利用高壓靜電發(fā)生設(shè)備，在充電噴粉設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)高壓靜電電暈區(qū)，使通過該區(qū)域的吸收劑顆粒帶上同種電荷，然后在煙道適當(dāng)位置噴入該帶電荷吸收劑，吸收劑在電荷的作用下均勻地分布于煙氣中，并與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)，生成CaSO3及少量的CaSO4顆粒物質(zhì)，而后由除塵設(shè)備將其除去，即。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫方法，其技術(shù)特征在于脫硫吸收劑噴入量可采用SO2在線儀連續(xù)監(jiān)測煙氣中的SO2原始濃度和脫硫后SO2的濃度，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)設(shè)置，或先將鍋爐燃料的低位發(fā)熱值及含硫量等參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脫硫方法，其技術(shù)特征在于所使用的吸收劑可以是Ca(OH)2、電石渣或堿渣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種干式吸收劑煙氣脫硫方法。它利用高壓靜電發(fā)生設(shè)備在充電噴粉設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)高壓靜電電暈區(qū),使通過該區(qū)域的吸收劑顆粒帶上同種電荷,然后在煙道的適當(dāng)位置噴入該帶電荷的吸收劑。吸收劑與煙氣中的SO
文檔編號(hào)B01D53/81GK1229691SQ9811173
公開日1999年9月29日 申請(qǐng)日期1998年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月24日
發(fā)明者王晉寧, 陳德放 申請(qǐng)人:王晉寧, 陳德放