煙氣處理系統(tǒng)及方法
【專利摘要】煙氣處理系統(tǒng)(1)包括：反應(yīng)器(2)；預(yù)分離器(3)，位于反應(yīng)器(2)的下游；分離器(4)，諸如織物過濾器，位于預(yù)分離器(3)的下游；加濕器(5)，位于分離器(4)的下游；純的新鮮反應(yīng)物到煙氣(FG)中的供給部(7)，位于預(yù)分離器(3)的下游，并且位于分離器(4)的上游或分離器(4)處。
【專利說明】
煙氣處理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及煙氣處理系統(tǒng)及方法。特別地，本系統(tǒng)及方法適于處理含有SO2和HCl的煙氣；含有SOjPHCl的氣體可例如源自不同燃料(諸如煤或其他燃料)的燃燒，但典型地它通過廢料的燃燒而生成。
【背景技術(shù)】
[0002]US 7850936公開了用于以高效率從煙氣去除SO2的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有:反應(yīng)器，其中煙氣中所含有的SO2與反應(yīng)物反應(yīng)，形成煙塵產(chǎn)物;分離器，其中從煙氣去除煙塵產(chǎn)物；以及加濕器，其中煙塵產(chǎn)物被加濕并且被運送回到反應(yīng)器中。為了獲得高的SO2去除效率，US7850936提議提高加濕速率，并且為了避免袋粘結(jié)、冷點凝結(jié)及其他問題，US 7850936提議在反應(yīng)器與分離器之間安裝預(yù)分離器，以便從煙氣去除煙塵的一部分，并且將去除的煙塵傳送至加濕器且因而到反應(yīng)器中。煙氣被運送至分離器，其中剩余的煙塵被去除并傳送至加濕器且然后也到反應(yīng)器中。根據(jù)US 7850936，新鮮的反應(yīng)物被供給至經(jīng)加濕的煙塵中，該經(jīng)加濕的煙塵被運送至反應(yīng)器中。US 7850936具體地涉及SO2的去除，但是它沒有考慮煙氣中可能含有的其他成分(諸如HCl)的有效去除。
[0003]EP 14187641公開了用于從煙氣去除諸如SO2和HCl的成分的系統(tǒng)。EP 14187641公開了用于使諸如SOdPHCl的成分與反應(yīng)物反應(yīng)而形成煙塵產(chǎn)物的反應(yīng)器、用于去除煙塵產(chǎn)物的一部分的位于反應(yīng)器下游的預(yù)分離器、以及用于從煙氣去除煙塵產(chǎn)物的剩余部分的位于預(yù)分離器下游的分離器。新鮮的反應(yīng)物被供應(yīng)至煙塵產(chǎn)物的該部分中，并且煙塵產(chǎn)物的剩余部分和所得的煙塵產(chǎn)物被加濕并供給至反應(yīng)器中。另外，還可在預(yù)分離器與分離器之間的位置處供給經(jīng)加濕的煙塵產(chǎn)物。根據(jù)EP 14187641，(經(jīng)加濕的煙塵產(chǎn)物中所含有的)反應(yīng)物的大部分被供給至反應(yīng)器中，而最終在預(yù)分離器的下游供給的反應(yīng)物是少量的，并且被稀釋于經(jīng)加濕的煙塵產(chǎn)物中。在EP 14187641的系統(tǒng)中，在反應(yīng)器中，反應(yīng)發(fā)生到較高程度(即使非唯一)，因為在反應(yīng)器中，新鮮反應(yīng)物的量允許高的反應(yīng)速率，而在系統(tǒng)的與反應(yīng)器不同的部分中，煙塵中的參與反應(yīng)的成分被不參與反應(yīng)的成分稀釋，以致于反應(yīng)不能顯著地發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一方面包括提供一種系統(tǒng)及方法，其中不僅從煙氣去除S02，而且還去除諸如HCl的其他成分，且其中這樣的去除是高效的。
[0005]通過提供根據(jù)所附權(quán)利要求的系統(tǒng)及方法，得到這些及進一步的方面。
[0006]在預(yù)分離器的下游注入純的新鮮反應(yīng)物允許帶有高百分比的新鮮反應(yīng)物的煙塵與分離器中過濾袋(例如織物過濾器)上的大量反應(yīng)物(例如新鮮的石灰)構(gòu)建煙塵塊;這使煙塵留在分離器中，以便也在分離器處使反應(yīng)發(fā)展到大的程度，利用煙塵塊中過濾袋上的煙塵停留時間的優(yōu)勢。
[0007]因此，改進了特別是在分離器中發(fā)生的反應(yīng)。
[0008]在一個實施例中，在本發(fā)明的實施例中的系統(tǒng)中去除的HCl和/或SO2的總量可比現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中更高。
[0009]純的反應(yīng)物是未與第一和/或第二煙塵產(chǎn)物混合的反應(yīng)物。
【附圖說明】
[0010]根據(jù)借助附圖中的非限制性示例圖示的系統(tǒng)及方法的優(yōu)選但非排他性的實施例的描述，進一步的特性及優(yōu)點將更加顯而易見，其中:
圖1示出本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例;在該圖中，標記FG、FDP、SDP指示煙氣FG和其中含有的煙塵的種類(FDP或SDP)。
[0011]參考編號
I煙氣處理系統(tǒng) 2反應(yīng)器 3預(yù)分離器 4分離器/織物過濾器 5加濕器 6收集器 6a排放部
7新鮮反應(yīng)物的供給部 8煙塵塊 9過濾袋 FG煙氣
FDP第一煙塵產(chǎn)物 SDP第二煙塵產(chǎn)物 RD反應(yīng)性煙塵。
【具體實施方式】
[0012]在下文中，首先描述用于處理含有HCl和SO2的煙氣的煙氣處理系統(tǒng)I。
[0013]系統(tǒng)I包括:反應(yīng)器2，用于使煙氣FG中所含有的HCl和/或SO2的至少一部分與反應(yīng)性煙塵RD反應(yīng)，形成第一煙塵產(chǎn)物rop;預(yù)分離器3，位于反應(yīng)器2的下游，用于從煙氣FG去除第一煙塵產(chǎn)物rop的一部分并將含有第一煙塵產(chǎn)物的剩余部分的煙氣運送至分離器4;分離器4，其優(yōu)選地是織物過濾器，位于預(yù)分離器3的下游，用于進一步使煙氣FG中所含有的HCl和/或SO2反應(yīng)，以有助于形成第二煙塵產(chǎn)物SDP，并且用于從煙氣FG去除第二煙塵產(chǎn)物SDP;以及加濕器5，位于分離器4的下游，用于對至少第二煙塵產(chǎn)物加濕而形成反應(yīng)性煙塵RD，并且將反應(yīng)性煙塵RD供給至反應(yīng)器2。加濕器5具有水源，且優(yōu)選地它還包括使煙塵與水混合的混合裝置或混合工具。
[0014]優(yōu)選地，收集器6設(shè)置成接收在預(yù)分離器3去除的第一煙塵的部分和來自分離器4的第二煙塵產(chǎn)物;收集器6可以例如是料斗。收集器6(當存在時)連接至加濕器5，并且將由第一煙塵產(chǎn)物和第二煙塵產(chǎn)物組成的煙塵混合物供給至加濕器5。另外，收集器6具有將煙塵混合物的一部分去除并排放它的排放部6a。
[0015]另外，系統(tǒng)進一步具有純的新鮮反應(yīng)物(諸如Ca(OH)2或其他)到煙氣FG中的供給部7，以有助于形成第二煙塵產(chǎn)物;在一個實施例中，供給部7僅設(shè)置于預(yù)分離器3的下游和織物過濾器4的上游或織物過濾器4處。備選地，還能夠?qū)⑿迈r反應(yīng)物供給至加濕器5或系統(tǒng)的其他部分中。
[0016]預(yù)分離器3配置成從煙氣去除按重量計50-99%之間且優(yōu)選地按重量計70-99%的第一煙塵產(chǎn)物，并且可以是旋風分離器(cyclone)，即在其中通過離心力使煙塵與煙氣分離的裝置;例如用作預(yù)分離器3的一種旋風分離器可以是EP 14187641中描述的煙塵分離器。預(yù)分離器可以是如圖1中所示且還在US 7850936中描述的獨立的裝置，或者它可以如例如EP14187641中所描述地集成于反應(yīng)器的端部處。
[0017]系統(tǒng)的運行根據(jù)所描述及圖示的內(nèi)容而顯而易見，并且基本上如下。在下文中，將對Ca (0H) 2的引用作為新鮮的反應(yīng)物。
[0018]尤其含有SO2和HCl (連同例如CO2和H2O)的煙氣FG被供給至反應(yīng)器2中；來自加濕器5的含有Ca(0H)2(連同例如CaOHCl、CaCl2、粉煤灰等)的反應(yīng)性煙塵也被供給至反應(yīng)器2中。
[0019]在反應(yīng)器2中，HC1和SO2例如根據(jù)以下平衡式而反應(yīng):
[IjCa(OH)2 + CO2 ο CaCO3 + H2O
[2]Ca(0H)2+ 2HC1 分 CaCl2 * 2H20
[3]Ca(0H)2+ 2HC1 分 CaCl2 + 2H20
[4]Ca(0H)2+ SO2 o CaSO3 + H2O
[5]CaCl2+ H2O + CO2 分 CaCO3 + 2HC1
[6]CaCl2* H2O + CO2 分 CaCO3 + 2HC1 + H2O
[7]2Ca(0H)2+ 2HC1 + CO2 分 CaCO3 + CaCl2 + 3H20
[8]HC1+ Ca(OH)2 分 CaOHCl + H2O
[9]HC1+ CaOHCl + H2O 分 CaCl2 + 2H20
[10]SO2 + CaOHCl + 1Z2 H2O 分 CaSO3 * 1Z2 H2O + HCl0
[0020]在反應(yīng)器2，例如根據(jù)反應(yīng)[2]、[3]、[7]、[8]、[9]而去除HCl的大部分;例如，從煙氣去除的HCl的量按重量計可大于95%。與此相反，根據(jù)反應(yīng)[4]、[10]，在反應(yīng)器2處僅去除有限量的SO2;例如，在反應(yīng)器2處從煙氣去除的SO2的量按重量計可低于70%;例如，在燃燒廢料的設(shè)備中，從煙氣去除的SO2的量按重量計可低于70%，且典型地小于50%。即使對于HCl/SO2去除而言是不期望的，也至少發(fā)生另外的反應(yīng)[1]、[5]、[6]。
[0021 ] 在反應(yīng)器2處發(fā)生反應(yīng)且從煙氣去除HCVSO2之后，含有包括反應(yīng)性煙塵RD的可能剩余部分的第一煙塵產(chǎn)物Π)Ρ和在反應(yīng)器2中的反應(yīng)期間形成的產(chǎn)物的煙氣FG被運送至預(yù)分離器3。
[0022]在預(yù)分離器3，第一煙塵產(chǎn)物的一部分被去除。例如，按重量計50-99%且優(yōu)選地按重量計70-99%的第一煙塵產(chǎn)物被去除，以致于從預(yù)分離器3運送至分離器4的煙氣FG僅含有第一煙塵產(chǎn)物的剩余部分，該剩余部分是在反應(yīng)器2的出口處的煙氣FG中所含有的第一煙塵產(chǎn)物FDP的按重量計大約30-1%。
[0023]因而，新鮮的反應(yīng)物Ca(OH)2被添加到含有減少量的第一煙塵產(chǎn)物的煙氣中。由于新鮮的反應(yīng)物被添加至已去除大量的第一煙塵產(chǎn)物的煙氣中，因而新鮮的反應(yīng)物僅被第一煙塵產(chǎn)物稀釋到有限的程度，以致于與Ca(OH)2的反應(yīng)是非常高效的。
[0024]現(xiàn)在含有第二煙塵產(chǎn)物SDP(包括第一煙塵產(chǎn)物rop的剩余部分、新鮮的反應(yīng)物、以及由于所添加的新鮮反應(yīng)物而仍然發(fā)生的反應(yīng)的產(chǎn)物)的煙氣進入織物過濾器，并且作為煙塵塊8而被收集于過濾袋9上。第二煙塵產(chǎn)物SDP在過濾袋9上停留一段時間，以致于甚至可能發(fā)生較慢的反應(yīng)。例如，反應(yīng)[4]和[10]主要發(fā)生于煙塵塊8中，以致于SO2去除的大部分發(fā)生于織物過濾器4。發(fā)現(xiàn)在沉積于過濾袋9上的煙塵中具有含有Cl(諸如CaOHCl)的化合物是有益的，因為它們增強SO2去除，由于該原因，在預(yù)分離器3未將第一煙塵產(chǎn)物從煙氣完全去除。
[0025]在從織物過濾器4排放時(例如在定期的清潔周期期間)，第二煙塵產(chǎn)物SDP被運送至收集器6，在此它們與在預(yù)分離器3從煙氣去除的第一煙塵產(chǎn)物的部分混合;煙塵的該混合物因而被運送至加濕器5中，在此添加水H2O，以形成反應(yīng)性煙塵RD，該反應(yīng)性煙塵RD被供給至反應(yīng)器2中。
[0026]所有的反應(yīng)[1]-[10]發(fā)生于包括反應(yīng)器2、預(yù)分離器3、分離器(織物過濾器)4以及加濕器5的整個系統(tǒng)中；反應(yīng)[2]、[3]、[7]、[8]、[9]主要發(fā)生于反應(yīng)器2中，并且在反應(yīng)器2主要地去除HC1，而反應(yīng)[4]、[10]主要發(fā)生于分離器4，并且在分離器4主要地去除S02。
[0027]可例如經(jīng)由查找表而調(diào)節(jié)經(jīng)由供給部7供給(且可能地經(jīng)由另外的供給部而例如到加濕器5中)的新鮮反應(yīng)物的量，以便調(diào)節(jié)HCl和/或SO2的去除效率。
[0028]本發(fā)明還涉及用于含有HCl和SO2的煙氣的處理的方法。
[0029]該方法包括:在反應(yīng)器2中，使煙氣FG中所含有的HCl和/或SO2的至少一部分與反應(yīng)性煙塵RD反應(yīng)，形成第一煙塵產(chǎn)物rop ；在預(yù)分離器3中，從煙氣FG去除第一煙塵產(chǎn)物rop的一部分，并且將含有第一煙塵產(chǎn)物FDP的剩余部分的煙氣運送至分離器4，例如織物過濾器;在分離器(例如織物過濾器)中，從煙氣FG去除第二煙塵產(chǎn)物SDP;在加濕器5中，對至少第二煙塵產(chǎn)物SDP加濕，形成反應(yīng)性煙塵RD;將反應(yīng)性煙塵RD供給至反應(yīng)器2;在預(yù)分離器3中從煙氣FG去除第一煙塵產(chǎn)物FDP的一部分之后，并且在織物過濾器4中從煙氣去除第二煙塵產(chǎn)物SDP之前或期間，將諸如Ca(OH)2的純的新鮮反應(yīng)物供給至煙氣FG中；進一步使煙氣中所含有的HCl和/或SO2反應(yīng)，以獲得第二煙塵產(chǎn)物SDP。
[0030]在一個實施例中，僅在預(yù)分離器3中從煙氣FG去除第一煙塵產(chǎn)物Π)Ρ的一部分之后且在織物過濾器中(即不是在系統(tǒng)的其他部分中)從煙氣去除第二煙塵產(chǎn)物SDP之前或期間，進行純的新鮮反應(yīng)物的供給。備選地，還能夠?qū)⑿迈r的反應(yīng)物供給至加濕器5或系統(tǒng)的另一部分中。
[0031]優(yōu)選地，在預(yù)分離器，從煙氣去除按重量計50-99%且優(yōu)選地按重量計70-99%的第一煙塵產(chǎn)物Π)Ρ;這樣，含有CaOHCl的其中一些第一煙塵產(chǎn)物FDP留在煙氣中，以幫助反應(yīng)(CaOHCl對去除HCl和SO2非常高效)。
[0032]可以以不同的方式調(diào)整按重量計50-99%之間且優(yōu)選地70-99%的第一煙塵產(chǎn)物的去除速率。例如，可以調(diào)整第一煙塵產(chǎn)物從煙氣的去除速率:
-基于所要求的SO2去除速率且/或基于指示所要求的SO2去除速率的參數(shù);該參數(shù)可以是例如煙氣中的S02實際含量、煙氣中的S02實際含量與參考S02含量值之間的差、系統(tǒng)下游的煙氣中的最終的SO2量等；
-基于所要求的HCl去除速率且/或基于指示所要求的HCl去除速率的參數(shù);該參數(shù)可以是例如煙氣中的HCl實際含量、煙氣中的HCl實際含量與參考HCl含量值之間的差、系統(tǒng)下游的煙氣中的最終的HCl量等；
-第一和/或第二煙塵產(chǎn)物中的CaOHCl含量且/或基于指示第一和/或第二煙塵產(chǎn)物中的CaOHCl含量的參數(shù);該參數(shù)可以是例如第一和/或第二煙塵產(chǎn)物中的CaOHCl實際含量、第一和/或第二煙塵產(chǎn)物中的CaOHCl實際含量與參考CaOHCl含量值之間的差等；
-第一和/或第二煙塵產(chǎn)物中的Cl總含量(該總含量包括包含Cl的化合物諸如HCl、CaOHCl、CaCl2等的含量)或指示第一和/或第二煙塵產(chǎn)物中的Cl總含量的參數(shù)；
-經(jīng)由供給部7供給的新鮮反應(yīng)物的量或指示該量的參數(shù)。
[0033]如本領(lǐng)域所知，可以例如使用可調(diào)整的旋風分離器來調(diào)節(jié)預(yù)分離器3處的第一煙塵產(chǎn)物的去除速率。
[0034]自然地，所描述的特征可以彼此獨立地提供。
[0035]實際上，可以根據(jù)要求和技術(shù)現(xiàn)狀而隨意選擇所使用的材料和尺寸。
【主權(quán)項】
1.一種針對含有HCl和SO2的煙氣的煙氣處理系統(tǒng)(I)，所述系統(tǒng)包括: 反應(yīng)器(2); 預(yù)分離器(3)，位于所述反應(yīng)器(2)的下游； 分離器(4)，位于所述預(yù)分離器(3)的下游；以及 加濕器(5)，位于所述分離器(4)的下游并且連接至所述反應(yīng)器(2)， 其特征在于，進一步包括純的新鮮反應(yīng)物到所述煙氣(FG)中的供給部(7)，其位于所述預(yù)分離器(3)的下游，并且位于所述分離器(4)的上游或所述分離器(4)處。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括連接至所述預(yù)分離器(3)、所述分離器(4)以及所述加濕器(5)的收集器(6)，所述收集器(6)用于將所述第二煙塵產(chǎn)物(SDP)與在所述預(yù)分離器(3)去除的第一煙塵產(chǎn)物的部分混合，并且將該混合物供給至所述加濕器(5)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述供給部(7)僅設(shè)置于所述預(yù)分離器(3)的下游和所述分離器(4)的上游或所述分離器(4)處。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述分離器(4)包括織物過濾器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述預(yù)分離器(3)配置成從所述煙氣(FG)去除按重量計50-99%之間且優(yōu)選地按重量計70-99%的所述第一煙塵產(chǎn)物(FDP)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述預(yù)分離器(3)包括旋風分離器。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述旋風分離器是可調(diào)整的旋風分離器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述反應(yīng)器(2)布置成用于使所述煙氣中所含有的HCl和/或SO2的至少一部分與反應(yīng)性煙塵(RD)發(fā)生反應(yīng)，從而形成第一煙塵產(chǎn)物(FDP)， 所述預(yù)分離器(3)布置成用于從所述煙氣(FG)去除所述第一煙塵產(chǎn)物(FDP)的一部分，并且將含有所述第一煙塵產(chǎn)物的剩余部分的所述煙氣(FG)運送至所述分離器(4)， 所述分離器(4)布置成用于進一步使所述煙氣(FG)中所含有的所述HCl和/或SO2反應(yīng)，以有助于生成第二煙塵產(chǎn)物(SDP)，并且用于從所述煙氣(FG)去除所述第二煙塵產(chǎn)物(SDP)， 所述加濕器(5)布置成用于對所述第二煙塵產(chǎn)物(SDP)加濕而形成所述反應(yīng)性煙塵(RD)，并且將所述反應(yīng)性煙塵(RD)供給至所述反應(yīng)器(2)。9.一種用于含有HCl和SO2的煙氣的處理的方法，所述方法包括: 在反應(yīng)器(2)中，使所述煙氣(FG)中所含有的HCl和/或SO2的至少一部分與反應(yīng)性煙塵(RD)反應(yīng)，形成第一煙塵產(chǎn)物(FDP); 在預(yù)分離器(3)中，從所述煙氣(FG)去除所述第一煙塵產(chǎn)物(FDP)的一部分，并且將含有所述第一煙塵產(chǎn)物的剩余部分的所述煙氣(FG)運送至分離器(4); 在所述分離器(4)中，從所述煙氣(FG)去除第二煙塵產(chǎn)物(SDP); 在加濕器(5)中，對所述第二煙塵產(chǎn)物(SDP)加濕而形成所述反應(yīng)性煙塵(RD); 將所述反應(yīng)性煙塵(RD)供給至所述反應(yīng)器(2)， 其特征在于， 在預(yù)分離器(3)中去除之后，并且在所述分離器(4)中去除之前或期間，將純的新鮮反應(yīng)物供給至所述煙氣(FG)中，且然后， 進一步使所述煙氣(FG)中所含有的所述HCl和/或SO2反應(yīng)，以獲得所述第二煙塵產(chǎn)物(SDP)010.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，將所述第二煙塵產(chǎn)物(SDP)與在所述預(yù)分離器(3)去除的第一煙塵產(chǎn)物的部分混合，并且將該混合物供給至所述加濕器(5)。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，僅在預(yù)分離器(3)中去除之后且在所述分離器(4)中去除之前或期間，供給所述純的新鮮反應(yīng)物。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述分離器(4)包括織物過濾器。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在所述預(yù)分離器(3)處從所述煙氣(FG)去除按重量計50-99%之間且優(yōu)選地按重量計70-99%的所述第一煙塵產(chǎn)物(FDP)。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，基于以下而調(diào)整從所述煙氣去除的第一煙塵產(chǎn)物的量: 所要求的S02去除速率或指示該S02去除速率的參數(shù);和/或 所要求的HCl去除速率或指示該HCl去除速率的參數(shù);和/或 所述第一和/或第二煙塵產(chǎn)物中的CaOHCl含量或指示該CaOHCl含量的參數(shù);和/或 所述第一和/或第二煙塵產(chǎn)物中的Cl總含量或指示該Cl總含量的參數(shù);和/或 經(jīng)由所述供給部(7)供給的新鮮反應(yīng)物的量或指示該量的參數(shù)。15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述預(yù)分離器(3)包括旋風分離器。
【文檔編號】B01D53/80GK105879648SQ201610088453
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月17日
【發(fā)明人】R.雷林
【申請人】通用電器技術(shù)有限公司