專利名稱：利用廢堿渣進行煙氣脫硫的方法
技術領域：
本發明屬于氣體污染控制技術，是一種煙氣脫硫方法。
背景技術：
我國是燃煤大國，長期以來煤炭在我國能源生產供應中一直占據著舉足輕重的地位，由于煤炭燃燒污染物的排放，給我國的環境保護造成了巨大的壓力。燃煤鍋爐煙氣的主要污染物是煙塵和二氧化硫。
目前，煙氣脫硫的技術主要包括三種干法、半干法和濕法。其核心技術原理是用堿性物質與燃煤煙氣中的SO2等酸性氣體成分發生中和反應，達到脫除煙氣中酸性氣體的目的。所用的堿性物質大多是天然鈣基礦物質(即石灰石，主要成分是CaCO3)及其制成品(如CaO粉、Ca(OH)2漿等)。濕法技術工藝成熟，脫硫效果好(脫硫率在90％以上)，吸收劑利用率高(吸收劑利用率在85％左右)，但工藝復雜、投資高，而且處理過程中產生廢水，需要進一步處理廢水。干法工藝簡單，沒有廢水產生，投資和運行費用低，但吸收劑利用率低(吸收劑利用率在40％左右)，脫硫效果差(脫硫率在50％左右)。半干法煙氣脫硫工藝具有系統簡單，脫硫效果比較好(脫硫率在80％左右)，吸收劑利用率比較高(吸收劑利用率在70％左右)，對煤種適應性強等優點，但與濕法相比具有脫硫效率低，吸收劑的利用率偏低，脫硫吸收塔內容易結垢等的缺點，需要進一步改進。
應該指出，開采利用天然石灰石脫硫對環境造成負面影響，破壞了地貌景觀，生產石灰要消耗大量的煤，排放大量的CO2等有害氣體，污染環境。
發明內容
目前，我國的制堿工業每年產業幾百萬噸的廢堿渣，根據對制堿工業產塵的廢堿渣進行分析，發現堿渣中的Ca(OH)2、Mg(OH)2、KOH含量較高，分別約占45％、10％、5％左右，含水量約為35％左右，廢堿渣溶解于水后，pH值較高(約為12.5)。根據分析結果，將制堿廢渣經過進一步加工即可制成脫硫劑。
本發明的煙氣脫硫方法，是以制堿工業產生的廢堿渣作為脫硫劑，給出一種脫硫效率高，吸收劑利用率高，脫硫產物為干態，無廢水排放，脫硫塔內不易結垢，“以廢治廢”的煙氣脫硫方法。
利用廢堿渣進行煙氣脫硫的方法，其基本步驟如下①由鍋爐來的煙氣首先經過除塵器除塵，除塵器收集下來的灰進入儲灰罐貯存；②除塵后的煙氣隨后進入減溫吸收塔進行煙氣降溫和初步脫除SO2氣體，減溫吸收塔的煙氣出口溫度控制在110℃～120℃范圍內；減溫吸收塔內噴淋下來的吸收劑漿液匯集到洗滌漿液循環池，洗滌漿液循環池內的部分漿液返回減溫吸收塔內進行循環噴淋；③初步脫硫后的煙氣然后進入半干式煙氣脫硫塔進一步脫硫，半干式煙氣脫硫塔塔內的煙氣流速控制在2m/s～4m/s范圍內，半干式煙氣脫硫塔內噴入的漿液濃度在20％～30％范圍內；④經過半干式煙氣脫硫塔進一步脫硫后的煙氣經過除塵器分離脫硫灰，干凈的煙氣通過引風機從煙囪排出。
上述的減溫吸收塔為噴淋塔或填料塔，其作用是對煙氣進行降溫、增濕以及初步脫除SO2氣體。在減溫吸收塔外部沒有洗滌漿液制備池，用來制備和儲存廢堿渣脫硫漿液。制備好的漿液通過泵從頂部送入減溫吸收塔內，然后噴淋下來。隨著煙氣成分與煙氣溫度的不同，廢堿渣漿液的廢堿渣含量也不同，一般情況下廢堿渣的質量濃度在10％～15％范圍內。廢堿渣漿液液滴在減溫吸收塔內下落過程中，一邊對煙氣進行增濕和降溫，一邊與煙氣中的SO2氣體進行反應，從而脫除煙氣中的SO2。
在減溫吸收塔外設有洗滌漿液循環池，用以存放吸收塔內底部匯集的漿液，漿液通過重力作用或者漿液泵送入到洗滌漿液循環池內。為了提高脫硫利用率，洗滌漿液循環池內的部分漿液通過循環泵送入到吸收塔內，從頂部進行循環噴淋，另一部分漿液則通過漿液泵送入到后邊的半干式煙氣脫硫塔進一步脫硫。為了進一步提高脫硫劑的利用率，洗滌漿液循環池內添加一部分從除塵器分離下來的部分脫硫灰。
經過減溫吸收塔減溫、增濕和初步脫硫后的煙氣隨后進入到半干式煙氣脫硫塔中進一步脫硫。該半干式煙氣脫硫塔既可以采用噴霧干燥方式也可以采用流化床方式。該半干式煙氣脫硫塔內所噴的脫硫漿液來自于洗滌漿液循環池，漿液濃度在20％～30％(以質量計)范圍內。漿液噴入半干式脫硫塔內后，與從分離器和除塵器分離下來進行循環的顆粒進行強烈混合，隨著煙氣的流動，脫硫漿液液滴逐漸干燥，最后到達脫硫塔出口時，顆粒的含水量降到5％以下，為干態。為達到比較好的脫硫效果，半干式煙氣脫硫塔的煙氣出口溫度控制在80℃～90℃范圍內。在半干式煙氣脫硫塔出口布置有分離器，用來分離煙氣中所含有的固體顆粒，分離下來的顆粒送入半干式煙氣脫硫塔內進行循環。經過半干式煙氣脫硫塔進一步脫硫后的煙氣經過除塵器除塵，干凈的煙氣通過引風機從煙囪排出。除塵器分離下來的脫硫灰20％～40％送入半干式煙氣脫硫塔內進行循環脫硫，20％～40％送入洗滌漿液循環池進行再次循環，剩余部分則排入脫硫灰倉。廢堿渣脫硫灰可用作路基材料添加劑、土壤改良劑、水泥廠的添加劑等。
在傳統的半干式吸收工藝中，脫硫效率不高的主要原因是吸收塔入口煙氣溫度偏高，煙氣含濕量低，吸收劑漿液顆粒的蒸發速度快，吸收劑漿液顆粒與煙氣中的SO2氣體有效反應時間短。另外在傳統的半干式吸收工藝中，吸收塔內很容易結垢，其主要原因是，入口煙氣溫度偏高，塔內用于煙氣降溫的噴水量大。而在本工藝中，由于在前一階段煙氣經過減溫吸收塔減溫增濕后，溫度控制在110℃～120℃范圍內，因此，半干式煙氣脫硫塔的進口溫度要比傳統的半干式吸收工藝要低50℃～80℃，煙氣含濕量要增加40％～60％，從而降低吸收劑漿液顆粒的蒸發速度，延長了吸收劑漿液顆粒與煙氣中的SO2氣體有效反應時間，顯著地提高了煙氣脫硫效率，由于大大減少了吸收塔內噴水量，有效地避免了脫硫塔內結垢現象的發生。
優點本發明中采用了兩級脫硫技術，因而顯著提高了整個系統總的脫硫效率。在第一級減溫吸收塔中，脫硫效率約為60％～70％；第二級半干式煙氣脫硫塔，脫硫效率約為80％～90％，總脫硫效率約為92％～97％。
本發明中采用了脫硫劑的多重循環方式，從而大大提高了脫硫劑的利用，包括(1)脫硫劑在減溫吸收塔與滌漿液循池之間進行循環；(2)脫硫劑在分離器與半干式煙氣脫硫塔之間循環；(3)脫硫劑還在除塵器與半干式煙氣脫硫塔之間循環。其循環路線是除塵器——洗滌漿液循環池——減溫吸收塔——半干式煙氣脫硫塔——除塵器。
本發明中采用了廢堿渣作脫硫劑，達到“以廢治廢”。
附圖是利用廢堿渣進行煙氣脫硫的方法的工藝流程圖。
圖中，1是除塵器，2是儲灰罐，3是噴淋塔，4是洗滌漿液循環池，5是洗滌漿液制備池，6流化床煙氣脫硫塔，7為旋風分離器，8為袋式除塵器，9為脫硫灰倉。
具體實施例方式實施例見附圖，從鍋爐排出的熱煙氣首先經過電除塵器1除塵，電除塵器1收集下來的灰進入儲灰罐2貯存，然后可運至水泥廠、制磚廠作添加劑用；除塵后的煙氣進入噴淋塔3進行煙氣降溫和初步脫除SO2氣體，噴淋塔的煙氣出口溫度控制在100℃～120℃范圍內；在噴淋塔3外部設有洗滌漿液制備池5，用來制備廢堿渣脫硫漿液，廢堿渣漿液濃度為10％～15％，制備好的漿液通過泵從頂部送入噴淋塔內，然后噴淋下來；減溫吸收塔內噴淋下來的吸收劑漿液匯集到洗滌漿液循環池4，洗滌漿液循環池內的部分漿液返回噴淋塔內進行循環噴淋；經過初步脫硫后的煙氣隨后進入流化床煙氣脫硫塔6進一步脫硫，脫硫塔的煙氣出口溫度控制在80℃～90℃范圍內，流化床煙氣脫硫塔6內噴入的漿液來自于洗滌漿液循環池4，漿液濃度在20％～30％；經過進一步脫硫后的煙氣經過旋風分離器7，分離下來灰返回流化床煙氣脫硫塔6內進行循環；從旋風分離器7出來的煙氣隨后進入袋式除塵器8除塵，從袋式除塵器8出來的煙氣經過鼓風機從煙囪排出，除塵器8分離下來的脫硫灰從20％～40％送入流化床煙氣脫硫塔內6進行循環脫硫，20％～44％送入洗滌漿液循環池4進行循環，剩余部分則排入脫硫灰倉9。
上述中的半干式煙氣脫硫塔為噴霧干燥式煙氣凈化塔，半干式煙氣脫硫塔可用流化床式煙氣凈化塔。
洗滌漿液制備池5內放入的脫硫劑為制堿工業產生的廢堿渣，其制備方法，是將廢堿渣自然干燥或烘干，使其含水量低于10％(以質量計)后，破碎、過篩至使98％(以質量計)以上的顆粒粒徑小于44微米。使用的洗滌漿液濃度為20％～30％。
如果設定鍋爐出口煙氣量為60000Nm3/h，煙氣溫度為210℃，SO2含量是2250mg/Nm3，減溫吸收為噴淋塔時，則塔內煙氣速度為1.5m/s，塔出口溫度為115℃，新加入的廢堿渣漿液比例為10％～15％，半干式煙氣凈化塔塔內煙氣速度2.5m/s，塔出口溫度83℃，塔內噴入的漿液濃度為28％，除塵器分離下來的脫硫灰有20％送入到洗滌漿液循環池進行循環。脫硫效率為95.3％，堿渣利用率為88.6％。
權利要求
1.利用廢堿渣進行煙氣脫硫的方法，其基本步驟如下①由鍋爐來的煙氣首先經過除塵器除塵，除塵器收集下來的灰進入儲灰罐貯存；②除塵后的煙氣隨后進入減溫吸收塔進行煙氣降溫和初步脫除SO2氣體，減溫吸收塔的煙氣出口溫度控制在110℃～120℃范圍內；減溫吸收塔內噴淋下來的吸收劑漿液匯集到洗滌漿液循環池，洗滌漿液循環池內的部分漿液返回減溫吸收塔內進行循環噴淋；③初步脫硫后的煙氣然后進入半干式煙氣脫硫塔進一步脫硫，半干式煙氣脫硫塔塔內的煙氣流速控制在2m/s～4m/s范圍內，半干式煙氣脫硫塔內噴入的漿液濃度在20％～30％范圍內；④經過半干式煙氣脫硫塔進一步脫硫后的煙氣經過除塵器分離脫硫灰，干凈的煙氣通過引風機從煙囪排出。
2.按照權利要求1所述的利用廢堿渣進行煙氣脫硫的方法，其特征在于減溫吸收塔是噴淋塔。
3.按照權利要求1所述的利用廢堿渣進行煙氣脫硫的方法，其特征在于減溫吸收塔是填料塔。
4.按照權利要求1所述的利用廢堿渣進行煙氣脫硫的方法，其特征在于減溫吸收塔塔內的煙氣流速控制在1m/s～2m/s范圍內。
5.按照權利要求1所述的利用廢堿渣進行煙氣脫硫的方法，其特征在于減溫吸收塔每次新加入的廢堿渣漿液比例為10％～15％。
6.按照權利要求1所述的利用廢堿渣進行煙氣脫硫的方法，其特征在于步驟③半干式煙氣脫硫塔出口布置有分離器，分離下來的顆粒送入半干式煙氣脫硫塔內進行循環。
7.按照權利要求1所述的利用廢堿渣進行煙氣脫硫的方法，其特征在于步驟③半干式煙氣脫硫塔的煙氣出口溫度控制在80℃～90℃范圍內。
8.按照權利要求1所述的利用廢堿渣進行煙氣脫硫的方法，其特征在于步驟③半干式煙氣脫硫塔為噴霧干燥式煙氣凈化塔。。
9.按照權利要求1所述的利用廢堿渣進行煙氣脫硫的方法，其特征在于步驟③半干式煙氣脫硫塔為流化床式煙氣凈化塔。
10.按照權利要求1所述的利用廢堿渣進行煙氣脫硫的方法，其特征在于除塵器分離下來的脫硫灰20％～40％送入半干式煙氣脫硫塔內進行循環脫硫，20％～40％送入洗滌漿液循環池進行再次循環，剩余部分則排入脫硫灰倉。
全文摘要
本發明是一種利用廢堿渣進行煙氣脫硫的方法，包括以下步驟1.由鍋爐來的煙氣首先經過除塵器除塵，除塵后的煙氣進入減溫吸收塔進行煙氣降溫和初步脫除SO
文檔編號B01D53/78GK1597062SQ20041000947
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月24日 優先權日2004年8月24日
發明者蔣宏利, 姜鴻安, 孫濤, 張益 , 陳建國, 曹俊斌, 金堅 申請人:北京中科通用能源環保有限責任公司