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一种高温烟气净化工艺制造技术

技术编号:15585053 阅读:318 留言:0更新日期:2017-06-13 19:45
本发明专利技术是一种高温烟气净化工艺,特征在于在600—800℃烟道气中投入钠碱改性石灰,使烟气中的酸性气体与钠碱改性石灰反应而被吸收,随后固体反应产物与烟道气中携带的飞灰一起在高温除尘器中收集,与烟气分离,净化后的烟气进入受热面放热降温,避免了受热面的高温腐蚀、毒性有机物二噁英在烟道气中的合成,降低了收集的飞灰和烟气净化产物的毒性。本发明专利技术方法工艺简单,成本低廉,效果良好。

【技术实现步骤摘要】
一种高温烟气净化工艺1、
本专利技术涉及一种高温烟气净化工艺,用于净化从各种燃用的焚烧炉中排放的烟气。2、
技术介绍
焚烧炉烟道气(简称烟气)中含酸性气体HCI,CI:,SO:和飞灰、重金属及有机物等多种污染物。现有的带余热回收系统的垃圾焚烧炉烟气净化装置都安装在尾部受热面和烟囱之间,如典型的干法、半干法和湿式烟气净化系统。这种通常低于300℃的垃圾焚烧炉尾部烟气净化方式存在着三个主要问题:(l)受热面的高温腐蚀。研究证明,烟气中HCI,C12的存在直接引起受热面的高温腐蚀,给余热锅炉带来的危险。(2)烟道气中毒性有机物二噁英(PCDD/PCDF)的合成。烟道气中酸性气体HCI,CI:和飞灰与PCDD/PCDF的生成过程相关,通常所说的denovo生成机理即是在150℃~576℃的宽温度范围内,烟气中弋灰颗粒所含的有机碳在氯和氧气存在的条件下,以飞灰所含的铜等重金属盐为催化剂,发生合成反应生成PCDD/PCDF,最佳生成温度范围是300~400℃。通常烟气低于600℃以后,二噁英会在烟气中逐渐合成,携带飞灰和酸性气体的烟气在受热面放热降温的过程中,飞灰以及烟气中的HCI、Cl:均会促进二噁英的合成。为控制二噁英随烟气排放到大气中,需采用在烟气中喷入活性碳,使烟气净化系统运行费用上升。(3)收集的飞灰和烟气净化产物具有高毒性。仅含有重金属而不含二噁英污染特征的飞灰容易处理。但是在低温烟气净化系统中,通过denovo机理等方式合成的PCDD/PCDF在烟气温度降低时,凝附于飞灰上或吸附在烟气净化产物上,这使飞灰和烟气净化产物中二噁英含量上升,毒性提高,致使处理要求复杂,并且处理费用昂贵。因此,从避免受热面的高温腐蚀和二噁英的合成、降低飞灰毒性的要求出发,应该在600℃及以上的高温区将烟气中的酸性气体和飞灰除去。但是高于800℃的温度不适合酸性气体HCI的净化,目前炉内加钙循环流化床焚烧技术是一种可在高温段实现部分烟气净化的先进垃圾焚烧技术。但是在循环流化床的焚烧温度(820~950℃)和焚烧炉内水蒸汽的压力下,石灰类吸收剂对应的HCI气体平衡浓度很高,难以实现对HCl的净化。美国采用了高温烟气净化的概念,但在该专利工艺中,采用了从布袋除尘器出来的烟气再循环来输送反应剂,并采用大量烟气再循环与原始高温烟气混合在过热器之前的反应器内反应,二处烟气循环所需的高温烟气鼓风机结构要求高,运行费用昂贵,不易普及。。该专利采用烟气循环,使反应器中单位容积流量的烟气接触到的反应剂减步,为了提高酸性气体的净化效率,必须采用更多量的反应剂,产生更大量的废渣。大流量的烟气在高温除尘器中流过,会导致烟道阻力增大或需要设置更大容量的除尘器,占用场地,增大散热损失。3、
技术实现思路
为了克服现有烟气净化技术存在的问题和不足,本专利技术的目的是提供一种工艺简单、运行费用低适用于600-800℃烟道气温度范围的高温烟气净化工艺,以避免受热面的高温腐蚀和二噁英在烟气中的合成、降低飞灰和反应产物的毒性。本专利技术的目的是通过下列技术方案来达到:一种垃圾焚烧炉高温烟气净化工艺,在600℃~800℃高温烟道气区投入钠碱改性石灰,使烟气中的酸性气体与钠碱改性石灰反应,然后将固体反应产物和烟气中携带的飞灰与烟气分离,清洁后的烟气进入受热面放热降温。在600℃—800℃温度范围的所谓“高温”烟道气区投入钠碱改性石灰后,改性石灰一边直接吸收HCI和C12等酸性气体,一边发生分解反应,生成比表面积大和活性更高的Ca0,使吸收HCl和C12等酸性气体的反应更彻底。反应器可以是烟道和除尘器的组合,也可以是额外设置的反应器。上述垃圾焚烧炉高温烟气净化工艺中的钠碱改性石灰是普通石灰经过碳酸钠溶液改性。在普通生石灰消化成熟石灰的过程中,用氢氧化钠或碳酸钠溶液代替消化用水。改性石灰中Na/Ca摩尔浓度比控制在0.05左右最佳。上述的钠碱改性石灰的投入量根据烟气中HCI和C12气体的浓度,维持钙/氯当量比在1.5—3.0范围内。当要求HCI达到较高的净化效果,如低于75rng/Nm3时,或者是在接近上限温度(800℃)的烟气区投入钠碱改性石灰时,投入量偏上限。上述的垃圾焚烧炉高温烟气净化工艺中,钠碱改性石灰的投入可以利用空气或蒸汽作为输送介质。上述的垃圾焚烧炉高温烟气净化工艺中,钠碱改性石灰的投入还可以利用密封式给料装置直接送入反应区。为了避免钠碱改性石灰加入时,输送介质带来的烟气体积增加或避免烟气温度的降低,直接利用密封式给料装置将改性石灰投入到要求的反应区,可以避免对烟气流量和温度带来的影响。本专利技术与现有技术相比,具有以下优点和有益效果:(l)目前带发电系统的焚烧炉为避免余热锅炉受热面的高温腐蚀,焚烧炉产生的高温烟气通过辐射受热面或用喷水等降温措施降到600℃左右才能流过过热器,产生的过热蒸汽温度一般在380℃以下,限制了焚烧炉发电系统的热效率。本专利技术在6000C-8000C的烟温区投入钠碱改性石灰吸收酸性气体HCI/Cl2后,可以避免或减轻高温腐蚀,提高烟气流经过热器受热面的温度,或维持原烟气温度时采用逆流布置,提高过热蒸汽温度。(2)钠碱改性石灰与普通石灰相比,在600℃及以上的高温区所生成的反应产物对反应的进行和除尘更为有利。使用普通石灰与HCI反应,既降低了单位质量的钙吸收HCI的能力,又容易使反应产物粘在除尘器壁上;而采用改性石灰作吸收剂时,提高了单位质量的钙吸收HCI的量,并且产物不易粘壁。因此本专利技术利用在600-800℃高温烟道气区投入钠碱改性石灰可以实现对HCI等酸性气体的有效净化。此外改性石灰还有吸附重金属的动能。(3)现有烟气净化系统中,携带飞灰和酸性气体的烟气在受热面中的降温过程有利于二噁英的denovo合成,本专利技术因为反应温度避开了二噁英的denovo合成温度范围,此外,研究表明在高温区喷钙使飞灰颗粒的pH值上升后,飞灰的高达11.5~12.5的pH值可以抑制二口恶英的denovo合成,因此,即使HCI等酸性气体和飞灰在此高温区得不到彻底净化,烟气在受热面降温过程中,二噁英的合成仍受抑制。4、具体实施方式下面结合实施例进一步说明本专利技术的方案和效果,实施例:本专利技术在600—800℃的烟道气温度区投入钠碱改性石灰来吸收HCl等酸性气体,这一反应可以是在专门设置的反应器中进行,也可以利用一段延长的烟道来实现,此时应促进烟气与改性石灰的混合。除尘器可以用旋风分离式除尘器,应设有保温措施,它除具有收集飞灰和反应产物的功能外,还可以起到辅助反应器的作用。当反应温度接近760℃时,产物容易粘结,这时烟气中携带的飞灰对除尘器壁面起到一定的防护作用。收集的飞灰和反应产物中主要污染物是重金属,它们可以和炉渣一起处理。清洁后的烟气送入余热锅炉受热面降温,要保护的受热面一般是过热器受热面。钠碱改性石灰的输送介如汽轮机中间抽汽作为输送介质。空气和蒸汽作为输送介质送料时,均会造成烟气温度一定程度的降低,因此实际反应温度低于600~800℃,同时烟气质量流量增大。最佳反应温度为600—700℃。当希望对烟气流量和温度造成最小的影响时,采用密封装置直接给料,一种可能的选择是用螺旋输送机或回转卸料阀直接给料。钠碱改性石灰可以利用生石灰在现场制备。一种制备钠碱改性石灰的方法是本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种高温烟气净化工艺,其特征是在600℃‑800℃高温烟道气区加入钠碱改性石灰,使烟气中的酸性气体与钠碱改性石灰反应,然后将固体反应产物和烟气中携带的飞灰与烟气分离,清洁后的烟气进入受热面降温。

【技术特征摘要】
1.一种高温烟气净化工艺,其特征是在600℃-800℃高温烟道气区加入钠碱改性石灰,使烟气中的酸性气体与钠碱改性石灰反应,然后将固体反应产物和烟气中携带的飞灰与烟气分离,清洁后的烟气进入受热面降温。2.根据权利要求1所述的高温烟气净化工艺,其特征是所述的钠碱改性石灰是普...

【专利技术属性】
技术研发人员:周子童
申请(专利权)人:周子童
类型:发明
国别省市:山东,37

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