从烟道气流中除去二氧化硫的方法技术

一种从含有ＳＯ↓［２］的烟道气流中除去ＳＯ↓［２］的方法，包括提供天然碱源和将该天然碱喷射到烟道气流中。烟道气的温度为约６００°Ｆ到约９００°Ｆ。保持天然碱与烟道气接触足够的时间，以使部分天然碱与部分ＳＯ↓［２］反应，以降低烟道气流中ＳＯ↓［２］的浓度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及气体的净化，并且更具体地涉及一种净化含有有害气体例如so2的烟道气的方法。
技术介绍
已经采用多种吸收剂利用干式吸收剂喷射(dry sorbent injection, DSI)来从烟道气中除去SOx和其他气体。然而，DSI过去通常在远低于 400下的温度下进行，因为设备材料例如集尘室介质不能经受较高的温 度。此外，许多吸收剂物质在接近或高于400下的温度下烧结或熔化， 这使其在除去气体时效力降低。许多吸收剂物质的反应产物在较高温度 下还粘附到设备和管道上，这需要频繁地清洁工艺设备。为了在这些较 低的温度下操作，通常必须在喷射吸收剂之前冷却燃烧气。这是不希望 的额外的工序。因此，需要一种在高温下除去SOx气体时有效的吸收剂喷射方法。
技术实现思路
一方面，提供一种从含有S02的烟道气流中除去S02的方法。该方法包括提供天然碱源和将该天然碱喷射到烟道气流中。所述烟道气的温 度为约600下到约900T。保持天然碱与烟道气接触足够的时间，以使部分天然碱与部分S02反应，以降低烟道气流中S02的浓度。另 一方面，提供一种用于从含有so2的烟道气流中除去so2的系统。 该系统包括天然碱源和烟道气流。该系统还包括用于将天然碱喷射到烟 道气流中的喷射器。烟道气的温度为约600下到约卯0下。该系统还包 括保持天然碱与烟道气接触足够时间的区域，以使部分天然碱与部分SO;j反应，从而降低烟道气流中SO;j的浓度。附图说明前述段落通过一般介绍提供并且并非旨在限制所附权利要求的范 围。通过参考下面的详细描述连同附图将更好地理解目前优选的实施方案以及其他优点。图l是烟道气脱硫系统的一个实施方案的示意图。图2是显示作为天然碱和碳酸氢钠的归一化学计量比(normalized stochiometric ratio, NSR)的函数的S02除去％的图。图3是显示作为烟道气脱硫系统的一个实施方案的烟道气温度(以下计)的函数的S02除去。/。的图。图4显示在使用天然碱的烟道气脱硫系统的一个实施方案中操作后 的静电沉积器的穿孔板。图5显示在使用碳酸氢钠的烟道气脱硫系统的一个实施方案中操作 后的静电沉积器的穿孔板。具体实施方式参照附图描述本专利技术，其中相同的组成部分通过相同的附图标记表 示。通过下面的详细描述更好地理解本专利技术的不同组成部分的关系和功 能。然而，如下所述的本专利技术的实施方案仅作为实施例，并且本专利技术不 限于图中所示的实施方案。干式吸收剂喷射(DSI)—直用作用于除去S02的喷雾干燥或湿法洗 涤系统的低成本的替代方法。在DSI方法中，储存吸收剂并将其干喷到 烟道中，在烟道中所述吸收剂与酸性气体反应。本专利技术提供一种优选通 过将吸收剂例如天然碱喷射到烟道气流中以与S02反应而从含有so2 的烟道气流中除去S02的方法。天然碱是含有约85~95%倍半碳酸钠 (Na2C(VNaHCCV2H20)的矿物。在怀俄明州的西南部靠近格林河处发 现大量矿物天然碱的矿床。如在本文所用的，术语"天然碱"包括其他倍 半碳酸钠源。然而优选倍半碳酸盐源为开采的天然碱的实施方案。术语 "烟道气"包括来自任何类型燃烧过程(包括煤、油、天然气、玻璃原料 等)的废气。烟道气通常包含S02以及其他酸性气体例如HC1、 S03和 NOx。所述方法的示意图如图1所示。给炉或燃烧器10供以燃料源12(例 如煤)，然后供以空气14以燃烧所述燃料源12。将燃烧气体从燃烧器 10引导至换热器或空气加热器40。换热器或空气加热器40的出口连接 到颗粒收集装置50。在烟道气被引导至用于排气的气体烟囱60之前，颗粒收集装置50从烟道气中除去在燃烧过程中产生的颗粒例如飞灰。 颗粒收集装置50可以是静电沉积器(ESP)。其他类型的颗粒收集装置例 如集尘室也可以用于除去固体。集尘室包含用于将在燃烧过程中产生的 颗粒与烟道气分离的过滤器。由于在本方法中所用的相对小的粒径，天 然碱可作为集尘室过滤介质上的滤料层。S02除去系统包括天然碱源30。天然碱30优选具有约IO微米到约 40微米的平均粒径，最优选为约24微米到约28微米。天然碱优选为干 燥颗粒形式。合适的天然碱源是T-200⑧天然碱，其是可得自Solvay Chemicals, Green River， WY的机械精制的天然碱矿产品。T-200⑧天然 碱含有约97.5%的倍半碳酸钠，平均粒径为约24~28微米。S02除去 系统还可以包括球磨粉碎机32或其他类型的磨，以就地降低和/或控制 天然碱的粒径。将天然碱从天然碱源30运送到喷射器20。可气动地或通过任何其 他合适的方法运送天然碱。可容易地将天然碱鼓风以气动输送。用于喷 射天然碱或倍半碳酸钠的设备示意性地如图1所示。天然碱喷射设备20 将天然碱引入到烟道气管道段42中，所述烟道气管道段42设置在集尘 室入口的上游和换热器40(如果换热器或预热器存在的话)的上游的位 置。优选将天然碱喷射系统设计为使天然碱与烟道气流中的SOx的接触 最大化。可以使用本领域已知的任何类型的喷射设备以将天然碱引入到 气体管道中。例如，可以通过压缩的空气驱动喷射器直接实现喷射。如果储存天然碱并将天然碱干喷到其与酸性气体反应的烟道42中， 则该方法不需要浆料设备或反应容器。然而，该方法也可以与烟道气的 加湿或天然碱的湿式喷射一起使用。此外，如果该方法用于酸雾的清洁 洗涤，则可以通过存在的湿式洗涤容器湿式收集颗粒。烟道气的温度随喷射系统中的位置变化，并且在操作过程中还可以 随时间稍微变化。喷射天然碱处的烟道气的温度为约600T到约卯0下。 保持天然碱与烟道气接触足够的时间，以使部分天然碱与部分S02反 应，从而降低烟道气流中S02的浓度。烟道气的温度优选高于约630T, 并且最优选高于约700下。烟道气的温度优选低于约800下，并且最优 选低于约750下。烟道气的温度最优选为约700下到约750下。也可以改变该方法，以控制烟道气的温度。例如，可以调节天然碱上游的烟道气温度，以得到所希望的喷射天然碱处的烟道气温度。此外， 可以将环境空气引入到烟道气流中并在喷射天然碱处监测烟道气温度。 其他可能的控制烟道气温度的方法包括使用换热器和/或空气冷却器。 该方法也可以改变天然碱的喷射位置或包括多个用于天然碱喷射的位为了实现脱硫，天然碱优选以相对于S02流量的一定速率喷射，以提供约1.0 ~ 1.5的钠与硫的归一化学计量比(NSR)。 NSR是所喷射的反 应物的量相对于理论上所需的量的尺度。NSR表示与所有酸性气体反应 所需的吸收剂的化学计量的量。例如，1.0的NSR是指喷射了足够的物 质以在理论上百分之百除去入口烟道气中的S02; 0.5的NSR是指理论 上除去百分之五十的S02。每一摩尔存在的S02需要两摩尔的钠来进行S02中和。与碳酸氢钠不同，天然碱在高温下不熔。相反，当在275下或275T 以上加热时倍半碳酸钠经历所包含的碳酸氢钠的快速煅烧成为碳酸钠。 认为"爆米花状的，，分解通过将未反应的碳酸钠带到颗粒表面上进行 so2中和而产生大的活性表面。反应的副产物是硫酸钠并与飞灰一起收 集。天然碱与S02的化学反应如下所示2—3Na2C03+ 5H20+C02Na2C03+S02—Na2S03+C02Na本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含有ＳＯ↓［２］的烟道气流中除去ＳＯ↓［２］的方法，其包括：　　　　－提供天然碱源；　　　　－将所述天然碱喷射到所述烟道气流中，其中所述烟道气的温度为约６００°Ｆ到约９００°Ｆ；以及　　　　－保持所述天然碱与所述烟道气接触足够的时间，以使部分所述天然碱与部分所述ＳＯ↓［２］反应，以降低所述烟道气流中所述ＳＯ↓［２］的浓度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小约翰马久克，
申请(专利权)人：索尔维化学有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]