烟道气的处理方法和系统技术方案

为了很容易地达到除去存在于烟道气中的ＳＯ↓［３］的目的而无需加入氨，以及将烟道气进一步净化而不会将加入的物质残留在处理过的烟道气中，本发明专利技术提供了一种烟道气处理方法，它包括一个吸收步骤，用于使烟道气与吸收流体（Ｄ）在吸收塔（１２、１３）中接触，并通过吸收到吸收流体（Ｄ）中的方式除去至少存在于烟道气中ＳＯ↓［２］，其特征在于，在吸收步骤之前，设置将在吸收步骤中可收集的粉末喷射到烟道气中的加入粉末步骤。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种净化含有SO2和SO3作为硫氧化物的烟道气(例如燃烧重油的锅炉产生的烟道气)的技术。更具体地说，本专利技术涉及一种烟道气的处理技术，它可以在低成本下和采用简单的操作或者设备结构来除去存在于烟道气中SO3，这种SO3可能冷凝生成有害的硫酸烟雾。一般说来，例如由热力发电厂等的燃烧重油锅炉产生的烟道气含有硫氧化物，包括SO3(三氧化硫)和SO2(二氧化硫)。SO3占硫氧化物总量(例如为1500ppm)的比例会随锅炉的燃烧温度、燃烧炉的类型、燃烧催化剂的种类等而变化，但是一般为百分之几左右。就是说含有较少量的SO3，如约为30ppm。因此这类烟道气脱硫的重点在于能够吸收SO2。但是，当存在于烟道气中的SO3产生烟雾时，它们形成了有害的H2SO4雾，它腐蚀性强并且是结垢的一个因素。而且它们由亚微米颗粒组成，这些颗粒仅通过与吸收流体进行气-液接触很难收集。为此，需要一些处理来除去SO3，以防止设备的腐蚀和结垢，或者以得到进一步纯化的烟道气。因此，在用于例如燃烧重油的锅炉的烟道气处理系统中，通常采用的是在设备的上流位置将氨通入到烟道气中，并因此而收集存在于烟道气中的硫酸铵形式的SO3。这种常规烟道气处理方法和系统的一个例子将在下面参考图8进行说明。在图8中，参考编号1表示空气加热器(锅炉一侧的设备)，用于通过用废气的热量来加热要通入到锅炉(未表示出)中的燃烧空气。在这种情况下，在空气加热器1之后的设备或步骤均包括在本专利技术的范围之内。首先，在进口管道2中，将从空气加热器1排出的未处理的烟道气A与从喷嘴2a喷出的氨(NH3)接触。这样烟道气中存在的SO3与氨和存在于烟道气中的水进行反应生成硫酸铵。接着将废气A通入到干式静电除尘器3中，在此从其中除去烟尘B，如粉煤灰。该烟尘B主要是由未燃烧的碳组成，并且例如对于燃烧重油的锅炉来说，它还含有杂质，如钒和镁。而且上述硫酸铵中的大多数也在该静电除尘器3中收集，排放在烟尘B中，并作为工业废物处理。之后，为了回收要被排放到大气中的处理过的烟道气C的热量，在下面要描述的气-气加热器(GGH)的二次加热区域5中，将废气A通入到该GGH的热回收区域4中，在此对其进行热量回收并因此而将其冷却(热回收步骤)。例如烟道气A的温度从约160℃降低到约100℃。其次，将至少SO2和一部分残留的少量烟尘在脱硫设备10(吸收步骤)的吸收塔12和13(在下面描述)中从烟道气A中除去，在GGH的二次加热区域5加热到适宜于排放到大气中的温度，并且再以处理过的烟道气C的形式从烟囱(未表示出)中排放到大气中。二次加热区域5根据废气标准、烟囱的高度等可以省去。在本方法中，脱硫设备10的结构是其中两个液柱型吸收塔12和13(即并流和逆流吸收塔)并列放置在储存吸收浆料(或吸收流体)D的储槽11上，并且在其中将烟道气连续通入到这些吸收塔中，并在相应吸收塔中与储槽11中的浆料进行气-液接触。吸收塔12和13的每一个都装有多个喷射管15和16。将通过循环泵17和18抽出的浆料从这些喷射管15和16中以液柱的形式向上喷射。而且，将一个用于收集和除去夹带的雾的除雾器20安装在该吸收塔的下流。将用该除雾器20收集的雾汇集在一个较低的料斗(未表示出)中，并通过从该料斗的底部伸出的管道返回到储槽11中。而且，该设备装配有所谓的转动臂气体分布器21，用于在搅拌浆料的同时将氧化性气体以细微气泡的形式吹入储槽11中的浆料中，以使其中吸收了二氧化硫的吸收浆料在储槽11中与空气充分接触并完全氧化生成石膏。更具体地说，在该设备中，从在吸收塔12或13中的喷射管15或16喷射的吸收剂浆料向下流动，同时由于与烟道气进行气-液接触的结果而吸收了二氧化硫和烟尘，并进入储槽11，在此它通过与大量吹入其中的气泡接触同时采用分布器21搅拌而被氧化，接着进行中和反应生成石膏。在这些处理过程中发生的主反应用下面的反应通式(1)到(3)来表示。(吸收塔的烟道气进口部分)(1)(储槽)(2)(3)这样，石膏、少量的石灰石(用作吸收剂)和微量的烟尘稳定地悬浮在储槽11的浆料中。在该方法中，将储槽11中的浆料抽出并用浆料泵22加入到固-液分离器23中。在固-液分离器23中过滤该浆料，这样就回收了含水量低的石膏E。另一方面，将固-液分离器23的滤液的一部分F1通过滤液槽24和滤液泵25加入到浆料制备槽26中，并且作为构成吸收浆料D的水而再次使用。浆料制备槽26装配有搅拌器并通过混合从储槽(未表示出)加入的石灰石G和从滤液槽24加入的水来制备吸收剂浆料D。将在浆料制备槽26中的吸收剂浆料D适宜地通过浆料槽27加入到储槽11中。为了补充逐渐损失的水分，例如由于在吸收塔12和13中的蒸发造成的，可适当地供应补充水(如工业用水)，例如往储槽11中补充。以粉末形式采用的石灰石G通常是通过将开凿出的石灰石粉碎成粒径为100微米左右的颗粒来制备。进一步来说，为了防止杂质在循环通过脱硫设备10的水中聚集，将在滤液槽24中的滤液的剩余部分作为所谓的脱硫废水F2进行废水排放处理(未表示出)。根据上述烟道气处理方法，从静电除尘器3出来的烟道气含有少量的SO3，这样就避免了上述缺陷。这就是说，如果不加入氨来处理SO3，该SO3由于硫酸的露点低而在设备中冷凝并因此产生上述烟雾。通常大多数SO3由于在GGH的热回收区域4的冷却而冷凝成烟雾。因此，在至少GGH的热回收区域4和其下游位置部分，可能会出现象由于设备组件的腐蚀或结垢而造成的阻塞烟道气通过管道这样的麻烦，这样就提高了设备成本和维修费用。而且，因为这种SO3烟道气残留在从脱硫设备10中排放的处理过的烟道气C中，需要装配湿集尘器，例如在吸收塔13的下流位置和GGH的二次加热区域5的上流位置装配，以得到纯度高的净化烟道气。这也增大了设备的成本和规模。但是，如果如图8所示的加入氨，存在于烟道气中的SO3就在如上所述的静电除尘器3的上流位置转变成硫酸铵，并且在静电除尘器3中以烟尘B的形式收集生成的硫酸铵。这样就初步解决了SO3带来的上述问题。在用于燃煤锅炉的烟道气处理系统中，广泛采用的系统是一个其中将GGH的热回收区域4安装在静电除尘器3的上流一侧，以便在静电集尘之前进行热回收步骤的系统(即所谓的高效系统)。该系统的目的是采用简单并且规模小的设备结构通过注重下面的情况来获得高的除尘效率，即当烟道气的温度低时，每单位体积静电除尘器的烟尘收集效率根据烟尘的电阻而提高。但是，在采用油燃料的情况下，该系统由于存在于烟道气中的烟尘的性质差别(如电阻)而存在缺点。因此，一般通过采用如图8所示的设备结构来完成上述氨的加入。但是，上述常规烟道气的处理方法或系统由于上述氨的加入而出现下列许多问题。首先，必须购买昂贵的氨并进行运输。这从操作费用的角度来说是不利的。再者，还必须延长进口管道2，以便可以将氨喷射并分散。这就影响了该设备规模的减小。还有，由于一些氨残留在静电除尘器3的下流一侧，在脱硫废水F2中就含有氮组分。因此在排放脱硫废水之前需要进行繁琐的处理以除去氮，例如可通过微生物脱氮反应进行。这也提高了操作费用和设备规模。再有，氨也存在于处理过的烟道气C中，并被排放到大气中。在日本，氨的排放现在并没有被限制，但是，从进一步净化烟道气的角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理含有至少ＳＯ↓［２］和ＳＯ↓［３］的烟道气的烟道气处理方法，它包括一个用于将粉末喷射到烟道气中的粉末加入步骤，和一个用于在吸收塔中使烟道气与吸收流体进行气－液接触的后续吸收步骤，通过吸收到吸收流体中和收集该粉末来除去至少存在于烟道气中的ＳＯ↓［２］。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：冈添清，岩下浩一郎，木村和明，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]